Engineering
Die Stahlton AG bietet Bauingenieursleistungen mit Fokus auf Vorspanntechnik, Geotechnik und Verstärkung, kombiniert mit eigener Produktion und Umsetzung anspruchsvoller Projekte. Das Unternehmen vereint über 80 Jahre Erfahrung mit hoher Fachkompetenz und nachhaltigen Lösungen zur Reduktion von Material und CO₂, ohne Verlust der Produktsicherheit.
Engineering in der Vorspanntechnik
Übersicht
Die Vorspanntechnik im Schweizer Bauingenieurwesen dient der gezielten Einleitung von Druckspannungen in Betonbauteile, um Zugspannungen aus Eigengewicht und Nutzlasten zu kompensieren.
Je nach System kommen interne (Spannkanäle innerhalb des Betons) oder externe (freiliegende Spannglieder) Vorspannsysteme zum Einsatz. Die Bemessung erfolgt gemäss SIA 262 unter Berücksichtigung von Relaxation, Kriechen, Schwinden und Reibungsverlusten.
In der Schweiz dominieren nachträglich vorgespannte Systeme mit Litzenbündeln und Ankern nach EN 13391 und ETAG 013. Der Einsatz reicht von Brücken bis zu grossformatigen Deckensystemen im Hochbau
Herausforderung
Die technische Herausforderung liegt in der korrekten Modellierung der Spannungsverteilung und der Sicherstellung einer homogenen Kraftübertragung.
Exzentrische Vorspannung erfordert genaue Bestimmung des Hebelarms und der Verluste entlang des Spannglieds. Bei externen Systemen sind Umlenkungen und Reibung kritisch, insbesondere bei mehrfeldrigen Bauwerken. Auch der Verbundzustand zwischen Litze und Beton ist ein entscheidendes Qualitätskriterium.
Die Temperaturabhängigkeit und zeitabhängige Verformungen (Kriechverkürzung) beeinflussen die Langzeitvorspannkraft signifikant. Zudem erfordert der Korrosionsschutz in Schweizer Klimabedingungen (Frost, Chlorid, Feuchte) eine Kombination aus Fettverfüllung, Injektionsmörtel oder Umhüllungsrohren aus HDPE.
Planungsprozess
Lastanalyse und Entwurf
Ermittlung der Schnittgrössen unter ständigen und veränderlichen Einwirkungen gemäss SIA 261.
Vorspannkonzept
Definition der Vorspannart (intern, extern, nachträglich) und Festlegung des Spannungsverlaufs (parabolisch oder polygonal).
Berechnung der Vorspannverluste
Berücksichtigung von Reibung, Kriechen, Schwinden, Relaxation und Ankerverkürzung.
Nachweisführung
Tragfähigkeit (ULS) für Querschnitt und Ankerzonen, Gebrauchstauglichkeit (SLS) für Rissbreite, Verformung und Schwingungen, Dauerhaftigkeit gemäss SIA 262/1.
Ankerzonenbemessung
Nachweis gegen Abplatzung, Spalten und lokale Betonpressung.
Ausführungsplanung
Erstellung von Spannprotokollen, Kalibrierung der Spannpressen, Kontrolle der Litzenanzahl und -länge.
Injektion
Überwachung des Verfüllvorgangs (Druck, Volumen, Temperatur) nach SIA Merkblatt 2032.
Qualitätssicherung
Durchführung von Kontrollspannungen, Abnahmeprüfungen und Dokumentation der Spannkräfte.
Monitoring
Integration von Dehnungssensoren oder Vibrationsdrahtmessungen zur Langzeitüberwachung.
Mehrwert
Die Vorspanntechnik reduziert den Materialeinsatz, steigert die Gebrauchstauglichkeit und erhöht die Dauerhaftigkeit. Sie ermöglicht grössere Spannweiten, geringere Bauhöhen und reduziert Rissbildungen. Durch digitale Spannprotokolle und modellbasierte Planung ist sie in der Schweiz heute ein präzises und normgestütztes Verfahren mit hoher Zuverlässigkeit.
Engineering in der Geotechnik
Übersicht
Das geotechnische Engineering ist die Grundlage für jedes tragfähige Bauwerk in der Schweiz. Es umfasst die Baugrunduntersuchung, Modellierung und Bemessung von Gründungen, Baugruben, Stützbauwerken und Tunnelanlagen. Dabei werden geomechanische und hydrogeologische Eigenschaften präzise bestimmt und im Rahmen von SIA 267, SIA 199 und EN 1997-1 (Eurocode 7) bemessen.
Herausforderung
Die grösste technische Schwierigkeit liegt in der zuverlässigen Abbildung des Baugrundverhaltens, da natürliche Materialien heterogen und anisotrop sind. Zudem sind Bauprojekte in der Schweiz häufig durch beengte Platzverhältnisse, Hanglagen und hohe Grundwasserspiegel geprägt. Der Umgang mit weichen Molassen, Lockergestein und Moränenböden erfordert angepasste Gründungsstrategien und präzises Monitoring.
Planungsprozess
Baugrunduntersuchung
Durchführung von Rammsondierungen, CPTU, Bohrungen und Laboranalysen sowie Ermittlung charakteristischer Parameter (φ’, c’, E_modul, γ, kf).
Baugrundmodellierung
Aufbau eines 2D- oder 3D-Schichtmodells nach SIA 267/2 sowie Festlegung der Baugrundklassen gemäss SIA 261.
Vorläufige Entwurfsphase
Auswahl der Gründungsart (Flach-, Pfahl-, Mikropfahlgründung) und Bestimmung der zulässigen Setzungen (Δs ≤ 25 mm, Δs_rel ≤ 1/500).
Numerische Analyse:
Berechnung mit FE-Software und Simulation von Bauabläufen, Grundwasserabsenkung, Konsolidation und Erdbebenbeanspruchung.
Nachweise
Versagenssicherheit (Gleiten, Kippen, Auftrieb, hydraulischer Grundbruch) und Gebrauchstauglichkeit (Verformung, Setzung, Verankerungslängen).
Baubegleitendes Monitoring
Installation von Inklinometern, Piezometern, Extensometern sowie automatische Datenaufzeichnung und Abgleich mit Sollwerten.
Qualitätssicherung
Kontrolle der Betonierprotokolle, Pfahllastversuche, Injektionsnachweise sowie Erstellung des Geotechnischen Abschlussberichts nach Bauende.
Mehrwert
Durch geotechnisches Engineering werden Bauwerke auf sichere und wirtschaftliche Weise gegründet. Risiken wie Setzungen oder Grundbruch werden minimiert, und Planungsunsicherheiten reduziert. Moderne Monitoring- und Simulationsverfahren erhöhen die Prognosesicherheit und ermöglichen optimierte Bauprozesse im Schweizer Terrain.
Lösungen für dauerhafte Bauwerke.
Wir beraten Sie gerne.
Engineering in der Verstärkungstechnik
Übersicht
Die Verstärkungstechnik dient der Tragfähigkeitserhöhung und Ertüchtigung bestehender Bauwerke. In der Schweiz gewinnt sie durch alternde Infrastrukturen, höhere Lastanforderungen und Nachhaltigkeitsziele zunehmend an Bedeutung. Typische Verfahren sind CFK-Lamellen, externe Vorspannung, Spritzmörtel, UHPC-Überzüge oder Querschnittserweiterungen. Bemessung und Ausführung erfolgen gemäss SIA 269/1–3 und EN 1504.
Herausforderung
DDie Komplexität liegt in der exakten Erfassung der Bestandsstruktur, der Schnittgrössenverteilung und der Verbundmechanik zwischen Alt- und Neubauteilen. Temperatur, Feuchte und Betonalter beeinflussen die Haftfestigkeit erheblich. Auch logistische Randbedingungen – begrenzter Platz, kurze Sperrzeiten und laufender Betrieb – erschweren die Umsetzung.
Planungsprozess
Zustandsanalyse
Durchführung von visuellen Inspektionen und zerstörungsfreien Prüfverfahren (Ultraschall, Radar, Impact-Echo) sowie allenfalls Entnahme von Bohrkernen zur Bestimmung der Druckfestigkeit und Bewehrungsbelegung.
Tragwerksnachrechnung
Vergleich mit aktuellen Normen gemäss SIA 269/2 und Identifikation von Defiziten bei Tragfähigkeit, Steifigkeit oder Ermüdung.
Material- und Systemwahl
Auswahl geeigneter Systeme (CFK-Lamellen, Stahlplatten, UHPC, Vorspannung) und Bemessung der Verbundspannung und Haftlänge gemäss EN 1504-4.
Simulation und Nachweis
Numerische Modellierung (nichtlinear, Delaminationsmodell) sowie Nachweisführung für ULS, SLS und Fatigue.
Ausführungsplanung
Festlegung der Oberflächenvorbereitung, Klebstoffsysteme, Aushärtezeiten und Erstellung von Montage- und Prüfprotokollen.
Qualitätssicherung
Durchführung von Haftzugtests, Schichtdickenkontrolle, Dokumentation der Klebefugentemperatur.
Monitoring
Einbau von Dehnungsmessstreifen oder Glasfaseroptiken zur Überwachung der Spannungen wie auch Vergleich Soll-Ist über Digital-Twin-Systeme.
Mehrwert
Die Verstärkungstechnik ermöglicht eine substanzschonende Erhöhung der Tragreserven bei minimalem Material- und Energieeinsatz. Bauwerke bleiben funktionstüchtig, sicher und wirtschaftlich nutzbar. Die Kombination aus CFK-Technologien, externen Vorspannsystemen und digitalen Monitoringsystemen macht sie zu einem technisch hochentwickelten Instrument der Schweizer Bauwerkserhaltung.
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