Bachelor of Science in Ingegneria civile

Premio «Best of Bachelor» 2019

«Non si presta mai attenzione a ciò che è stato fatto, si vede soltanto ciò che resta da fare.»

Probabilmente qualsiasi scienziato sarebbe d’accordo con l’affermazione di Marie Curie, mentre gli ingegneri potrebbero vederla in maniera un po’ diversa, trovandosi spesso nella bella e gratificante situazione di veder crescere il risultato delle loro fatiche fino al loro compimento. Gli ingegneri conoscono quindi per esperienza diretta quello che è stato fatto è quello che ancora è da fare. Tuttavia, neanche la costruzione più imponente è in grado di testimoniare lo sforzo che si cela dietro la sua realizzazione.

In questo senso, le 20 tesi di laurea qui presentate offrono una buona panoramica sugli sforzi che anche la sola progettazione richiede. Il fatto che gli argomenti siano estremamente pratici – dopo tutto l’obiettivo della laurea è proprio l’attestazione dell’abilità professionale – rende il tutto ancor più credibile e concreto. I candidati hanno però una cosa in comune con gli scienziati: anche loro vedono quello che c’è ancora da fare. Con spontanea schiettezza, viene spiegato dove i lavori presentano ancora delle carenze – il tempo è pur sempre limitato quando si scrive una tesi di laurea – e quali sarebbero i passi successivi da compiere. Un procedimento di questo tipo, orientato alle soluzioni, sarà spesso richiesto nella carriera di un ingegnere: individuare il problema, riflettere e trovare rapidamante una soluzione. Dopo tutto, è un monito che troviamo già nel Gugliemo Tell di Schiller: «Chi pensa troppo, combina poco.» E la tesi di laurea è appunto questo: pervenire a un risultato.

Ci congratuliamo con i candidati per essere riusciti a combinare le riflessioni teoriche con la pratica e auguriamo loro le migliori soddisfazioni nelle loro imprese future, gratificazione per ciò che hanno già portato a termine e capacità di entusiasmarsi per «ciò che resta ancora da fare».

Peter Seitz, peter.seitz@tec21.ch, espazium - edizioni per la cultura della costruzione

 

Tesi di Bachelor nominate e premiate

Samuel Philippe Eggenschwiler

Wasserkraftwerk an der Lützel

Autor Samuel Philippe Eggenschwiler
Betreuer Prof. Dr. Jolanda Jenzer Althaus
Experte Dr. Carl Robert Kriewitz
Disziplin Wasserbau

Auf einem Fabrikgelände an der Lützel ist die ehemalige Kraftwerksanlage verfallen – nur ein Wehr, ein Kraftwerkskanal und ein Streichwehr sind in Resten erhalten. Samuel Eggenschwiler beleuchtet von Grund auf die Möglichkeit der Wiederaufnahme der Stromerzeugung. Intensiv setzt er sich mit verschiedenen möglichen Kraftwerkstypen auseinander, ermittelt den geeignetsten Standort, legt die Wasserdurchflüsse fest und wählt aufgrund dieser, aber auch der Anschaffungskosten das System einer Wasserschnecke. Um die Fischdurchgängigkeit in beiden Richtungen zu ermöglichen, dimensioniert er einen Fischpass, zieht aber auch Herstellerlösungen in Form einer zweiten Wasserschnecke respektive einer integrierten Schnecke für den Fischauf- und abstieg in Betracht. Aufgrund der sehr guten Wassernutzung und des Kosten-Nutzen-Verhältnisses entscheidet er sich für die Lösung zweier Schnecken: eine zur Stromgewinnung und für den Fischabstieg und eine kleinere für den Aufstieg. Eine Stromgestehungskostenrechnung bringt allerdings trotz sehr niedrig angesetzter Baukosten bei der derzeitigen Marktlage nicht das gewünschte Ergebnis.

 

 

Sascha Dominik Hostettler

Risikobasiertes Instandhaltungskonzept für die SBB

Autor Sascha Dominik Hostettler
Betreuer
Prof. Dr. Dirk Proske
Experte Herbert Friedl, Dipl.-Ing.
Disziplin Bauwerkserhaltung

Die Kunstbauten der SBB bedürfen ständiger Überwachung und benötigen Unterhalt. Experten begehen in zeitlichen Abständen die Bauwerke und überprüfen sie – das Unterhaltskonzept ist also zustandsbasiert. Kritiker bemängeln jedoch, die Wichtigkeit eines Bauwerks und das Schadensausmass bei seinem Ausfall würden bei diesem Vorgehen ungenügend berücksichtigt. Sascha Hostettler wendet daher in seiner Arbeit ein risikobasiertes Konzept an. Hier wird jedem Bauwerk eine Versagenswahrscheinlichkeit zugeordnet, und auch die Ausfallfolgen ­werden monetär miteinbezogen. Umfangreich recherchiert er das komplexe Thema, das über die klassische Ingenieurausbildung hinausgeht. Die ­vielen auf Daten der SBB beruhenden Grundlagen stellt er ordentlich zusammen und strukturiert sie übersichtlich in seiner Arbeit. Auch einen zwar heiklen, allerdings interessanten Ansatz zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit einer Brücke führt Sascha Hostettler auf: Aufgrund von an Brücken durchgeführten Experimenten bindet er versteckte Tragreserven in das Einsturzrisiko mit ein. Die Risikobewertung gelingt ihm über eine eigens programmierte Excel-Tabelle.

 

Jonathan Rimle

Hydraulische 3-D-Optimierung des Einlaufbauwerkes in Frenkendorf, BL

Autor Jonathan Rimle
Betreuer
Prof. Dr.-Ing. Henning Lebrenz
Experten Jaroslav Mišun, Dipl.-Bauingenieur HTL; Jonas Woermann, MSc FHNW
Disziplin Konstruktiver Wasserbau

Eine wasserbauliche Auftragsforschung par excellence leistet Jonathan Rimle. Die Kapazität des eingedolten Weiherbächlis in Frenkendorf ist zu gering. Abhilfe soll ein Mikrotunnel mit Durchmesser von 1.20 m schaffen. Eine Vordimensionierung des Bauwerks mitsamt dem Einlauf ist bereits vorhanden, jedoch noch mit zu grossen Unsicherheiten für eine Umsetzung behaftet. Jonathan Rimle erstellt einen physikalischen Modellversuch im Massstab 1 : 10, berücksichtigt die Massstabseffekte korrekt, betrachtet eingehend die Versuchsparameter und simuliert gleichzeitig die Baute in einem 3-D-Computer­programm. Um verbesserte Anströmbedingungen zu erlangen, optimiert er den Zulauf, das Trennbauwerk – der Bach muss im Hochwasserfall ja aufgeteilt werden – und auch das Tosbecken vor dem eigent­lichen Tunneleinlauf. Möglichst wenig Luft soll aus Kapazitätsgründen in den Tunnel eingeführt werden. Die gut dokumentierte ingenieurwissenschaftliche Arbeit stellt eine gelungene Verbindung zwischen ­Labor­versuch und numerischer Simulation dar und zeigt schlüssig auf, wie sich beide Vorgehensweisen zielgerichtet ergänzen.

 

Patrick Rutschmann

Verlängerung der Walzhalle 12, Swiss Steel AG Emmen

Autor Patrick Rutschmann
Betreuer
Dr. Steffen Blümel, Dipl. Bauing. ETH, EMBA FH, Dipl. Schweissfachingenieur IWE
Experten Experte Marc Kreissig, BEng.
Disziplin Stahlbau

Bilderbuchmässig bearbeitet Patrick Rutschmann die Verlängerung einer Halle. Die im Gesamtzusammenhang unübersichtlichen, weil visuell ineinander verschmelzenden Bauteile – Stützen, Sekundärstützen, Binder, Pfetten, Verbände etc. – listet er für die Tragwerksplanung einzeln auf und stellt sie auch in einer dreidimensionalen Übersicht dar. Dies sorgt für einen gelungenen Überblick, von welchen stählernen Bauelementen gerade die Rede ist. Auch eine Kranbahn, die exzentrisch gelagert ist, wird von ihm dimensioniert. Bevor er aber zur eigentlichen Hallenkonstruktion kommt, untersucht er verschiedene ­Va­rianten, um ein möglichst wirtschaftliches Ergeb­nis zu erreichen – bei einer 90 × 26 × 21 m grossen Werkshalle eine sinnvolle Aufgabe. Dabei betrachtet er nicht nur die einzelnen Positionen und deren ­Dimensionierung, auch ihr Herstellungsaufwand und ihre sinnvolle Anzahl und Anordnung im Gesamt­system werden berücksichtigt. Seine Kostenschätzungen sind dabei realistisch und ausserdem sehr genau aufgeschlüsselt nach einzelnen Positionen. Ein detailliertes Bauprogramm, sogar abgestimmt auf die ­Anzahl der Monteure, ist ebenfalls ­Bestandteil der umfangreichen Arbeit.

Luzi Attenhofer

Lawinenablenkkeil Stütze 1 Säntis-Schwebebahn

Autor Luzi Attenhofer
Betreuer
Reto Störi, Dipl. Bauing. FH
Experte Michel Heimgartner, Dipl. Bauing. ETH
Disziplin Naturgefahren

Nur zwei Stützen weist die Säntis-Schwebebahn auf, und eine – die untere, 55 m hohe – wurde im Januar 2019 von einer Lawine derart beschädigt, dass sich die Betreiber zu einem Neubau entschlies­sen mussten. Hierfür arbeitet Luzi Attenhofer ein Lawinenschutz­konzept aus. Er vertieft sich in diverse Grundlagen der Lawinenkunde, etwa die Druckschätzung von Lawinenereignissen, was nicht Bestandteil einer klassischen Ingenieurausbildung ist. Anhand eines einfachen Lawinenmodells schätzt er die Gefährdung ab und ermittelt die massgebenden Belastungen. Für drei grundsätzliche Möglichkeiten – Lawinenschutzbauten im Anrissbereich, eine Ablenkwand oder ein Spaltkeil vor der Stütze – führt er eine Sensitivitätsanalyse durch und schätzt die Kosten ab. Als Best-Variante wählt er einen Spaltkeil vor der Stütze, den er inklusive der Anschlüsse bemisst und auch optimiert. Eine ausführliche Dokumentation zu den erreichten Ergebnissen ergänzt die Arbeit, die eine wirklich zeitnahe Problemstellung aufgreift: Zwischen der Lawine und der Abgabe der Thesis verging nur ein halbes Jahr.

 

Roman Brandes

Neubau Depot Hard, Tramdepot und Wohnsiedlung

Autor Roman Brandes
Betreuer
Gabriel Elekes, Dipl. Ing.
Experte Lorenz Kocher, Dipl. Arch ETH, MSc ETH Bau-Ing.
Disziplin Massivbau

Das Gewinnerprojekt eines Wettbewerbs – den Neubau des Tramdepots und der Wohnsiedlung Hard – prüft Roman Brandes auf Herz und Nieren. Dabei darf das architektonische Konzept nicht verändert werden. Aufgrund der Grösse und Komplexität des Projekts – es handelt sich um zwei 16-stöckige, direkt an der Limmat gelegene Hochhäuser auf einem viergeschossigen Sockelbau, durch den Trambahnen fahren – betrachtet Roman Brandes nur die relevantesten Elemente der Baute. Trotzdem bleibt seine Aufgabe eine ausserordentlich grosse: Er nimmt sich die Baugrube und die nötige Verbauung der Grubenwände, die Gebäudefundation, die horizontal aussteifenden Elemente, das stark belastete Untergeschoss, notwendige Unterzüge, die Decke eines Regelgeschosses und die Betonfassade vor und bemisst diese vor. Dabei zeigt er für die betrachteten Elemente Varianten auf und diskutiert diese, um die jeweils geeignetste herauszufiltern. Illustrative Grafiken und dreidimensionale Visualisierungen bebildern die gelungene Arbeit.

 

Fabian Kobler

Überbauung Bello in Dübendorf - Fundations- und Baugrubenkonzept

Autor Fabian Kobler
Betreuer
Prof. Dr. Carlo Rabaiotti
Experte Alexandre Fauchère, Dipl. Bau-Ing. ETH/SIA
Disziplin Geotechnik

Über 5000 m2 misst das Areal Bello Hochbord. Eine Grundwasserschutzzone steht an, wie auch eine weiche, feinkörnige Bodenschicht. Die genaue Betrachtung möglicher Fundationen des bis zu zehngeschossigen Gebäudes, die Fabian Kobler auf sich nimmt, ist also unumgänglich. Auf Grundlage eines geologischen Gutachtens und zweier Drucksondierungen schliesst er auf den Bodenaufbau und entdeckt dabei sogar eine bisher noch nicht aufgeführte Tonschicht. Die für eine Berechnung unerlässlichen, charakteristischen Bodenkennwerte übernimmt er nicht einfach, sondern zieht für ihre Ermittlung statistische Instrumente heran. Aus dieser guten Analyse des Bodens entsteht ein plausibles Baugrundmodell, anhand dessen er verschiedene Gründungsarten und den Baugrubenabschluss untersuchen kann. Seine Ergebnisse generiert er mit einer Finite-Elemente-Berechnung und plausibilisiert sie ingenieurmässig mittels Handrechnung. Und auch die recht­liche Seite vergisst Fabian Kobler nicht: Er prüft die Fundationen auf ihre Genehmigungsfähigkeit, was ihn neben den wirtschaftlichen Aspekten zur Ausarbeitung einer Flachgründung bewegt. Diese stört nämlich den Grundwasserleiter weniger.

 

Amos Walder

Busterminal «Slussen SN91»

Autor Amos Walder
Betreuer
Rolf Steiner, Dipl. Ing.
Experte Maxim Hofmann, Dipl. Ing.
Disziplin Bauausführung

Nicht nur für eine Bachelorarbeit ist es eine gewaltige Aufgabe: die Untertage-Grossbaustelle Slussen SN 91 in Stockholm. Der Vortrieb der zahlreichen Stollen und Kavernen läuft bereits seit Januar 2019. Die Arbeit von Amos Walder ist folglich nicht nur ­extrem zeitnah am Geschehen, sondern dank Auslandsaufenthalt auch örtlich. Er arbeitet an einer Optimierung der Vortriebe respektive des Ausbaus, immer auf Grundlage der bereitstehenden Ressourcen. Hierfür verschafft er sich zuerst einen Überblick über die in grosser Zahl bereits vorhandenen Grundlagen, führt mögliche Baumethoden auf und stellt Leistungs­kennwerte der Maschinen aus der Praxis und der ­Literatur zusammen. Er analysiert die Baustelle in ­Bezug auf die zeitlich kritischen Bauvorgänge, unterteilt das Projekt in möglichst sinnvolle Baulose, um bei einer neuen Veranschlagung den gewünschten Endtermin zu erreichen. Für bestimmte relevante Bauelemente geht er detailliert auf die Risiken ein, die zu einer Verzögerung führen können, und untersucht ihre Auswirkungen auf den Terminplan. Amos Walder gelingt es, die komplexen Zusammenhänge des Riesenprojekts ingenieurmässig anschaulich zu unterteilen und Lösungsmöglichkeiten aufzuzeigen.

 

Jan Commerell

Thermischer Glasbruch – Parameter und Grenzen der Analyseverfahren

Autor Jan Commerell
Betreuer
Dr. Ing. Thiemo Fildhuth
Experte Ives Schüpfer, Dipl. Ing. HTL
Disziplin Gebäudehülle

Temperaturveränderungen oder -unterschiede in Glasscheiben, wie sie etwa durch eine Teilverschattung des Glases entstehen, können zu thermischem Glasbruch führen. Gerade bei den immer öfter auch grossformatig am Bau eingesetzten, nicht vorgespannten Floatgläsern ist das thermische Bruchrisiko besonders erhöht. Dennoch gibt es hierzu wenig Forschung und kaum Normen. Jan Commerell untersucht daher verschiedene Parameter – wie etwa die Scheibenabmessungen, Verschattungsart und -grösse, Dicke, Absorptionsgrad des Glases, Rahmen und Aussentemperatur – hinsichtlich ihres Einflusses auf die Glasspannungen. In seiner sehr ­strukturierten Arbeit, die auch durch gute Sprachqualität besticht, vergleicht er äusserst anschaulich die jeweiligen numerisch ermittelten Spannungen, die sich durch die verschiedenen Temperaturbeanspruchungen unter Variation der untersuchten Parameter ergeben. Zwei Handrechnungen, eine aus der französischen Norm DTU 39 P3 und eine selbst hergeleitete analytische Methode, vergleicht er mit der numerischen Analyse. Es zeigt sich, dass die eigene Methode recht nah an den Ergebnissen der nume­rischen Analyse liegt, die DTU 39 P3 dagegen konservative Ergebnisse liefert. Die grössten Glasspannungsdifferenzen treten bei dünnem Glas mit einer diagonalen Teilverschattung im Eck auf.

 

Gregor Portmann

Tiefe Baugruben in weichen Böden

Autor Gregor Portmann
Betreuer
Dr. sc. André Arnold, dipl. Bauing. ETH/SIA
Experte Jürg Nyfeler, dipl. Bauing. ETH/SIA
Disziplin Geotechnik

Erstellt man eine Baugrube in einem weichen, wassergesättigten Boden, kann das Wasser unter Umständen nicht rasch genug aus dem umgebenden Boden drainieren. Es kommt zu einem undrainierten Belastungszustand – Porenwasserüberdrücke entstehen, und die Scherparameter des Bodens können ­tiefer ausfallen als wenn der Boden bereits drainiert ist. Undrainierte Zustände herrschen zwar meist nur kurzfristig vor, aber die sich ergebenden Belastungen und Widerstände können stark vom langfristigen, drainierten Verhalten abweichen. Gregor Portmann beschäftigt sich eingehend mit diesem Phänomen. Für eine Bachelorarbeit aussergewöhnlich, führt er die Theorie der komplexen Bodenmodelle sehr schön auf, ana­lysiert zwei gängige Stoffmodelle, die in Finite-Elemente-Berechnungen eingesetzt werden – das Mohr-Coulomb’sche und das Modified-Cam-Clay-Modell –, und kann dadurch nachvollziehen, dass das Mohr-Coulomb-Modell die Scherfestigkeit des undrainierten Bodens überschätzt! Eine Berechnung kann also auf der unsicheren Seite liegen. Als praxisnahes Beispiel führt er eine Vorbemessung der Baugrube des Nicoll Highway in Singapur durch. 2004 stürzte diese ein – neben weiteren Ursachen deshalb, weil die damalige Bemessung auf Grundlage des Mohr-Coulomb-Modells durchgeführt worden war.

 

Loïc Bénet

étude de l’effet des bois flottants bloquant un évacuateur de crue

Auteur Loïc Bénet
Professeur Prof. Dr Michael Pfister
Experts Stéphane Giroud, Ing. dipl. EPF, François Genolet, Ing. dipl. EPF
Discipline Hydraulique

Grâce à des essais pilotes, Loïc Bénet étudie un problème récurrent en ingénierie hydraulique : l’obstruction des ouvrages par le bois flottant. Au niveau d’un barrage, les obstructions peuvent entraîner une montée des eaux incontrôlée, susceptible de provoquer des inondations, voire la rupture d’une digue. Après une étude approfondie de la documentation et des fondements, Loïc Bénet a mené 33 essais exemplaires du point de vue de l’ingénierie dans un canal d’écoulement à l’échelle 1 : 35 et en a exploité les résultats. Tout à fait conscient des limites des essais menés, qu’il n’hésite d’ailleurs pas à pointer, il formule un certain nombre de recommandations concrètes visant à limiter le problème du bois flottant. Il arrive notamment au constat que le volume effectif de bois flottant ne revêt qu’une importance secondaire en termes d’impact sur le niveau d’eau : une fois les ­segments de vanne obstrués, la quantité de bois qui s’amoncelle devant l’ouvrage importe peu. Des exemples documentés de barrages obstrués illustrent le minutieux travail scientifiqe effectué et font le lien avec la pratique.

 

David Lapaire

Résurrection du tram de Bienne

Auteur David Lapaire
Professeur
Prof. César Conforti, Ing. dipl.
Experts Patrik Nikles, Ing. dipl. ; Fabien Noël, dipl. Ing.
Discipline Routes et transports

Un nouveau tramway, un réseau de bus amélioré, voire un téléphérique urbain : de nombreuses possibilités sont envisageables en matière de transports publics de proximité, mais il n’est pas toujours évident d’identifier la meilleure solution. C’est précisément la problématique dans laquelle s’est plongé David Lapaire à Bienne. D’après une expertise, le trafic devrait fortement augmenter entre les gares de Bienne et de Champs-de-Boujean. Un projet de nouveau tramway n’a pas dépassé le stade de l’étude et un plan de restructuration des lignes de bus a également été élaboré. David Lapaire a réexaminé de fond en comble les deux alternatives, il a étudié la possibilité d’une nouvelle ligne de bus express entre les deux gares et a même envisagé l’éventualité d’une liaison par téléphérique. D’après ses conclusions, le téléphérique serait la solution la plus confortable et la plus pratique pour les passagers, mais sa concrétisation en temps opportun lui paraît difficile. Pragmatique et doué de sens pratique, il recommande dans son rapport complet la restructuration envisagée du réseau de bus, étant donné qu’une nouvelle ligne de tramway reviendrait nettement plus cher sans offrir d’avantage supplémentaire. Le téléphérique devrait néanmoins faire l’objet d’études plus poussées en guise d’alternative à moyen terme.

 

Cédric Rauber

Yverdon-les-Bains - Réaménagement de la rue des Moulins

Auteur Cédric Rauber
Professeurs Prof. Yves Delacrétaz; Steven Oulevay, Ing. dipl. HES
Expert Urs Gloor, Ing. dipl. ETH /SIA/SVI
Discipline Géomatique

Les travaux d’entretien des routes et des canalisations font partie du quotidien. La hausse constante du trafic routier est également chose courante. Le reclassement d’une route dans une catégorie supérieure, comme c’est le cas de la rue des Moulins à Yverdon-les-Bains, est cependant plus rare. La ville se dote d’un nouveau tracé de circulation principale, appelée « axe principal d’agglomération ». La rue des Moulins devient ainsi une bretelle d’accès, avec tout ce qui en découle en matière d’ingénierie du trafic. Afin de satisfaire aux futures exigences, Cédric Rauber est en train d’élaborer un projet de transformation. Grâce à des graphismes attrayants, il guide le lecteur à la découverte des principales thématiques actuelles liées à la réalisation de voies de circulation. A cet égard, il ne s’occupe pas uniquement des flux de circulation et des trajectoires potentielles des différents moyens de transport, mais aussi de la valorisation paysagère des voies et de la protection des riverains : la problématique omniprésente des nuisances sonores est représentée de manière clairement compréhensible par Cédric Rauber. Bien que la norme utilsée dans la thèse soit déjà dépassée, la route ainsi obtenue est moderne et élaborée avec clairvoyance.

 

Benoît Raphaël Rosselet

Passerelle piétonne sur l'A9

Auteur Benoît Raphaël Rosselet
Professeur
Prof. André Oribasi, Ing. civil dipl. EPFL
Experts Dr Philippe Menetrey, Ing. civil EPFL; Dr Bastien Masse Maléna, Ing. civil EPFL
Discipline Géomatique

L'hôpital de Sion doit être mieux raccordé au centre-ville pour la mobilité douce. Il faut un pont traversant en hauteur l’échangeur autoroutier Sion Est de la A9 et incorporant deux grosses conduites de chauffage. Pour le reste, le concepteur Benoît Raphaël Rosselet a carte blanche pour raccorder les zones initiales et finales prescrites au sein du ­périmètre du projet. Il adopte une approche systé­­matique : en se basant sur la liaison la plus courte, il examine l’adéquation de différents tracés. Dans une étude de variantes très détaillée, il esquisse trois constructions – un ouvrage à travées continues en béton, un pont haubané et un pont de type bow-string – tout en mettant en scène leur visualisation avec brio. Pour le pont haubané choisi, Benoît Rosselet optimise le pylône, étudie aussi une possibilité de solution inhabituelle pour le pont à base de dalles en béton renforcé de fibres préfabriquées extrêmement résistantes et élabore dans le détail les rampes du pont. Le projet est esquissé dans des plansextrêmement plaisants. Même le déroulement des travaux est représenté en situation et de profil avec les balisages lumineux requis des voies de circulation et le guidage du trafic nécessaire, ce qui lui confère une très grande clarté.

 

Diego Florez

Passerelle sur les voies CFF à la gare de Givisiez

Auteur Diego Florez
Professeurs Dr Yuri Ieronimo, Ing. civil dipl. EP Milan; Thierry Delémont, Ing. civil dipl. EPF/SIA
Experts Ivan Hess, Ing. civil dipl. EPF; Nadir Moussaoui, Ing. civil dipl. EPF-EWE; Didier Prod’Hom, Architecte dipl. HES; Nicolas Senggen, Ing. civil dipl. HES; Rafael Villar, Ing. civil dipl. HES
Discipline Construction métallique

La commune de Givisiez projette de transférer sa gare sur une parcelle attenante, ainsi que d’améliorer les conditions de circulation et de desserte. Diego Florez a comme tâche d’étudier la nouvelle passerelle piétonnière nécessaire pour franchir les voies ferrées. Chacune de ses trois variantes doit pouvoir être montée au plus vite au-dessus des voies. Pour couvrir les quelque 39 mètres de portée, il opte pour une structure bow-string, pouvant être soudée sur site, dans un espace dédié au montage, et mise en place à l’aide d’une grue mobile. Diego Florez conçoit les rampes d’accès au pont en arc – celle du nord est rectiligne, tandis que celle du sud a une forme coudée – à l’aide de poutres continues en acier, soutenues par des piliers en béton. Il s’attaque à l’élaboration de cet imposant ouvrage avec une réelle volonté de trouver des solutions. Il retient des charges de calcul appropriées et se plonge dans les thématiques pertinentes sans jamais perdre la vision d’ensemble. Il développe ainsi un processus de construction détaillé, en tenant également compte des caractéristiques de la grue sur pneus requise.

 

Quentin Genillard

Tunnel de Bertholod

Auteur Quentin Genillard
Professeurs
Dr Denis Clément, Ing. civil dipl. EPF/SIA; Benoît Bazin, Ing. civil dipl. ESTP
Experts Claudio Bailo, Ing. civil dipl. HES; Alain Dubuis, Ing. civil dipl. HES/REG A; Philippe Meylan, Ing. civil dipl. ETS; Alexandre Sonnay, Ing. civil dipl. HES; Christian Von Düring, Architecte dipl. EPF
Discipline Construction en béton armé et précontraint / Fondations

D’une longueur de 135 m et situé à 8 m de pro­fondeur dans les roches molassiques, le tunnel de Bertholod doit être agrandi afin de permettre le passage des nouveaux wagons à deux niveaux des CFF. La difficulté réside dans le maintien du trafic sur la ligne durant les travaux de construction planifiés. Des coupures d’exploitation du tunnel seront uniquement possibles durant deux week­ends. Quentin Genillard aborde cette mission complexe de haut en bas. Il s’est intéressé de façon approfondie aux interactions sol-structure ( voûte et pieux ). Ingénieux, son procédé de construction prévoit d’introduire de part et d’autre des côtés longitudinaux du tunnel existant des pieux sécants qui formeront les parois du nouveau tunnel. Après le déblaiement progressif des roches situées au-dessus de la voûte du tunnel actuel, les bords de la tranchée sont sécurisés par des parois en béton projeté clouées. La nouvelle voûte sera ainsi réalisée sous forme de tranchée couverte au-dessus de l’ancienne. Pendant toute la durée de ces travaux et des opérations de remblaiement, le tunnel existant demeure intact et en fonction. Après la réalisation d’un sciage le long de la paroi du tunnel initial, l’ancienne voûte sera démolie. Le niveau des rails demeure inchangé dans la nouvelle galerie, plus haute et plus large.

 

Filippo Codiroli

Passerella pedonale stazione Paradiso

Autore Filippo Codiroli
Docente Stefano Bernasconi, Ing. civ. dipl. ETH
Esperti Leo Girardi, Ing. civ. dipl. ETH; Loris Dellea, Arch. dipl. ETH
Disciplina Edilizia – Strutture in acciaio

Filippo Codiroli realizza un tunnel partendo da sezioni cave. La struttura in acciaio e vetro collega le banchine ferroviarie della stazione FFS di Lugano-­Paradiso. Il lavoro mostra una grande attenzione per i dettagli. Gli anelli costituiti da profili rettangolari vengono collegati internamente con profili a sezione ­quadrata. La struttura è completata esternamente da una trama romboidale di elementi in acciaio. Il rivestimento in vetro conferisce eleganza e trasparenza al manufatto. Codiroli ha studiato attentamente i flussi di traffico nell'area, esaminando i dati forniti dalle ferrovie e, sulla base di uno studio delle varianti e degli esempi già realizzati, ha proposto diverse soluzioni. Un notevole impegno è stato profuso nell'analisi di ­diversi sistemi portanti. Grande attenzione è stata dedicata anche agli aspetti relativi al montaggio degli elementi. Per ridurne il peso l'opera è stata divisa in una metà inferiore e una superiore, da unire mediante saldature eseguite in loco. Il dossier completo comprende anche i documenti necessari alla gara d'appalto.

 

Stefano Spinedi

Passerella con struttura in legno

Autore Stefano Spinedi
Docente Andrea Bernasconi, Dott. Ing. civ. dipl. ETH
Esperti Alessandro Bonalumi, Ing. civ. dipl. ETH; Tullio Martinenghi, Ing. civ. dipl. EPF
Disciplina Edilizia – Strutture in legno

Stefano Spinedi traccia un quadro dall’architettura lineare con un passaggio pedonale sul fiume Birsa a Laufen. Il ponte esistente, situato a monte della piccola cascata della Birsa, deve essere sostituito. Essendo il fiume in fase di rivitalizzazione, non è au­spicabile la presenza di piloni nel corso d'acqua. La lunga campata che risulta necessaria viene ottenuta grazie all'altezza dell'opera: nel suo lavoro solido e imponente, Spinedi progetta una struttura triangolare in legno lamellare e realizza una carreggiata lievemente arcuata. La struttura a forma di A che ne deriva simboleggia una montagna dalla quale sgorgano con forza fiumi e sorgenti. Ogni dettaglio della struttura portante del ponte e delle sue fondamenta è accuratamente analizzato. Sofisticati rendering 3D illustrano la struttura e il complesso processo di costruzione. Nei prossimi 100 anni – questo è il tempo per cui è stato progettato il ponte – l'imponente costruzione potrebbe di fatto diventare la degna cornice della cascatella, distinguendosi dagli anonimi edifici limitrofi.

 

Aita Bischoff

Mehrzweckanlage Sommertal in Schwellbrunn

Autorin Aita Bischoff
Betreuer Franz Tschümperlin, Dipl. Holzbauingenieur FH
Experte Dr. René Steiger
Disziplin Holzbau

Vorhanden sind eine in die Jahre gekommene Mehrzweckanlage und der Gewinner eines Architekturwettbewerbs für eine modernisierte Nutzung. Was fehlt, ist ein genauerer Blick auf die Tragwerkskonzepte für das zu ersetzende alte und die neuen Dächer sowie für grössere Anbauten in Holzbauweise. Hier kommt Aita Bischoff ins Spiel. Sie erarbeitet ein Variantenstudium der Dachkonstruktionen mit verschiedenen Bindertypen, entwirft eine neue Dach­deckung und den Aufbau der Holzständerwände, die die energetischen Anforderungen erfüllen. Ihre BestVariante – das Dach der Turnhalle wird neu auf Brettschichtholzträgern abgelegt, die mit einem Holz-Zugband ergänzt werden – bemisst sie auf Stufe eines Bauprojekts. Hierfür erstellt sie umfangreiche Nachweise, etwa der einzelnen Verbindungen, was insgesamt zu einem ausführlichen Ergebnis führt. Dabei verliert sich Aita Bischoff jedoch nicht im Detail. Vielmehr bemerkt man die folgerichtige Abgrenzung ­relevanter Aspekte von untergeordneten. Illustrative, adäquate Handzeichnungen bebildern die gelungene Arbeit.

 

Matthias Lukas Müller

Entwurf Hilfsbrücke

Autor Matthias Lukas Müller
Betreuer Prof. Christoph Gemperle, dipl. Bauingenieur ETH/SIA
Experte Urs Kern, dipl. Bauing. ETH
Disziplin Konstruktiver Ingenieurbau

Für den Bau des Sicherheitsstollens für den Kerenzerbergtunnel an der A3 braucht es eine temporäre Hilfsbrücke über den Escherkanal. Matthias Lukas Müller erkennt, dass aus Kostengründen, aber auch aufgrund der Bauzeit eine einfache, zweckmässige Konstruktion zu suchen ist. Sechs Varianten prüft er, wählt schliesslich das statische System dreier Einfeldträger und löst dadurch elegant die Problematik abhebender Widerlagerkräfte bei kurzem Endfeld. Der mittlere Träger über dem Flussbett wird als Fachwerk, die beiden in den Randfeldern als Biegeträger aus Walzprofilen ausgebildet. So kann sowohl das Lichtraumprofil und der Freibord unter der Brücke als auch das geforderte Niveau der Fahrbahn­ober­kante – die Konstruktion wird vorwiegend von Schienenfahrzeugen befahren – sichergestellt werden. Für die Fahrbahn selbst, die den Raum zwischen den Schienen ausfüllt, wählt Matthias Müller Brettschichtholzplatten, was Gewichtsvorteile bringt und aufgrund der Nutzungsdauer von nur fünf Jahren möglich scheint. Wie in der Praxis oft gewünscht, prüft er seine wichtigsten statischen Ergebnisse mittels Handrechnung auf Plausibilität und ergänzt seine ­Arbeit mit einer ersten Kostenermittlung anhand des Massenauszugs und einem Leistungsverzeichnis für die Ausschreibung.