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Seile mit tragenden Glasschwertern

Der Berliner Hauptbahnhof befindet sich im Bezirk Tiergarten, westlich des Humboldthafens. Er ist der Kreuzungspunkt zwischen der neuen unterirdischen Nord-Süd-Fernbahnverbindung und der bogenförmig geführten Trasse der von Westen nach Osten führenden Bahnlinien. Hinzu kommen in beiden Richtungen die S-Bahn-Trassen sowie eine Nord-Süd verbindende Regionalbahnlinie. Mit dem Bahnhof erhielt Berlin erstmals in seiner Geschichte einen 'echten' Hauptbahnhof. Das Bahnhofsgebäude wurde nach Plänen des Büros gmp errichtet, die bereits 1993 den entsprechenden Wettbewerb gewonnen hatten.

Die Haupteingangsfassaden bilden den Abschluss der in Nord-Süd-Richtung verlaufenden Bahnhofshalle. Neben ihrem ungewöhnlichen Tragsystem bestehen sie hauptsächlich aus Seilen und Glas. Das machte sowohl aufwändige Berechnungen als auch Bauteilversuche erforderlich. Aufgrund des komplexen statischen Systems war zudem die Planung und Durchführung der Montage sehr anspruchsvoll.

Um die gewünschte Transparenz der Konstruktion zu erreichen, wurden drei vertikale Seilebenen eingeführt. Sie sind im Abstand der Glasfugen mit Glasschwertern miteinander verbunden. Während die hintere Seilebene gerade verläuft, kreuzen sich die vorderen beiden Seilebenen zwischen den Glasschwertern. Mit Hilfe der Vorspannung der Seile wird auf diese Weise eine Biegesteifigkeit innerhalb der vorderen Seilebenen erzeugt. Als statisches System ergibt sich also quasi ein „halber“, d.h. nur einseitig biegesteifer Vierendeelträger. Gegenüber einem ebenen Seilnetz verringern sich hierdurch die Verformungen der Fassade und ebenso die Seilkräfte.

Glas
Die gesamte Fassadenverglasung besteht aus Verbund-Sicherheitsglas (VSG) aus 2 x 12 mm Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG). Die Größe des Regelfeldes beträgt dabei 2,45 m Breite x 1,54 m Höhe; die Höhe vergrößert sich in den Feldern am oberen Rand auf bis zu 2,30 m. Sie müssen Windlasten von bis zu 2,80 kN/m² und Verwindungen von bis zu 50 mm aus der Verformung der relativ weichen Tragstruktur aufnehmen. An den Rändern existieren zahlreiche Sonderscheiben, die teilweise über Bohrungen gehalten sind. Am Übergang zu den Bügelbauten gibt es sogenannte Pendelscheiben, die wegen der großen Differenzen in den Bauteilbewegungen ähnlich gelagert sind wie Türen. Die ESG-Scheiben sind voll mit Silikon verfugt. Alle beweglichen Gläser sind ohne Silikonfuge und mussten daher aus teilvorgespanntem Glas (TVG) bestehen, um auf diese Weise die Resttragfähigkeit zu gewährleisten.

Die Glasschwerter aus je zwei Paketen VSG 3 x 10 mm ESG bzw. VSG 3 x 12 mm ESG sind immer paarweise angeordnet. Sie werden in erster Linie auf Biegung beansprucht. Unter Windlast entstehen relativ große Seildifferenzkräfte, deren vertikale Komponenten zunächst von den Seilklemmen und dann von den Glasschwertern aufgenommen werden müssen. Die Umlenkkräfte aus den über Kreuz verlaufenden Seilen werden nicht in die Glasschwerter eingeleitet, sondern über Koppelstäbe zwischen den Seilklemmen übertragen. Damit die Lochleibungskräfte von bis zu 10 t gleichmäßig auf die drei Einzelscheiben eines VSG verteilt werden können, sind die bis zu 65 mm großen Bohrungen mit Mörtel vergossen. Der Bolzen der Seilklemmen läuft durch eine Aluminiumhülse, die im Mörtel eingegossen ist. Damit das Glas nicht zusätzlich unbeabsichtigte Horizontallasten aus den Umlenkkräften erhält, hat die mittlere, stranggepresste Hülse ein Langloch.

• Zum Thema

• Glasschwerter
• Punktgelagerte Fassaden
• Teilvorgespanntes Glas (TVG)
• Tragfähigkeit

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