Der Einsturz des Polcevera-Viadukts

Genua / Italien, 14.08.2018



Die drei zentralen Pylone des Polcevera-Viakukts (v.r.n.l. Pfeiler 9, 10 und 11). Pylon Nr. 9 im Vordergrund stürzte am 14.08.2018 in sich zusammen.
Jeder Pylon besteht aus einem doppelten A-förmigen Pfeiler. Dazwischen befinden sich 4-fache x-förmige Stützen auf denen der Fahrbahnträger aufliegt.

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Update 22.11.2018:

Am 15.11.2018 verabschiedete das italienische Parlament ein Gesetz zur Überwindung der negativen Folgen des Brückeneinsturzes. Das Maßnahmenpaket enthielt u.a. folgende Bestimmungen:

Zum Maßnahmenpaket des italienischen Parlaments gehören auch Hilfsprogramme für die von dem Unglück Betroffenen. Dabei geht es vor allem um die Hinterbliebenen der Todesopfer und diejenigen Familien, die Ihre Wohnungen unterhalb der Brücke räumen mussten.

Auch die Untersuchung der Unfallursachen schreitet weiter voran. Am 5.11.2018 wurden Trümmerteile der eingestürzten Brücke von Genua ins schweizerische Dübendorf transportiert. Hier sollen die Bauteile in einem Institut der EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) untersucht werden. Aufgrund der laufenden Ermittlungen wurde dem Institut jedoch vorläufig untersagt, die Öffentlichkeit über die Ergebnisse der Analysen zu informieren.

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Der unvermittelte Einsturz des Polcevera-Viadukts in Genua war die erste große Katastrophe dieser Art seit vielen Jahrzehnten. Das Unglück forderte 43 Menschenleben und zahlreiche Verletzte.

Der Polcevera-Viadukt in Genua ist ein recht eigenwilliges Bauwerk des römischen Architekten Riccardo Morandi (1902 - 1989). Morandi war einer der ersten Brückenbau-Ingenieure, der seine Aufmerksamkeit dem Spannbeton zuwandte. Betonbauteile mit vorgespannten Stählen haben eine lange Entwicklungsgeschichte, dessen letzter und wichtigster Schritt dem französischen Ingenieur Eugène Freyssinet zu verdanken ist. Nachdem Morandi in Italien einige Bogenbrücken aus Spannbeton gebaut hatte, beteiligte er sich 1957 mit einem Firmenkonsortium vorwiegend deutscher Firmen an der internationalen Ausschreibung für die Brücke über den Maracaibosee Offizieller Name: "General Rafael Urdaneta Brücke" in Venezuela.


Die drei Brücken nach dem 'System Morandi'

Für diese Brücke mit einer Gesamtlänge von über 8 ½ km, schlug Morandi zum ersten Mal eine Multi-Schrägseilbrücke aus Spannbetonelementen vor. In statischer Hinsicht handelte es sich um eine Schrägseilbrücke, zwischen deren Pylonen relativ kurze, beweglich eingehängte Träger installiert sind, ganz ähnlich wie bei einer Auslegerbrücke mit Gerberträger. Das war aber nicht die einzige Besonderheit des Systems Morandi. Im Gegensatz zu den heute meist verwendeten Seilaufhängungen verwendete Morandi nur jeweils zwei Seilbündel pro Pylonseite, die außen an den Fahrbahnträgern angreifen.

Die Maracaibosee-Brücke war das erste und auch gleich das anspruchsvollste Bauwerk das Morandi nach seinem System baute. Sie ist mit Abstand die längste der drei Brücken, wobei allein die Hauptöffnungen für die Schifffahrt 5 x 235 m ausmachen. Die Gründung erfolgte in bis zu 18 m tiefem Wasser und darunter stand noch eine bis zu 28 mächtige Schlammschicht an. Für die Gründung der Pylone mussten daher teilweise 58 m lange Bohrpfähle verwendet werden. Auch die Rahmenbedingungen für die Bauarbeiten waren wesentlich anspruchsvoller als in Genua, denn der See ist eigentlich eine tropische Meeresbucht Maracaibo befindet sich am Nordufer des Sees, an der Einmündung in die Karibische See. Hier hat das Brackwasser fast noch einen Salzgehalt wie im offenen Meer. mit entsprechenden Wetterbedingungen.

Nach ihrer Inbetriebnahme wurde die Maracaibosee-Brücke in der internationalen Fachwelt als Schritt in eine neue Dimension des Schrägseilbrückenbaus gefeiert. Für Morandi und die beteiligten Baufirmen war die Brücke in den nächsten Jahren Referenzobjekt für weitere Aufträge. Morandi erhielt noch während der Bauarbeiten in Maracaibo den Auftrag für die Ausarbeitung des Entwurfes für die Brücke in Genua. Eigentlich war der Bau des Polcevera-Viadukts nur die Übertragung eines bereits bewährten Systems auf ein deutlich kleineres Bauwerk. Dabei schienen die äußeren Arbeitsbedingungen durchaus leichter beherrschbar zu sein als in Venezuela.


Der Polcevera-Viadukt


Quer- und Längsschnitt der drei Pylone des Polcevera-Viadukts
Quer- und Längsschnitt der drei Pylone des Polcevera-Viadukts. Die A- und X-förmigen
Stützen haben keine direkte Verbindung, sind also völlig unabhängig voneinander.

Dennoch hatte auch der Brückenbau in Genua seine Tücken. Das Flussbett der Polcevera ist kurz vor der Mündung in das Mittelmeer zwar nur ca. 60 m breit aber die Brücke sollte das gesamte Tal auf einer Länge von fast 1.200 m überspannen. Dabei sollte die Fahrbahn in einer Höhe von 45 m über dem Gelände führen. Das gesamte Gebiet unter der Brücke ist bebaut, teilweise mit Fabrikhallen und Gewerbebetrieben aber auch mit Wohnhäusern. Auch zahlreiche Straßen und mehrere Eisenbahntrassen verlaufen unter der Brücke.

Die Bauarbeiten begannen 1962 und zogen sich bis in den Sommer 1967 hin. Die beauftragte Firma war die Società Italiana per Condotte d'Acqua, eines der größten Bauunternehmen Italiens. Im Gegensatz zur Maracaibosee-Brücke konnte die Gründung zwar 'trocken' erfolgen aber auch in Genua stieß man erst in großer Tiefe auf tragfähigen Untergrund. Aufgrund der latenten Erdbebengefahr hatte schon der Bauherr der Maracaibosee-Brücke verlangt, dass im Falle des Einsturzes eines Brückenfeldes das Nachbarfeld nicht in Mitleidenschaft gezogen werden darf.

In Bezug auf die Schrägseile nahm Morandi gegenüber der Maracaibosee-Brücke eine wichtige Veränderung vor, die nach dem Einsturz der Brücke für Diskussionen unter den Fachleuten sorgte. Jedes der Schrägseile in Genua besteht aus mehreren kräftigen Drahtlitzen, die vollständig in einem quadratischen Stahlbetonmantel eingebettet sind. Diese Modifikation sollte zum einen die Schwingungen der Kabel verringern und zum anderen eine bessere Korrosionsbeständigkeit bewirken. Im Beton ist Eisen normalerweise gut geschützt, weil der Zement ein alkalisches Milieu um den Stahl erzeugt, der aus chemischen Gründen das Rosten verhindert. Allerdings muss der Beton auch dicht sein, denn dieser Schutz geht teilweise verloren, wenn der Beton Risse bekommt.

Das Prinzip der Schrägseilbrücken mit einbetonierten Zugstäben war aber keineswegs neu, denn der spanische Ingenieur Eduardo Torroja hatte es bereits 1925 beim Bau des Tempul-Aquäduktes bei Jerez de la Frontera / Andalusien . Morandi selbst wiederholte diese Bauweise auch bei der Wadi-Kuf-Brücke, wobei er jedoch einen wesentlich stärkeren Betonquerschnitt wählte. Auch der schweizerische Brückeningenieur Christian Menn goss bei der 1980 vollendeten Gantherbrücke an der Simplonstraße seine Zugseile in Beton ein.

Ein Nachteil dieses Systems gegenüber den freiliegenden Kabeln ist die komplizierte Prüfung der einzelnen Drahtbündel auf Beschädigungen. Man kann die Seile natürlich nicht optisch inspizieren und die lückenlose Kontrolle mit technischen Verfahren ist in der Praxis schwer durchführbar. Dies gilt zumindest für die ersten Betriebsjahre der Morandi-Brücke. Heute sind die technischen Möglichkeiten deutlich besser geworden. Bei der Brücke in Genua scheint diese Bauweise bereits nach etwa 20 Jahren Probleme bereitet zu haben. Bei einer Sanierung in den 1990er Jahren verstärkte man die Seilaufhängung am östlichen Pylon Nr. 11, indem man außen an den Betonumhüllungen jeweils 12 neue Stahlkabel anbrachte. Die alten im Beton eingeschlossenen Kabel wurden anschließend gekappt, blieben aber an Ort und Stelle. Warum man diese Maßnahme nur am östlichen, und nicht auch am mittleren und dem (eingestürzten) westlichen Pylon vornahm, wird im Zuge der Ursachenforschung sicherlich noch ans Tageslicht kommen.

Heute löst man die beiden oben genannten Probleme der Seilaufhängung bei Schrägseilbrücken übrigens anders. Ausreichenden Korrosionsschutz der Kabel erreicht man durch mehrfache chemische Schutzanstriche und abnehmbare Verkleidungen, z.B. aus Kunststoff. Zerstörerische Schwingungen hat man beim Pont de Normandie unterbunden, indem man die Litzen zusätzlich mit lotrecht zu den Seilen verlaufenden Versteifungskabeln verband.

Das 'System Morandi' sollte sich auf lange Sicht nicht durchsetzen. Sowohl in Maracaibo als auch in Genua zeigten sich nach einigen Betriebsjahren die Schwächen des hauptsächlich vom Baustoff Beton geprägten Systems. Auch Morandi selbst modifizierte sein Konstruktionsprinzip nach dem Bau der Wadi-Kuf-Brücke grundlegend. Auch die Wadi-Kuf-Brücke musste bereits in den 1990er Jahren grundlegend saniert werden. 2017 wurde sie von den lybischen Behörden für den Verkehr gesperrt, da man erhebliche statische Schäden festgestellt hatte.


Erste Zweifel an der Zukunft des Bauwerks


Der oberhalb der Fahrbahn befindliche Teil des eingestürzten Pylons
aus der Sicht eines Autofahrers (Oktober 2017)

Am 4. September 1967 wurde der Polcevera-Viadukt unter großer Anteilnahme der Bevölkerung und der Medien von Staatspräsident Saragat persönlich eingeweiht. Ähnlich wie bei der Brücke in Maracaibo war man sich sicher, nun über eines der modernsten Brückensysteme der Welt zu verfügen und für viele Jahrzehnte die größten Verkehrsprobleme Genuas gelöst zu haben. Der Polcevera-Viadukt führt eine vierspurige Straße der Autobahn Genua - Savona (A10) in ost-westlicher Richtung über das Tal. In westlicher Fahrtrichtung schließt sich unmittelbar an die Brücke der knapp ein Kilometer lange Coronata-Tunnel an und direkt dahinter befindet sich eine Mautstation. Bei starkem Verkehrsaufkommen staut sich der Verkehr manchmal durch den Tunnel zurück bis auf die Brücke.

Die ersten Jahre verrichtete der Polcevera-Viadukt seinen Dienst noch ohne besondere Auffälligkeiten oder größere Sanierungsmaßnahmen. Allerdings wurde der Verkehr auf der Brücke von Jahr zu Jahr spürbar dichter und auch die Anzahl und das Gewicht der Lastkraftwagen nahmen ständig zu. Entsprechend häuften sich die Unterhaltungsmaßnahmen und Sanierungen. Morandi war die Sensibilität des Bauwerkes durchaus bewusst und man kann nicht sagen, dass er die Verantwortlichen nicht gewarnt hätte. Bereits 1979, also nur 12 Jahre nach der Inbetriebnahme, machte er öffentlich auf die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung der tragenden Teile aufmerksam und mahnte einen akribischen Korrosionsschutz an.

Spätesten nach dem Jahrtausendwechsel häuften sich die kritischen Stimmen aufgrund der ständigen und immer kostspieligeren Reparaturen. Zu einem der größten Kritiker der Brücke wurde nun der Bauingenieur Antonio Brencich, ein Honorarprofessor für Stahlbetonbau an der Universität in Genua. Brencich ist selbst Genuese und mit dem dominanten Bauwerk in seiner Umgebung aufgewachsen. Bereits 2014 forderte er den kompletten Abriss der Brücke, weil die Unterhaltungskosten überproportional zunahmen, und nach seiner Überzeugung schon bald die Abschreibungskosten für einen kompletten Neubau übersteigen würden. Er sagte: "Früher oder später muss diese Brücke ersetzt werden. Es wurden bereits so viele Instandhaltungsarbeiten geleistet, dass es langsam günstiger wäre, etwas Neues zu bauen". Zwei Jahre später verstärkte er seine grundlegende Kritik an dem Bauwerk noch einmal in einem Radiointerview: "Von wegen Meisterstück, die Morandi-Brücke ist ein Versagen der Ingenieurwissenschaft" lautete sein vernichtendes Urteil.


Der Einsturz am 14. August 2018

Am 14. August 2018 ging kurz vor Mittag ein heftiges Unwetter über Genua nieder. An der Brücke waren gerade - wie fast immer in den letzten Jahren - Sanierungsmaßnahmen im Gange, die unter anderem auch die Fundamente des westlichen Pylons betroffen haben sollen. Auch Arbeiten zur Verstärkung des Fahrbahnträgers sollen gerade durchgeführt worden sein. Auf der Brücke herrschte reger Verkehr, denn viele Italiener waren bereits auf dem Weg in die kühleren Regionen des Landes. Am 15. August wird im katholischen Italien traditionell der 'Ferragosto' gefeiert (Maria Himmelfahrt). In jeder Sommersaison ist dies eine der verkehrsreichsten Wochen des Jahres, denn viele Italiener verbringen den Ferragosto gerne am Meer oder in den Bergen.

Um 11:36 geschah das Unfassbare: plötzlich und ohne Vorwarnung stürzte der westlichste der drei großen massiven Pfeiler in sich zusammen. Es gibt mehrere Filmaufnahmen des Einsturzes, die von Überwachungskameras oder Handys aufgezeichnet wurden. Mit dem Pylon stürzten auch die beiden anschließenden Kragträger in die Tiefe, die mit den Schrägseilen direkt am Pylon befestigt waren. Auch die daran anschließenden Gelenkträger, also die Verbindungsstücke zum Nachbarpylon bzw. -pfeiler, stürzten ab. Insgesamt entstand innerhalb weniger Sekunden eine ca. 250 m lange Lücke in der Autobahn.

Bei den späteren Untersuchungen stellte man fest, dass über 30 PKW und 3 LKW mit der Fahrbahn 45 m in die Tiefe gestürzt waren. Deren Fahrer und Insassen hatten keine Chance dem Desaster zu entgehen. Andere konnten aufgrund der rutschigen Fahrbahn und der schlechten Sichtbedingungen nicht rechtzeitig bremsen und stürzten ebenfalls ab. Nur wenige in der unmittelbaren Gefahrenzone hatten mehr Glück. Eindrucksvoll ist das Bild eines grünen LKW in Erinnerung geblieben, dessen Fahrer es gerade noch geschafft hatte, sein Fahrzeug vor dem tödlichen Abgrund zum Stehen zu bringen.


Rettungsmaßnahmen


Fangnetze unterhalb des eingestürzten Pylons im Mai 2015
Fangnetze unterhalb des eingestürzten Pylons im Mai 2015. Die Netze sollten verhindern,
dass Passanten unterhalb der Brücke von herunterfallenden Betonbrocken verletzt werden.

Bereits wenige Minuten nach dem Unglück waren in ganz Genua die Martinshörner der Rettungsfahrzeuge zu hören. Auch unter der Brücke hatte es durch herabstürzende Trümmerteile in dem dicht bebauten Gebiet Opfer gegeben. Das ganze Ausmaß der Katastrophe war auf den ersten Blick kaum zu erfassen und brachte in den nächsten Stunden auch erfahrene Rettungskräfte an ihre Grenzen. Die Bergungsarbeiten der Toten und Verletzten dauerten Tage. Erst eine Woche nach dem Unglück konnte man die vorläufige Opferzahl bekannt geben: 43 getötete Menschen.

Obwohl in einem solchen Moment der Katastrophe die Rettungsmaßnahmen im Vordergrund stehen sollten, kursierten noch am Tage des Unglücks die wildesten Spekulationen über die Ursache des Einsturzes. Bedauerlicherweise beteiligten sich auch einige Politiker an diesen Mutmaßungen, obwohl zu diesem Zeitpunkt objektiv keinerlei belastbare Erkenntnisse vorlagen. Sofort wurde die Betreiberfirma für das Unglück verantwortlich gemacht und mangelhafte Wartung unterstellt. Wenn die Politiker dies schon zwei Stunden nach dem Einsturz wussten, warum waren sie dann nicht schon viel früher gegen die Schlamperei vorgegangen? Die erst seit wenigen Monaten im Amt befindliche Staatsregierung unter Ministerpräsident Giuseppe Conte gab sogar bekannt, dass auch an diesem Unglück die EU eine Mitverantwortung trage.

Bereits wenige Tage nach dem Einsturz verbreitete sich das Gerücht, die Brücke müsse nach Abschluss der Bergungsarbeiten komplett abgetragen und durch ein völlig neues Bauwerk ersetzt werden. Allerdings werden für eine politische Entscheidung dieser Dimension sicher viele Jahre ins Land gehen, bevor hier wirklich ein Ersatzbauwerk zur Verfügung steht. Gar nicht zu reden von der Frage nach der Finanzierung und den zahllosen technischen Problemen der Umsetzung. Angesicht der immensen verkehrspolitischen Bedeutung der Brücke, dürfte diese Situation rund um Genua in den nächsten Monaten und Jahren zu erheblichen Problemen führen.

Tage nach dem Unglück gab es Probleme bei den Aufräumungsarbeiten und dem Krisenmanagement, insofern es den Umgang mit den betroffenen Anwohnern und Gewerbetreibenden unterhalb der Brücke betraf. Sechs Tage nach dem Unglück konnten die Menschen die in Häusern unterhalb der Brücke wohnten, noch nicht wie ursprünglich vorgesehen in ihre Wohnungen zurückkehren. In den stehengebliebenen Pylonen waren verdächtige Geräusche festgestellt worden, die weitere Abstürze von Betonbauteilen befürchten ließen.

Bereits wenige Tage nach dem Unglück berief das Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti Ministerium für Infrastruktur und Verkehr eine Expertenkommission zur Klärung der Ursachen. Als Leiter des Gremiums wurde Roberto Ferrazza benannt, ein hoher Beamter dieses Ministeriums. Ein weiteres Mitglied ist Antonio Brencich, der oben schon erwähnte Kritiker der Brücke. In der Öffentlichkeit wurde die Berufung der beiden Fachleute kritisiert, weil sie bereits im Februar 2018 Teil eines Expertenteams waren, das ein Gutachten zur Sicherheit der Brücke abgeben sollte. Im damaligen Bericht war unter anderem zu lesen, dass einige der Schrägkabel in ihrem Betonmantel von Rost befallen sind und einzelne Querschnitte bereits um 10-20% reduziert seien. Einige Medien waren daher der Ansicht, dass sich die Kontrolleure nun selbst kontrollieren würden.

Es gibt mehrere Filmaufnahmen des Einsturzes, die von einem Handy und Überwachungskameras aufgezeichnet wurden. Die Handyaufnahme wurde aus größerer Distanz aufgenommen, wobei allerdings der untere Teil des Pylons nicht zu sehen ist. Außerdem ist das Video von sehr schlechter Qualität, die durch den Regen zusätzlich beeinträchtigt wird. Beim Start des Videos ist der Fahrbahnträger westlich des Pylons bereits abgestürzt und erst dann beginnt sich der Pylon zu zerlegen. Diese Reihenfolge könnte ein Indiz für das Versagen eines Tragkabels sein. Allerdings sollten alle Spekulationen unterbleiben, bis die Untersuchungskommission ihre Ergebnisse veröffentlicht hat.

Eine interessante und vor allem fachlich fundierte Analyse Der Autor dieses Artikels ist Volker Link, Inhaber eines Statikbüros in Berlin. des Einsturzes mit einer Besprechung der möglichen Ursachen in deutscher Sprache finden Sie hier.


Interessante Videos zum Polcevera-Viadukt bei youtube:

Virtuelle Autofahrt über die Brücke (ca. 1 Monat vor dem Einsturz)

Syncronisation der drei bekannten Videos vom Moment des Einsturzes

Helikopterflug über der eingestürzten Brücke
Quellen:
  • Riccardo Morandi: "The long-term behaviour of viaducts subjected to heavy traffic and situated in an aggressive environment: the viaduct on the Polcevera in Genoa"; Schweiz 1979
  • Camomilla, Gabriele / Pisani, Francesco / Martinez y Cabrera, F.: "Repair of the stay cables of the Polcevera Viaduct in Genova, Italy"; Schweiz 1995
  • Volker Link: "Die Morandi-Brücke in Genua - Risse im Tragseil als mögliche Ursache?"
    http://www.genua-ursachen.info/
  • Kristian Hasenjäger: "The Morandi Bridge in Genova"
    http://www.retrofutur.org/retrofutur/app/main?DOCID=1000111180
  • Simons / Wind / Moser: "Die Brücke über den Maracaibo-See"; Wiesbaden 1963
  • Thomas Vogel: "Christian Menn - Brückenbauer"; Basel 1997
  • diverse Internetseiten


www.bernd-nebel.de

© Dipl.Ing. Bernd Nebel