Die Arena AufSchalke…oder besser die Rudi Assauer Arena!


1. Allgemeine Beschreibung

Das bisherige Stadion des FC Schalke 04, das Parkstadion, hat ein relativ geringes Alter von ca. 25 Jahren. Trotzdem genügt es nicht mehr den Anforderungen, die an ein internationales Fußballstadion gestellt werden. Es bestehen Schäden an den tragenden Stahlbetonelementen in Größenordnungen, die eine Genehmigung seitens der UEFA für Europapokalspiele nicht mehr zuließen.

Außerdem entspricht das Parkstadion nicht mehr den heutigen Anforderungen, die an ein modernes Fußballstadion gestellt werden: Eine zu geringe Anzahl überdachter Plätze, fehlender Komfort und die große Entfernung zum Spielfeld sind nicht mehr zeitgemäß.

Deshalb wurde der Bau einer modernen Arena geplant. Dies bewirkte auch eine Verlängerung der Genehmigung für Europapokalspiele im Parkstadion.

Bild 1: Parkstadion und neue Arena „Auf Schalke“

Zur Umsetzung des Bauvorhabens wurde die Stadionbeteiligungs- GmbH & Co. KG gegründet. Die Finanzierung der Gesamtkosten von 358 Millionen Mark wird größtenteils durch einen Kredit aufgebracht, den ein Bankenkonsortium unter der Führung der Hamburgischen Landesbank bereitstellt. Weiterhin sind 15 Millionen DM als Darlehen der Fans enthalten. Die Fans geben dem FC Schalke 04 kleine, zinslose Kredite über je 500 Mark. Dieser Betrag wird über einen Zeitraum von zehn Jahren in Form von Warengutscheinen zurückgezahlt. An einer Ehrenwand werden alle Namen der geldgebenden Fans verewigt.

Mit der Projektentwicklung wurde, aufgrund seiner langjährigen Erfahrung im Stadionbau, das niederländische Unternehmen HBM-Bau GmbH beauftragt. So lagen zum Beispiel der Neubau des Arnheimer Stadions, des Rotterdamer und Eindhovener Stadions in den Händen dieser Firma.

In der Planungszeit von nur drei Jahren wurde ein modernes Konzept für die neue Schalke-Arena entwickelt: Der wichtigste Aspekt ist die Multifunktionalität: Die Arena „Auf Schalke“ erhält einen herausfahrbaren Rasen und ein Schiebedach. Damit kann sich das Fußballstadion unter freiem Himmel in nur wenigen Stunden in eine riesige Halle für Top-Events aller Art verwandeln. Ob Tennis, Boxen, Rock und Pop-Konzerte, Klassik-Aufführungen, Musicals, Fernsehshows, Aktionärsversammlungen sowie Partei- und Kirchentage – die Arena „Auf Schalke“ bietet die besten Voraussetzungen für einen engen Kontakt zum Geschehen, denn die Tribünen grenzen direkt ans Spielfeld. Keinerlei Sichtbehinderungen durch hohe Mauern, keine Käfig-Kulisse hinter hohen Zäunen.

Baubeginn war am 21. November 1998. Mitte August 2001 soll die Arena feierlich eröffnet werden.

Die Projektsteuerung wurde ebenfalls der HBM-Bau GmbH übertragen. Sie überwacht den Bauablauf, an dem eine Vielzahl von Spezialfirmen beteiligt sind. Um einige zu nennen: Die Hellmich GmbH & Co. KG übernahm die Erdarbeiten, die Bilfinger & Berger Bau AG erhielt den Auftrag für die Bohrpfahlgründung, die Ruhrkohle AG lieferte die 1,2 Mio m3 Waschberge, die zur Aufschüttung des Geländes benötigt wurden und die Krupp-Stahlbau Hannover GmbH ist für den Bau des Stahldaches verantwortlich.

Das Baugelände befindet sich im Berger Feld über dem Abbaugebiet der Verbundzeche Hugo/Consolidation, im dem die Ruhrkohle AG noch aktiv Bergbau betreibt. Dies ist der wichtigste Aspekt, der bei der gesamten Konzeptionierung der Arena berücksichtigt werden musste.

Im Bereich von Untertagebaugebieten kommt es zu ungleichmäßigen Setzungen, die durch alte, einbrechende Stollen hervorgerufen werden. Außerdem entstehen durch den Vortrieb des Abbaugerätes Vortriebswellen: Im Bereich über dem Vortrieb kommt es zu einer Bodenaufwölbung und im rückwärtigen Bereich der Maschine zu einer Bodensenkung. So wird der Boden gedehnt und gestaucht. Diese Erscheinungen galt es bei der Planung in besonderem Maße zu berücksichtigen.

2. Die Haupttragelemente und deren Funktion

Dem Dach ist eine besondere Bedeutung als Haupttragelement beizumessen. Es besteht aus parallel angeordneten sowie senkrecht dazu verlaufenden Fachwerkbindern. Die 3.500 Tonnen schwere Stahlkonstruktion kommt ohne tragende Stützpfeiler aus. Jeder einzelne Fachwerkbinder ist etwa 50m lang, 16m hoch und wiegt zwischen 45 und 65 Tonnen. Ein solcher Binder wiederum besteht aus 14 Einzelteilen, welche vor Ort zusammengeschweißt wurden. Die Stahlkonstruktion des Schiebedaches ist mit einem mit Teflon beschichteten Glasfasergewebe bespannt. Diese zweilagige, 560 Tonnen zum Eigengewicht beitragende Konstruktion bewirkt außerdem eine verbesserte Schallisolierung.

Im Bild 2 sind ein Längs- und ein Querschnitt durch die Arena dargestellt. Man erkennt die fachwerkartige Dachkonstruktion mit dem Schiebedach. Die Tribünen bestehen aus 14 Segmenten, die durch Bewegungsfugen voneinander getrennt sind.

Bild 2: Längs- und Querschnitt

Bild 3 zeigt den Querschnitt, jetzt jedoch mit abgeschnittenem Dach. In dieser zweidimensionalen Ansicht ist eine statisch bestimmte Lagerung des Daches erkennbar. Das in sich statisch bestimmte Fachwerk ruht auf den jeweils gegenüberliegenden Tribünen, die nicht zug-/druckfest miteinander verbunden sind. Durch die Dachkonstruktion werden sowohl die ausschließlich vertikal wirkenden Lasten in Form von Schnee und Eigengewicht aufgenommen, als auch die Windlasten, die vertikale und horizontale Komponenten enthalten. werden können.

Bild 3: Querschnitt mit abgetrenntem Dach und äußeren Lasten

Der Lastfall „Wind bläst in das geöffnete Dach“ entfällt. Dazu sind an den Rändern des Schiebedaches Windabweiser angebracht, die ein Einblasen des Windes in das Arena-Innere verhindern sollen.

Bild 4: Windabweiser

Durch die in das Dach eingetragenen Lasten werden in den Fachwerkstäben Druck- und Zugkräfte hervorgerufen. Die an der Oberseite befindlichen Stäbe sowie die großen senkrechten und kleinen diagonalen Stabelemente nehmen Druck auf (in der Grafik rot dargestellt). Die Unterseite des Fachwerks wird hingegen ebenso auf Zug beansprucht wie die großen Diagonalen und die kleinen senkrechten Stabelemente (in der Grafik blau dargestellt). Die Kräfteverläufe sind in Bild 5 qualitativ dargestellt.

Bild 5: Kräfteverlauf im Dachbinder

Die gesamte Dachkonstruktion kann idealisiert als eine Scheibe dargestellt werden. Die Windlasten repräsentieren hierbei die in der Scheibenebene angreifenden Kräfte. Die Scheibenwirkung wird im Mittelteil des Daches durch die sich gegenseitig durchdringenden Fachwerkbinder, in den Randbereichen durch die Verspannung der Binder durch Zugseile (blau eingezeichnet) hergestellt. Dadurch werden die Horizontallasten in die jeweiligen Windverbände (blau eingezeichnet) eingetragen. Von dort aus werden sie in die Tribüne eingeleitet. Die an den Windverbänden ankommenden Kräfte liegen in einer Größenordnung von bis zu 140 Tonnen Zugkraft.

Bild 6: Dachaufsicht

Die Stahlkonstruktion des Daches ist nur im mittleren Bereich aller vier umgebenden Seiten mittels der erwähnten Windverbände fest mit der Tribüne verbunden.

Bild 7: Windverband

Bild 8: Pendelstütze

Mit dem Ziel, die Bewegungsmöglichkeiten des Daches nur bedingt einzuschränken, wurde dieses an den meisten Knoten auf Pendelstützen mit Kugelgelenken gelagert. Hierdurch wird eine horizontale Verschiebung von bis zu 40cm ermöglicht.

2.2. Die Tribüne

Die Tribüne besteht, mit Ausnahme der Südseite, aus Stahlbeton. Es wurden hierfür hauptsächlich Beton-Fertigteile verwendet, insgesamt etwa 10.000 m3. Für die Produktion der Fertigteile wurden spezielle Anforderungen hinsichtlich der notwendigen Eigenfrequenz der Fertigteile vorgegeben, um Resonanz-Effekte durch gleichmäßige Zuschauerbewegungen zu vermeiden.

Die durch die Dachkonstruktion aufgenommenen Kräfte werden in den Tribünen-Oberrang übertragen. Von dort aus müssen sie in den Baugrund abgeleitet werden. Hinzu kommen die äußeren Lasten in Form von Wind sowie die Verkehrslasten durch Zuschauer. In Bild 9 sind diese Belastungen graphisch dargestellt.

Die in den Bildern zu erkennenden Lasten werden vor allem vertikal, aber zu einem geringeren Anteil auch horizontal nach unten geführt. Der Kräfteverlauf ist anhand der eingezeichneten Pfeile nachzuvollziehen.

Bild 9: Tribünenquerschnitt – Lasten aus Dach, Verkehr und Wind

Die 14 Tribünensegmente der Arena ruhen auf 616 Betonpfählen. Diese verfügen über eine Länge von 10 bis 18m und einen Durchmesser von 0,8 bis zu 2m. Die Länge der Bohrpfähle ergibt sich aus der Notwendigkeit, die Lasten durch die Waschberge in den tiefer gelegenen, festen Mergel-Boden zu leiten.

Die aufgeschütteten Waschberge bestehen vor allem aus Schieferton. Sie sind zur Lastaufnahme nicht geeignet. Auch bei der Planung der Anschlüsse der Bohrpfähle an die Bodenplatten berücksichtigten die Planer die Auswirkungen der durch den Bergbau verursachten Bodensenkungen. Nur vier Pfähle pro Segment sind fest mit der darüber gelegenen Bodenplatte verbunden. Die übrigen etwa 30 Pfähle sind als Gleitlager ausgebildet. Die dementsprechend notwendigen Fugen zwischen den14 Tribünensegmenten betragen bis zu 40cm. Die Arena ist somit ein in sich voll beweglicher Komplex.

Bild 10: Bohrpfahlfeld

2.3. Die Stahlfachwerkbrücke

Um die ca. 9.300 m2 große Betonwanne mit dem darauf befindlichen Spielfeld nach Spielende aus dem Stadion schieben zu können, ist im Bereich der Südtribüne eine Brücke konstruiert worden. Dieses 85 m überspannende Stahltragwerk liegt an beiden Seiten auf dem Unterrang auf. Die Bewegungsmöglichkeit in horizontaler Richtung von bis zu 5 cm wird durch Elastomer-Gleitlager gewährleistet (Bild 13). Die Brücke besteht aus drei parallel zueinander angeordneten Fachwerkbindern, die untereinander verbunden sind. Die Fachwerkbinder wurden jeweils komplett geschweißt, um anschließend aufgerichtet und an die entsprechende Position getragen zu werden. Jeder einzelne Fachwerkbinder hat ein Gewicht von etwa 330 Tonnen. Für die Konstruktion dieser Brücke sowie des ebenfalls als Stahlgerüst konzipierten Unterranges sind insgesamt 1.700 Tonnen Stahl eingesetzt worden.

Bild 11: Stahlfachwerkbrücke

Bild 12: Gleitlager für Stahlfachwerkbrücke

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Veröffentlicht am 14. Juni 2015 in Deutschland heute Abend, FC Schalke 04 und mit , , , , , , , , getaggt. Setze ein Lesezeichen auf den Permalink. Hinterlasse einen Kommentar.

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