Bewegungsfreiheit für Bahnhofsdach
Kalotten für Gitterschalen aus Glas
Am Stuttgarter Hauptbahnhof (Stuttgart 21) entstehen Eingangsbereiche, die von großen Gitterschalen aus Stahl und Glas überspannt werden. Für diese technisch anspruchsvollen Bauwerke, die der Fassadenbauer Seele umsetzt, liefert Maurer spezielle Kalottenlager, die eine zentrale Rolle für die Beweglichkeit und Stabilität der Konstruktionen spielen.
Kuppeln aus Stahl und Glas markieren die zunächst drei, später vier Eingangsbereiche des neuen Durchgangsbahnhofs und bilden die Zugangsbauwerke zu den Gleisanlagen. Auf diese Stahl-Glas-Konstruktionen wirken vielfältige Kräfte. Neben Eigengewicht und Nutzlasten spielen Windkräfte sowie reguläre Setzungen eine wesentliche Rolle. Aufgrund dieser Bedingungen musste bei der Bemessung und Auslegung der Lager auch berücksichtigt werden, dass einzelne Lagerkomponenten unter bestimmten Lastsituationen abheben können, damit Lager oder Bauwerk unbeschadet bleiben.
Die vom Fassadenbauspezialisten seele realisierten Gitterschalen bei der Staatsgalerie und am Kurt-Georg-Kiesinger-Platz liegen deshalb auf speziell angepassten Kalottenlagern, die hohe Lasten aufnehmen, Bewegungen und Verdrehungen ermöglichen und gleichzeitig die strukturelle Stabilität der Konstruktion sicherstellen. Insgesamt wurden mehrere Dutzend Kalottenlager mit integrierten Federn eingebaut. Zwei Lager sind zusätzlich mit Kulissenringen ausgestattet, um Verdrehungen um die Hochachse auszugleichen. Diese beiden Lager sind geführt und übertragen horizontale Kräfte, wodurch die Kuppelstruktur in ihrer Position gehalten wird. Die übrigen Lager erlauben Bewegungen in alle Richtungen, um Spannungen in der Struktur zu vermeiden.
Beweglich und freie Rotation um alle Achsen
Kalottenlager sind Lager, die aufgrund ihrer Bauart bereits viele Bauwerksanforderungen erfüllen. Sie ermöglichen Verdrehungen und horizontale Verschiebungen mit sehr geringem Widerstand. Maurer verbaut zudem in allen Kalottenlager-Gleitflächen Sliding Material mit einer Lebensdauer von mindestens 50 Jahren. Der patentierte Hochleistungs-Gleitwerkstoff hat eine hohe Festigkeit und nimmt große Lasten auf vergleichsweise kleinem Raum auf. Er enthält keine Regenerate oder Füllstoffe und keine umweltbelastenden Bestandteile wie PFAS.
Federn und Kulissenringe
Vertikal abhebende Bewegungen würden bei vielen Lastwechseln zu Verschleiß im Gleitwerkstoff führen. Daher wurden die Lager so ausgelegt, dass die Gleitflächen dauerhaft unter Druck bleiben.
Zu diesem Zweck stattete Maurer die Kalottenlager unterhalb der eigentlichen Lagerkomponenten mit Federn in einer Zwischenebene aus. Diese ermöglichen eine kontrollierte vertikale Verformung innerhalb des Systems, ohne dabei zusätzliche Kräfte in das Bauwerk einzuleiten. Alternativ wären auch Zug-Druck-Kalottenlager denkbar gewesen; es war jedoch keine Zugkraftübertragung über die Lager erwünscht, um Zwängungen im Bauwerk zu vermeiden.
Bei den beiden Lagern mit Kulissenring handelt es sich um geführte Lager zur Abtragung horizontaler Kräfte. An den Führungsanschlägen ist ebenfalls Gleitmaterial eingebaut. Der Kulissenring gleicht beliebige Verdrehungen um die Hochachse aus.
Die Kalottenlager für die Stuttgart 21-Gitterschalen sind kompakt konstruiert und fügen sich architektonisch unauffällig in die Gesamtstruktur ein. Sie ermöglichen Bewegungen innerhalb der Konstruktion und tragen gleichzeitig zur sicheren Lastabtragung bei.
Verpflichtende Vorversuche und Einzelprüfungen
Angesichts der hohen Anforderungen ist es entscheidend, dass bei der Bewegung der Lagerkomponenten keinerlei Verkantungen auftreten. Deshalb musste der Stahlbauer im Auftrag mit speziellen Funktionsversuchen nachweisen, dass die vorgeschlagenen Lager diese hohen Anforderungen des Bauwerks erfüllen.
Nach der Produktion wurde für jedes einzelne Lager mittels Versuchen bestätigt, dass es bei den Bewegungsabläufen weder verkantet noch blockiert. Jeder Versuch wurde protokolliert und von einem Vertreter der Deutschen Bahn begleitet.
Die Kalottenlager für die erste Gitterschale wurden im Juli 2025 eingebaut, die für die zweite Gitterschale zum Jahresende. Weitere befinden sich im Bau bzw. in der Planung. Auftraggeber ist die seele in Gersthofen, Bauherr die Deutsche Bahn.
