Renaissance der Fertigteile?!

Nahezu seit dem Beginn des Betonbaus wurde immer wieder versucht, durch Fertigteilbauweisen einerseits die Herstellzeiten vor Ort zu verkürzen und andererseits einen Großteil der Arbeiten in stationäre Fertigungen zu verlagern. So entstanden vor allem in den 1960er und 1970er Jahren ein ungeheurer Boom sowie vielfältige Anwendungen für Fertigteile in allen Bereichen des konstruktiven Ingenieurbaus. Ein größerer Wiederholungsgrad, die Vermeidung von Witterungsabhängigkeiten bei der Betonage und die höhere Fertigungsqualität und -genauigkeit sowie vor allem die erzielbare Baugeschwindigkeit waren wesentliche Treiber der Bauweise. Während andere Länder auch im Brückenbau bis heute zu einem Großteil mit Fertigteilen arbeiten, hat sich die Bauweise in Deutschland aufgrund der vielen Fugen (und damit potenziellen Schwachstellen) neben den früheren „Plattenbauten“ im Osten nur im Industriebau großflächig durchgesetzt. Vor allem im Ingenieurbau werden mit Blick auf integrale Tragwerke höchstens Halbfertigteile verwendet, die durch nachträgliche Ortbetonergänzung zu monolithischen Strukturen gefügt werden. So existieren auch nur zwei ältere Brücken aus Segmentfertigteilen, eine Bauweise, die international große Verbreitung erfahren hat. Derzeit sind jedoch sowohl in der Forschung und Industrie als auch der Bauverwaltung vielfältige Überlegungen zu erkennen, zukünftig verstärkt auf modulare Konstruktionen zu setzen. Beispielhaft genannt seien das aktuelle DFG Schwerpunktprogramm „Adaptive Modulbauweisen mit Fließfertigungsmethoden – Präzisionsschnellbau der Zukunft“, mehrere Pilotanwendungen im Hoch- und Brückenbau sowie eine Ausschreibung des BMVI zur Formulierung einheitlicher Grundlagen für Fertigteilbauweisen im Brückenbau. Die Gründe für diese Tendenzen liegen auf der Hand. Aktuell besteht vor allem in Ballungszentren ein großer kurzfristiger Bedarf an zusätzlichem Wohnraum und in der bestehenden dicht befahrenen Verkehrsinfrastruktur sind in den kommenden Jahren umfangreiche bauliche Maßnahmen, v.a. Ersatzneubauten, erforderlich. Gleichzeitig stehen vielen Baustellen qualifizierte Arbeitskräfte nicht mehr in ausreichender Menge zur Verfügung. Einem hohen Vorfertigungsgrad und automatisierten schnellen Bauverfahren (und damit einer Steigerung der seit etwa 25 Jahren stagnierenden Arbeitsproduktivität auf Baustellen) kommt daher ganz besondere Bedeutung zu. Dabei bieten sich durch mittlerweile verfügbare industrielle Fertigungs- und Fügetechniken (bis hin zur hochpräzisen Nachbearbeitung durch z. B. Schleifen und Fräsen) und innovative Konstruktionsprinzipien vielversprechende Perspektiven, insbesondere auch mit dauerhaften Hochleistungsmaterialien, die vor allem für die Werksfertigung prädestiniert sind. Nicht zuletzt bestätigt der maschinelle Tunnelbau seit vielen Jahren, dass bei durchgängiger industrieller Fertigung auch mit vergleichsweise kleinteiliger Segmentierung und vielen Fugen qualitativ hochwertige, sehr dauerhafte und gleichermaßen wirtschaftliche Lösungen nicht nur im Hoch- und Industriebau möglich sind. Vor allem für die breite Masse an Bauwerken ergeben sich mit industrieller Vorfertigung und automatisierten modularen Bauweisen neuartige Möglichkeiten, auch in Verbindung mit durchgängigen digitalen Planungsmethoden. Ganz entscheidend für einen möglichen Erfolg sind dabei die Konzentration und die ingenieurmäßige Optimierung der Fugen und Fügetechniken. Gerade zu diesen Themen sind in den letzten Jahren vielfältige grundlegende Forschungsarbeiten entstanden, u. a. im Schwerpunktprogramm „Leicht Bauen mit Beton“, die entsprechende Fügekonzepte bereitstellen. Und es gibt in verschiedenen Bereichen des konstruktiven Ingenieurbaus erste Anwendungen zu innovativen segmentierten Bauweisen, die sich bereits im praktischen Einsatz bewähren. Oliver Fischer Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Oliver Fischer, Technische Universität München