Projekte

Zusammen mit Partnern aus der Wirtschaft und unterstützt durch die eidgenössische Förderagentur für Innovation KTI konnten verschiedene Projekte realisiert werden.

Wirtschaftspartner

Logo der Silidur AG
Silidur AG
Niederfeldstrasse 5
8450 Andelfingen
Logo der Walter Mäder AG
Walter Mäder AG
Bereich Mäder Kunstharze
Industriestrasse 1
8956 Killwangen
Logo der Swiss Plastics
Swiss Plastics
Schachenallee 29C
5000 Aarau
Logo der Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V.
AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V.
Am Hauptbahnhof 10
60329 Frankfurt, Deutschland
Logo der Sika Schweiz AG
Sika Schweiz AG
Tüffenwies 16-22
8048 Zürich

Carbon Strukturen

BMW Guggenheim Lab New York

BMW Guggenheim Lab in NewYork, Architekt: Atelier BowWow
Die anspruchsvolle Struktur des Pavillons ruht auf 6 Stützen und beansprucht minimalen Raum. Die tragenden Elemente sind vollständig aus Carbon gefertigt und innen vorgespannt.
Foto: Paul Warchol, Solomon R Guggenheim Foundation
BMW Guggenheim Lab in NewYork, Architekt: Atelier BowWow
Die anspruchsvolle Struktur des Pavillons ruht auf 6 Stützen und beansprucht minimalen Raum. Die tragenden Elemente sind vollständig aus Carbon gefertigt und innen vorgespannt.
Foto: Paul Warchol, Solomon R Guggenheim Foundation
BMW Guggenheim Lab
Im Grossversuch an der ZHAW wurde einer der vorgespannten, gewickelten Carbonträger im Biegeversuch bis zum Bruch belastet.
BMW Guggenheim Lab
Im Grossversuch an der ZHAW wurde einer der vorgespannten, gewickelten Carbonträger im Biegeversuch bis zum Bruch belastet.


BMW Guggenheim Lab Knotendetail
BMW Guggenheim Lab
Knotendetail während des Einbaus
Foto: CarboFibretec GmbH


Das BMW Guggenheim Lab ist ein mobiler, modularer Pavillon mit einem vorgespannten Carbon-Raumfachwerk. Entworfen wurde er vom japanischen Architekturbüro Atelier Bow-Wow für eine Baulücke in New York und anschliessenden Aufbau in Berlin und Mumbai.

Der Pavillon bot Raum für Ausstellungen, Workshops und Vorträge über Stadtentwicklung. Auf dem langgestreckten Grundriss entstand ein einladender, freier Raum der stets wechselnde Infrastruktur bereitstellte. Wie bei einer Theaterbühne wurde nicht benötigte Ausstattung in die Tragstruktur hochgezogen und die Durchsicht zur Strassenebene geöffnet.

Eine besondere Herausforderung war neben dem neuartigen Baustoff Carbon der enge zeitliche Rahmen für Entwicklung, Bemessung und Herstellung des Tragwerkes. Ausserdem waren Themen wie Prüfung der Tragfähigkeit, Brand und Vandalismus zentral.

Die Fachgruppe unterstützte die Entwicklung des Tragwerks und führte Belastungsversuche der Tragelemente und Verbindungen durch. Abschliessend wurde ein kompletter Träger im Grossversuch bis zum Bruch getestet.

Rietbergmuseum Zürich

Pavillon Rietbergmuseum Zürich, Architekt: Shigeru Ban, Foto: Didier Boy de la Tour
Pavillon Rietbergmuseum Zürich, Architekt: Shigeru Ban
Die speziell entwickelten Fachwerkträger sind aus Carbon Halbschalen zusammengesetzt.
Foto: Didier Boy de la Tour
Pavillon Rietbergmuseum Zürich
Knotendetail
Foto: CarboFibretec GmbH
Pavillon Rietbergmuseum Zürich
Knotendetail
Foto: CarboFibretec GmbH

Der Architekt Shigeru Ban hat für das Rietbergmuseum in Zürich einen Sommerpavillon entworfen. Eine Membran überspannt die Fachwerkträger aus Carbon, die auf Säulen aus Karton ruhen.

Dieser ungewöhnliche Pavillon steht seit 2013 jeden Sommer im Park vor der Villa Wesendonck und bietet den Besuchern des Cafés mit seiner offenen Tragstruktur einen eindrücklichen Raum.

Die Fachgruppe FVK konnte die Entwicklungsarbeiten für die speziellen, aus Carbon-Halbschalen zusammengesetzten Fachwerkträger unterstützen und führte Versuche zu den tragenden Klebeverbindungen durch.

Glas Composite Strukturen, GFK

SBB Lärmschutzwandpfosten

Lärmschutzwand Pfosten
Der Einsatz von Pfosten aus glasfaserverstärktem Kunststoff bietet Vorteile bei der Montage der Lärmschutzwände: schneller Einbau, da sie direkt einbetoniert werden können und Sicherheit, da das Material elektrisch isoliert.
Lärmschutzwand Pfosten
Der Einsatz von Pfosten aus glasfaserverstärktem Kunststoff bietet Vorteile bei der Montage der Lärmschutzwände: schneller Einbau, da sie direkt einbetoniert werden können und Sicherheit, da das Material elektrisch isoliert.
Lärmschutzwand Pfosten
Aufsicht auf das Profil
Lärmschutzwand Pfosten
Aufsicht auf das Profil

Die Pfosten von Lärmschutzwänden sind aggressiven Medien wie Tausalzen und Abgasen im Strassenverkehr oder Kriechströmen im Bahnverkehr ausgesetzt. Beim Einsatz von Stahlprofilen ist trotz hohem Korrosionsschutz mit mittelfristigem Unterhalt aber auch Ersatz zu rechnen.

Mit den Partnern swissfiber und F. Preisig AG entwickelte die Fachgruppe einen Pfosten aus einem pultrudierten, glasfaserverstärkten Kunststoff GFK.

Durch optimale Wahl des Trägerquerschnitts und den genau berechneten Laminataufbau, konnte ein Profil entwickelt werden, das die strengen Vorgaben der SBB erfüllt und wirtschaftlich attraktiv ist.

Die Pfosten zeichnen sich durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit und Alkalibeständigkeit aus und sind nicht elektrisch leitend. Die deutlich leichteren Pfosten können daher sicher von Hand neben dem Bahntrassee eingebaut werden. Vorteilhaft ist auch die schnelle Montage, da die Träger direkt einbetoniert werden können.

swissfiber deck 04

swissfiber deck 04
Kleiner Steg in Höngg mit Belag aus deck 04 Profilen
swissfiber deck 04
Kleiner Steg in Höngg mit Belag aus deck 04 Profilen
swissfiber deck 04
Die Profile sind in unterschiedlichen Breiten und mit verschiedenen Oberflächen erhältlich. Unbehandelt haben die Profile Rillen in Längsrichtung zur Rutschhemmung, mit Beschichtung und Einstreuung eignen sie sich für den Einsatz im Aussenraum und feuchter Umgebung.
swissfiber deck 04
Die Profile sind in unterschiedlichen Breiten und mit verschiedenen Oberflächen erhältlich. Unbehandelt haben die Profile Rillen in Längsrichtung zur Rutschhemmung, mit Beschichtung und Einstreuung eignen sie sich für den Einsatz im Aussenraum und feuchter Umgebung.

Zusammen mit der swissfiber AG entwickelte die Fachgruppe FVK das multifunktionale Konstruktionsprofil deck 04. Dieses Mehrkammerprofil besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff und wird durch Pultrusion hergestellt.

Wegen der Korrosionsbeständigkeit und Rutschfestigkeit wird es vornehmlich als Belagsprofil für Stege und Fussgängerbrücken oder für Abdeckungen eingesetzt. Insbesondere bei kurzen Spannweiten bis 8m kann das Profil jedoch auch allein als Träger eingesetzt werden. Die Fachgruppe FVK untersucht auch das Langzeitverhalten der Profile in Dauerlastversuchen.

Schecobrücke Winterthur

Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul) Die Brücke überspannt die Eulach und verbindet die neue Wohnüberbauung auf dem Schecoareal mit dem Quartier an der Talwiesenstrasse.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul)
Die Brücke überspannt die Eulach und verbindet die neue Wohnüberbauung auf dem Scheco-Areal mit dem Quartier an der Talwiesenstrasse.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul) Das PSM-Modul wird nicht nur als Fahrbahnplatte eingesetzt - es ist im Verbund mit den Stahlgeländern das Tragwerk der Brücke.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul)
Das PSM-Modul wird nicht nur als Fahrbahnplatte eingesetzt - es ist im Verbund mit den Stahlgeländern das Tragwerk der Brücke.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul) Für die Fahrbahnplatte wurden die vorbereiteten Einzelmodule untereinander verbunden. Die komplette Platte wurde anschliessend umlaminiert.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul)
Für die Fahrbahnplatte wurden die vorbereiteten Einzelmodule untereinander verbunden. Die komplette Platte wurde anschliessend umlaminiert.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul) Die Brücke wurde im Werk vorgefertigt und mit einem Mobilkran auf die vorbereiteten Widerlager eingehoben.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul)
Die Brücke wurde im Werk vorgefertigt und mit einem Mobilkran auf die vorbereiteten Widerlager eingehoben.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul) Das PSM-Modul wurde eben produziert, dann vorgekrümmt und mit den vorbereiteten Stahlelementen verbunden.
Schecobrücke Winterthur (PSM-Modul)
Das PSM-Modul wurde eben produziert, dann vorgekrümmt und mit den vorbereiteten Stahlelementen verbunden.

Bei der Schecobrücke Winterthur wurde das Platten-Scheiben-Modul PSM erstmals mit Plattentragwirkung eingesetzt.

Die 18m lange und 3m breite Brücke wird von einem leicht gebogenen Parallelfachwerk gebildet. Das Plattenmodul übernimmt nicht nur die Funktion der Fahrbahnplatte, sondern dient gleichzeitig als Untergurt für das Haupttragwerk. Der Obergurt und die Streben der Fachwerke sind in Stahl ausgeführt.

Die Brücke wurde komplett im Werk gefertigt und auf der Baustelle mit einem mobilen Kran auf die Widerlager gehoben.

Passerelle Magglingen

Passerelle Magglingen (PSM-Modul) Die kleine Fussgängerbrücke beim Grand Hotel Magglingen verbindet die Hotelanlage mit dem oberhalb liegenden Waldgebiet.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul)
Die kleine Fussgängerbrücke beim Grand Hotel Magglingen verbindet die Hotelanlage mit dem oberhalb liegenden Waldgebiet.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul) Das Dach der Hotelvorfahrt und die Fussgängerbrücke bilden ein Ensemble aus gefalteten Platten.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul)
Das Dach der Hotelvorfahrt und die Fussgängerbrücke bilden ein Ensemble aus gefalteten Platten.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul) Die punktuellen kreuzförmigen Aussteifungen des Platten-Scheiben-Moduls PSM erscheinen durch das transluzente Material im Gegenlicht als Musterung.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul)
Die punktuellen kreuzförmigen Aussteifungen des Platten-Scheiben-Moduls PSM erscheinen durch das transluzente Material im Gegenlicht als Musterung.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul) In den Seitenwänden der Fussgängerbrücke trägt das PSM-Modul als Scheibe. Der Fussweg aus Gitterrostelementen ist dazwischen eingehängt.
Passerelle Magglingen (PSM-Modul)
In den Seitenwänden der Fussgängerbrücke trägt das PSM-Modul als Scheibe. Der Fussweg aus Gitterrostelementen ist dazwischen eingehängt.

Als erste Anwendung mit Scheibentragwirkung wurde das Platten-Scheiben-Modul PSM bei einer kleinen Fussgängerbrücke am Grand Hotel Magglingen eingesetzt.

Das Dach der Hotelvorfahrt und die anschliessende Brücke bestehen aus transluzenten grünen Glasfaser Composite Elementen. Dach und Brücke wirken wie ein räumlich gefaltetes Band, sind jedoch statisch unabhängig.

Die Fussgängerbrücke ist als einfacher Balken über zwei Stützen gespannt. Die Seitenwände bestehen aus jeweils einem PSM-Modul, das durch die statische Höhe von 1.60 m als Scheibe wirkt.

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 - Brücke zur Wolke

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon  Über die zwei Brücken in Glasfaserkunststoff gelangten mehr als 1 Million Personen zur Wolke.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Über die zwei Brücken in Glasfaserkunststoff gelangten mehr als 1 Million Personen zur Wolke.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon  Dank der Leuchten zwischen den zwei Zwillingsträgern der Brücke verwandelten sich die Brücken in der Nacht in Leuchtkörper. Im Bild sind die Leuchten der hinteren Brücke ausgeschaltet.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Dank der Leuchten zwischen den zwei Zwillingsträgern der Brücke verwandelten sich die Brücken in der Nacht in Leuchtkörper. Im Bild sind die Leuchten der hinteren Brücke ausgeschaltet.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon Nach der EXPO.02 konnte ein Teil der Brücken als Baustellenprovisorium über die Autobahn bei Glion eingesetzt werden.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Nach der EXPO.02 konnte ein Teil der Brücken als Baustellenprovisorium über die Autobahn bei Glion eingesetzt werden.

An der Schweizerischen Landesausstellung EXPO.02 in Yverdon konnte die Fachgruppe FVK die Entwicklung von drei Bauwerken wissenschaftlich begleiten: ein Dach, eine begehbare tragende Struktur und zwei Brücken aus Faserverbundkunststoff.

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 - Angelbar

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon  Die Angelbar über der Wolke hat eine tragende Struktur aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Die Angelbar über der Wolke hat eine tragende Struktur aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon Die Primärträger der Angelbar aus GFK.
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Die Primärträger der Angelbar aus GFK, die gleichzeitig als Wasserrinnen genutzt werden und ca. 30% des Belages der Angel Bar ausmachen, liegen auf der Stahlkonstruktion der Wolke auf. Dazwischen eingelegt sind einachsig biegbare Belagselemente.

Alle drei innovativen Strukturen wurden in transluzenter Bauweise ausgeführt. Es wurden Konzepte erarbeitet und Versuche durchgeführt. Noch heute wird mittels Messungen an einer Versuchsbrücke und an Versuchskörpern das Verhalten der Bauteile unter Langzeiteinflüssen untersucht.

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 - Forum Soft

Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon Das Forum Soft überspannt eine Fläche von ca. 40m x 300m und verschiedene Ausstellungen. Das Dach ist aus über 24‘000 4m bis 12m langen Elementen zusammengesetzt. Dabei wurden rund 200‘000kg Glasfase
Schweizerische Landesausstellung EXPO.02 Yverdon
Dachkonstruktion mit GFK

Das Forum Soft überspannt eine Fläche von ca. 40m x 300m und verschiedene Ausstellungen. Das Dach ist aus über 24‘000 4m bis 12m langen Elementen zusammengesetzt. Dabei wurden rund 200‘000kg Glasfaserkunststoff verarbeitet.

Carbon Beton

Uferpromenade Unterägeri

Uferpromenade Unterägeri
Die mehr als 100-jährige, denkmalgeschützte Stahlbrücke musste im Jahr 2013 umfassend instandgesetzt werden. Sie erhielt einen neuen Belag aus schlanken, kohlefaserbewehrten Betonbohlen, der die Auflast der Brücke reduziert.
Uferpromenade Unterägeri
Die mehr als 100-jährige, denkmalgeschützte Stahlbrücke musste im Jahr 2013 umfassend instandgesetzt werden. Sie erhielt einen neuen Belag aus schlanken, kohlefaserbewehrten Betonbohlen, der die Auflast der Brücke reduziert.
Uferpromenade Unterägeri
Auch für den Bohlenbelag des neuerrichteten Steges konnten die Betonbohlen eingesetzt werden.
Uferpromenade Unterägeri
Auch für den Bohlenbelag des neuerrichteten Steges konnten die Betonbohlen eingesetzt werden.
Uferpromenade Unterägeri
Auch für den Bohlenbelag des neuerrichteten Steges konnten die Betonbohlen eingesetzt werden.
Uferpromenade Unterägeri
Auch für den Bohlenbelag des neuerrichteten Steges konnten die Betonbohlen eingesetzt werden.

Gemeinsam mit der Silidur AG und mit finanzieller Unterstützung durch die KTI Förderagentur für Innovation des Bundes entwickelte die Fachgruppe dünne, vorgespannte Platten aus carbonbewehrtem Beton. Bei der Neugestaltung der Uferpromenade der Gemeinde Unterägeri wurden die Platten erstmals eingesetzt und dienen als Belag für einen Steg und eine historische Bogenbrücke.

Die leichteste Betonbrücke der Welt steht seit Oktober 2016 in Winterthur

Die leichteste Betonbrücke der Welt
Die leichteste Betonbrücke der Welt: Die neue Betonbrücke wiegt ca. 190kg/m2 nutzbare Oberfläche, das entspricht einer leichten Stahlbrücke. Eine vergleichbare konventionelle Betonbrücke wäre mit einem Gewicht von ca. 750kg/m2 etwa 4 mal schwerer und würde die Auflager wesentlich stärker belasten. Dies ist ein wesentlicher Vorteil des neuen Konstruktionsprinzips.
Die Brückenplatte ist mit den Stegen mit Senkkopfmuttern aus Edelstahl verschraubt und über die gesamte Länge verklebt.
Die Brückenplatte ist mit den Stegen mit Senkkopfmuttern aus Edelstahl verschraubt und über die gesamte Länge verklebt.
Komplett mit Geländer wurde die Brücke mit dem Tieflader vom Werk gebracht und mit einem Pneukran auf den vorbereiteten Auflagern abgesetzt.
Komplett mit Geländer wurde die Brücke mit dem Tieflader vom Werk gebracht und mit einem Pneukran auf den vorbereiteten Auflagern abgesetzt.
Die neue Konstruktion schützt die unterhalb liegenden Stahlträger und Werkleitungen vor direkter Bewitterung.
Die neue Konstruktion schützt die unterhalb liegenden Stahlträger und Werkleitungen vor direkter Bewitterung.

Anfang des Jahres 2016 musste die bestehende Fussgänger- und Fahrradbrücke über die Eulach zwischen dem zhaw Campus Technikum und der Kantonschule Büelrain gesperrt werden. Wasser, das zwischen den einzelnen Betonbohlen des Brückendecks hinunterlief, hatte zu grossen Korrosionsschäden an den Stahlhauptträgern geführt, so dass die Brücke die erforderliche Tragsicherheit nicht mehr aufwies.

Für die neue Brücke wurde ein etwas aussergewöhnlicher Sanierungsvorschlag der Bauingenieure der zhaw Forschungsgruppe Faserverbundkunststoff umgesetzt: Das alte Brückendeck  aus 120mm dicken Betonbohlen wurde entfernt. Die Stahlhauptträger wurden etwas eingekürzt und dienen in Zukunft noch als Traggerüst für die verschiedenen Werkleitungen, die unter der Brücke die Eulach queren.

Die originalen Stahlträger bleiben als Tragwerk für die Werkleitungen erhalten. Das Eigengewicht von Brückenplatte, Geländer und alle Nutzlasten übernimmt jedoch die oberhalb liegende, neue Brückenkonstruktion.
Die originalen Stahlträger bleiben als Tragwerk für die Werkleitungen erhalten. Das Eigengewicht von Brückenplatte, Geländer und alle Nutzlasten übernimmt jedoch die oberhalb liegende, neue Brückenkonstruktion.
Im Betonwerk wurden alle Teile mit einem CNC-Bearbeitungszentrum aus grossformatigen Tafeln ausgeschnitten, gebohrt und an Flächen und Kanten vorbereitet. Anschliessend wurden die Elemente zusammengesetzt, verklebt und verschraubt.
Im Betonwerk wurden alle Teile mit einem CNC-Bearbeitungszentrum aus grossformatigen Tafeln ausgeschnitten, gebohrt und an Flächen und Kanten vorbereitet. Anschliessend wurden die Elemente zusammengesetzt, verklebt und verschraubt.

Über die alten Stahlträger wurde ein Tisch aus einer 40mm dicken Betonbrückenplatte mit einem darunter liegenden 32cm hohen Rahmen gesetzt. Die Längs- und Querstege des Rahmens wurden ebenfalls aus 40mm dicken Betonplatten ausgeschnitten und bestehen jeweils aus zwei miteinander verklebten Betonbrettern. Zwischen die Längsstege wurde zusätzlich noch je eine Carbonlamelle eingeklebt.

Die Brückenplatte ist mit den Stegen über speziell angefertigte Senkkopfmuttern aus Edelstahl verschraubt und über die gesamte Länge verklebt. Die Verbindungstechnik wurde durch die Fachgruppe FVK zusammen mit der Firma Silidur AG entwickelt.

Das neue Geländer ist fein auf die Brückenkonstruktion abgestimmt. Die Staketen aus Chromstahl werden von einem verklebten Randstreifen gehalten und tragen einen schlichten Handlauf. Beide sind ebenfalls aus carbonbewehrten cpc-Platten gefertigt.
Das neue Geländer ist fein auf die Brückenkonstruktion abgestimmt. Die Staketen aus Chromstahl werden von einem verklebten Randstreifen gehalten und tragen einen schlichten Handlauf. Beide sind ebenfalls aus carbonbewehrten cpc-Platten gefertigt.
Sanierungsbedürftig: Die ursprüngliche Konstruktion aus zwei parallelen Stahlhauptträgern war durch Sickerwasser korrodiert. Auf den Trägern lag ein Betonbohlenbelag, die Geländerpfosten waren mit Konsolen an den Stegen der Träger verschraubt. Unter
Sanierungsbedürftig: Die ursprüngliche Konstruktion aus zwei parallelen Stahlhauptträgern war durch Sickerwasser korrodiert. Auf den Trägern lag ein Betonbohlenbelag, die Geländerpfosten waren mit Konsolen an den Stegen der Träger verschraubt. Unterhalb abgehängt verlaufen wichtige Werkleitungen der ZHAW.
Anfang Oktober 2016 wurde die cpc-Brücke über die Eulach der Nutzung übergeben.
Anfang Oktober 2016 wurde die cpc-Brücke über die Eulach der Nutzung übergeben.

Zur Anwendung kommt die cpc-Platte - diese sehr dünne, mit Carbon vorgespannte Betonplatte kommt ohne Stahlarmierung aus. Dadurch ist die neue Brücke nicht korrosionsanfällig, schützt die Stahlträger und Werkleitungen zuverlässig vor direkter Bewitterung und sorgt für eine lange Lebensdauer des gesamten Bauwerkes. Blickfang ist das Brückengeländer aus Chromstahlstaketen mit einem darüber liegendem cpc-Handlauf. Im Zug der Sanierung konnte die Geländerhöhe auch den gültigen Normen entsprechend auf eine Höhe von 1.10m angepasst werden.