Marginale Spalte

Wettlauf gegen Erdbeben

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November 2015

 

Innerhalb eines Jahres wurde in Messina ein hochmodernes Erdbebenforschungs­zentrum aus dem Boden gestampft. Ingenieure von Bosch Rexroth koordinierten das Projekt und legten das Gesamtsystem aus. Zudem lieferte das Unternehmen alle Komponenten für die Erdbebensimulatoren.

Weltweit machen sich Forscher Gedanken, wie wir uns vor Erdbeben schützen können. Ein vielversprechender Ansatz sind seismische Isolatoren. Sie federn das Fundament bei Beben ab – wie ein Stoßdämpfer fürs Haus. Bruno Fazzari, Verkaufsleiter bei Bosch Rexroth in Italien, erklärt: „Das Problem war, dass man die Isolatoren bisher immer nur verkehrt herum testen konnte. Sie wurden am Fundament angebracht und hydraulische Kolben bewegten das Testhaus.“ In Wirklichkeit bewegt sich aber die Erde und nicht das Haus. Darum entstand an der Universität Messina auf Sizilien die Idee, einen Erdbebensimulator zu bauen, mit dem sich die Isolatoren endlich wie bei einem tatsächlichen Beben testen lassen.

Bosch Rexroth gewann die Ausschreibung als technischer Ausstatter für die drei Test- und Forschungssysteme, und das italienische Projektteam unter der Leitung von Andrea Palopoli begann unverzüglich mit der Umsetzung, denn der Zeitplan war sehr eng. „Im Juni 2014 unterschrieb Bosch Rexroth in Italien den Vertrag. Der sah vor, das Labor bis Juli 2015 fertigzustellen und dann im September die Forscher zu schulen. Uns war klar, dass ein Jahr intensiver Arbeit vor uns lag“, so Jack Bergmans, der als Projektcoach bei Bosch Rexroth in den Niederlanden arbeitet und das italienische Projektteam unterstützte.

Ein Fels auf grünem Feld

Neben der technischen Projektierung übernahm das Unternehmen sowohl die Verantwortung für das Gesamtsystem als auch die Gesamtkoordination der Bauarbeiten. „Als wir am Baugelände ankamen, fanden wir ein grünes Feld vor, und da, wo das Labor stehen sollte, lag ein riesiger Fels, der zuerst abgetragen werden musste“, erzählt Fazzari. Noch in derselben Woche im Juni begannen die Experten von Bosch Rexroth, zusammen mit den Forschern der Universität Messina unter anderem die mathematischen Modelle für die Simulationen zu entwickeln und daraus die Software zu schreiben. Im August beauftragte Fazzaris Team italienische Zulieferer mit der Fertigung einzelner Komponenten. „Beim Rütteltisch mit seiner 3,70 auf 4,80 Meter großen Gitterfläche kam es auf präzise Schweißarbeiten an, Schweißungen an insgesamt rund 40 Tonnen Blech nahmen wir zum Schluss einzeln ab. Beim Stressbalken wiederum war es wichtig, einen Partner zu finden, der die schieren Dimensionen beherrscht. Denn das Bauteil besteht aus 37 Tonnen Stahl, ist 8,70 Meter lang, 2,10 Meter breit und 1,60 Meter hoch.“ Die Hy-draulikkomponenten wurden im selben Monat bei den Kollegen in Deutschland bestellt. Zum Einsatz kamen Hydraulikaggregate, Ventile und Motorpumpengruppen. Bergmans fasst zusammen: „Wir haben alles gleichzeitig gemacht.“ Bis Dezember hatte die Baufirma dann das Fundament gelegt und Außen- sowie Innenmauern hochgezogen.

Kurz vor Weihnachten noch durchs Dach

Als es auf Weihnachten zuging, begann die Baufirma, das Dach zu schließen. „Das hatte laut Vertrag noch 2014 zu geschehen. Zuvor mussten aber noch Rütteltisch und Stressbalken an Ort und Stelle gebracht werden. Das war nur über das offene Dach möglich.“ Bosch Rexroth organisierte die beiden Schwertransporte von Norditalien nach Messina und einen riesigen Lastenkran aus Palermo. „Dem Schwertransporter mit dem Tisch ist auf der Fahrt zweimal ein Reifen geplatzt. Die Anspannung hielt bis zum Schluss“, berichtet Fazzari. In der Nacht vom 23. auf den 24. Dezember hievte dann der Kran im Scheinwerferlicht Tisch und Stressbalken ins Gebäude und das Dach konnte nach Weihnachten geschlossen werden. Bergmans ergänzt: „Kurz darauf wurde Sizilien zum ersten Mal seit Jahrzehnten komplett eingeschneit. Glücklicherweise war das Dach dann schon zu.“ Während der Bau weiterging, installierten die Mitarbeiter von Bosch Rexroth im Januar Tisch und Balken. Im Februar und März verlegten sie die Elektrik für die Hydraulik und montierten Kühler und Motorpumpen. Im Sommer wurde der Bau komplett fertiggestellt und im September nahm das Forschungslabor den Betrieb auf. „Wir hatten uns ganz auf unser Ziel fokussiert“, blickt Fazzari zurück. „Das weckte immer wieder neu unsere Leidenschaft für das Projekt. So konnten wir den engen Zeitplan meistern.“

Installation des Rütteltischs. Rechts: Präzision war beim Einsetzen des Rütteltischs durch das Dach gefragt.

Installation des Rütteltischs. Rechts: Präzision war beim Einsetzen des Rütteltischs durch das Dach gefragt.

 
Überprüfung des Hydraulikaggregats von Rexroth vor der Lieferung.

Überprüfung des Hydraulikaggregats von Rexroth vor der Lieferung.

Nur ein Jahr dauerte es, bis das Forschungszentrum fertig war.

Nur ein Jahr dauerte es, bis das Forschungszentrum fertig war.

 
So funktionieren die Erdbebensimulatoren

Teststation für seismische Isolatoren

Die Isolatoren liegen auf dem sogenannten Rütteltisch und werden mit einem variablen Druck von bis zu 2.000 Tonnen an den oberen Stressbalken gepresst. Der Druck simuliert das Gewicht des Gebäudes. Vier hydraulische Zylinder mit zwei Millionen Newton maximaler Kolbendruckkraft bewegen den Tisch in x- und y-Richtung. Insgesamt bietet das System Freiheitsgrade in sechs Bewegungsrichtungen.