Moses Mabhida Stadion, Durban, Südafrika

Dachtragwerk der Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH, Memmingen

1. Einführung

Als eines der fünf neu gebauten Stadien für die Fußball-Weltmeisterschaft 2010 in Südafrika ist das Moses Mabhida Stadion in Durban sicherlich das mit der spektakulärsten Wirkung. Der imposante Stadionkörper wird überspannt mit einem unkonventionellen Dach, bestehend aus einem Stahlbogen, der durch das Seiltragwerk mit Membraneindeckung stabilisiert wird. Der Bogen überspannt leicht und doch dominierend das Spielfeld.

Verantwortlich für die Erstellung des gesamten Dachtragwerks war die Firma Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH in Memmingen, eine international tätige Unternehmensgruppe mit jahrzehntelanger Erfahrung in Seilbauwerken. Die in dieser Art für ein weitgespanntes Dachtragwerk ungewöhnliche Kombination von Stahlbaustruktur und leichtem Seilnetz hat sowohl die Tragwerksplaner und Fertigungsingenieure als auch die Montage-Fachkräfte von PFEIFER vor zahlreiche zu bewältigende Extremanforderungen gestellt. Zu Recht kann dieses Bauwerk als eines der anspruchsvollsten derzeit erstellten Stahlbauwerke bezeichnet werden.

2. Das Projekt

2.1 Übersicht in Zahlen

Das Moses Mabhida Stadion wird zur Fußball-Weltmeisterschaft 75.000 Zuschauern auf drei Rängen Platz bieten. Nach den Spielen 2010 kann die Kapazität durch temporäre Sitze zwischen 50.000 und 75.000 Plätzen variiert werden. Den Zuschauern bieten sich 10.000 Stellplätze in einem angeschlossenen Parkhaus. Der VIP-Bereich mit Foyer und VIP-Club umfasst 150 Logen. Der gesamte Stadion-Komplex wurde vorrangig in Ortbeton-Bauweise mit 80.000 m³ Stahlbeton erstellt.

Das Stadiondach in Zahlen:
Überdachte Fläche: 42.000 m²
Umfang des Druckrings: 830 m
Spannweite des Bogens: 350 m
Bogen: 2.700 Tonnen Stahl
Temporäre Konstruktionen: 1.200 Tonnen Stahl
Druckring: 2.800 Tonnen Stahl
Seilstruktur: 18.000 m Seile, 150 Tonnen Gussteile
Membrane: 48.000 m² PTFE-Glasfaser
Verkleidungen: 10.000 m² Aluminium-Sandwichbleche

2.2 Die Dachkonstruktion

Das Dach des Moses Mabhida Stadions ist eine atypische Stahl-Seilstruktur. Das prägnanteste Element, der Bogen, ist in Bogenquerrichtung nicht freitragend und muss durch das Seiltragwerk stabilisiert werden. Dabei wirkt das Seiltragwerk mit integriertem Stahldruckring am Außenrand wie ein Radspeichen-System. Der Druckring entspricht hierbei der „Felge“, die radial angeordneten Seile dienen als Speichen und die ringförmig angeordneten Seile stellen die „Nabe“ dar. Diese Radspeichen-Systeme, die bei Stadienüberdachungen häufig zum Einsatz kommen, sind hoch vorgespannt und grundsätzlich selbstständig tragfähig.

In diesem besonderen Einsatzfall im Moses Mabhida Stadion wird das Seiltragwerk zusätzlich am Bogen aufgehängt, um den Bogen zu stabilisieren. Durch die Abhängung nach oben zum Bogen sowie durch speziell für dieses Tragwerk eingesetzte vordere Gratseile wurde auch die Auffächerung der Radialseile geschaffen. Diese war für den Membranbau erforderlich, um die Membranflächen durch die entstandenen Hoch-Tiefseile tragfähig zu gestalten und die Dachfläche entwässern zu können.

2.3 Die Montage des Stahlbogens

Die äußerst komplizierte Montage des Stahlbogens begann im April 2008 mit dem Heben der ersten 4 Elemente am „Spliced Arch“, der zweigeteilten Bogenhälfte, über das Stadion. Schon dieser Hub war mit 200 t Einzelgewicht eine große Herausforderung. Das Einstellen der Geometrie dieser 4 Elemente war die Grundlage für die gute Paßgenauigkeit beim letzten Element.

Bei der weiteren Montage wurde nichts dem Zufall überlassen und nach dem Anhängen jedes weiteren Elementes (insgesamt 56 Elemente und 6 Rungen) die Geometrie über Vermessung in einem 3D-CAD-System ausgewertet und notwendige Korrekturen veranlasst. Wichtiges Montagehilfsmittel waren 3 temporäre Stahltürme, die nach Fertigstellung des Stahlbogens wieder abgebaut wurden.

Der Bogen ist eine so filigrane Konstruktion, dass bestimmte Montageabschnitte nur unter geringem Wind stattfinden konnten. Insbesondere die Montage der Elemente nach den drei Hilfstürmen war sehr schwierig, da immer wieder auf bestimmte „Windfenster“ geachtet werden musste. Die Windvorhersage musste mit einer 99% -igen Wahrscheinlichkeit eine Windgeschwindigkeit von unter 10 m/s ergeben, bevor der Startschuss für die relevanten Schritte erfolgte. Da das Stadion nur etwa 500 m vom indischen Ozean entfernt liegt, sind die Verhältnisse entsprechend schwierig und es mussten immer wieder Wartezeiten eingelegt werden. Der Schlussstein des 2.700 t schweren Stahlbogens wurde schließlich am 13. Januar 2009 um 15.45 Uhr Ortszeit eingesetzt – und er hat exakt gepasst.

Der Bogen ist über Treppenaufstiege von allen Seiten begehbar und kann mit einer Kabinenbahn von Norden her befahren werden. Endstation ist eine Aussichtsplattform mit Glaseinhausung auf dem Zenit des Bogens.

3. Ausblick

Mit dem Dach zum Moses Mabhida Stadion in Durban ist ein großartiges Bauwerk entstanden, welches dem Bauherren, der Ethekwini Municipality, noch lange nach den Spielen zur Weltmeisterschaft 2010 einen Publikumsmagneten garantiert. Das Dach wurde bereits 2009 mit dem südafrikanischen Stahlbau-Preis ausgezeichnet.

Mit der zuverlässigen Ausführung des Daches in Durban hat sich die Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH auch als Generalunternehmer für die Erstellung anspruchvollster Sonderbauwerke einen Namen gemacht. Leichte, weitgespannte Seilstrukturen werden weiterhin im Rahmen zukünftiger Sportwettbewerbe und -spiele auf der ganzen Welt gefragt sein. Dabei tendieren Bauherren und Betreiber mehr und mehr zu Sonderlösungen in der Architektur und im Bereich der Tragwerke, um sich von anderen Veranstaltungsstätten abzuheben. Dies ist in Durban in herausragender Weise gelungen.

4. Baubeteiligte

Bauherr: Ethekwini Municipality, Durban, Südafrika
Generalunternehmer: WBHO / Group 5 / Pandev Joint Venture, Durban, Südafrika
Generalunternehmer Dach: Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH, Memmingen, Deutschland
Planung: gmp Architekten – von Gerkan, Marg und Partner, Hamburg, Deutschland
Ingenieur: sbp gmbh Schlaich Bergermann & Partner, Stuttgart, Deutschland

5. Die PFEIFER-Firmengruppe

Unter dem Motto "Wir bringen Technik in Anwendung" zählt die PFEIFER-Firmengruppe in den Geschäftsfeldern Seilbau, Seiltechnik, Bautechnik und Hebetechnik zu den führenden Unternehmen in Europa. Die Gruppe setzt sich zusammen aus zahl¬reichen Unternehmen im In- und Ausland. Sitz der Hauptverwaltung ist in Memmingen.

Seilbauwerke von PFEIFER sind in aller Welt zu finden. Seit den 1970er Jahren hat PFEIFER an mehr als 1.000 Projekten im Bereich Sportstätten, Brücken, Fassaden und Dachkonstruktionen sowie weitgespannten Zweckbauten, Hallen und Messebauten aktiv mitgearbeitet.

Für die Fußball-Weltmeisterschaft 2010 in Südafrika hat die Pfeifer Seil- und Hebetechnik GmbH zwei große Dachtragwerke erfolgreich realisiert: Die Dachkonstruktion des Moses Mabhida Stadions in Durban sowie das Dachtragwerk des Cape Town Stadions in Kapstadt. Damit zählen zwei neue, technisch äußerst anspruchsvolle Projekte zu den Referenzen des Unternehmens.