Riccardo Morandi: Der Brückenbauer und seine Warnung

Im Jahr 1979 veröffentlichte ein italienischer Ingenieur in seinen späten Siebzigern eine Facharbeit mit einem absichtlich trocken klingenden Titel: das Langzeitverhalten von Viadukten unter hoher Verkehrsbelastung in einer aggressiven Umgebung. Es ging um eine Brücke, die er selbst entworfen hatte, über das Polcevera-Tal in Genua, und darin hieß es, dass die Struktur schneller korrodierte als erwartet. Riccardo Morandi hatte das Problem seit den frühen 1970er Jahren angesprochen. Neununddreißig Jahre nach diesem Bericht, an einem feuchten Augustmorgen, stürzte ein 250 Meter langer Abschnitt der Brücke in das Tal und tötete dreiundvierzig Menschen.

Rom und Beton im Schutt

Morandi wurde am 1. September 1902 in Rom geboren und schloss 1927 sein Ingenieurstudium ab. Seine prägenden Arbeiten leistete er in Kalabrien, wo er nach Erdbebenschäden mit Stahlbeton wiederaufbaute – eine Lehre in einem Material, das noch jung war und in einer Region, die jeden bestrafte, der es unvorsichtig einsetzte. Er eröffnete dann sein eigenes Büro in Rom und verbrachte sechs Jahrzehnte damit, Beton weiter voranzutreiben, als die meisten seiner Zeitgenossen es für möglich hielten.

Er lehrte auch, während er baute, und hielt Professuren für Brückenbau an den Universitäten von Florenz und Rom. Er wurde 1963 zum Fellow der Royal Society of Arts ernannt und erhielt 1979 die Ehrendoktorwürde in Architektur von der Technischen Universität München.

Die Idee: Betonseile

Um Morandi zu verstehen, muss man verstehen, was eine Schrägseilbrücke ist. Das Fahrbahndeck – die Straße, auf der man fährt – wird von diagonalen Kabeln gehalten, die zu einem Turm führen. Bei fast jeder solchen Brücke, die heute gebaut wird, sind diese Kabel zahlreich, dünn und aus Stahl: ein Fächer aus vielen Abspannungen, von denen jede einen bescheidenen Teil der Last trägt.

Morandi tat das Gegenteil. Er benutzte sehr wenige Abspannungen, oft nur zwei pro Spannweite, und anstatt sie als blanken Stahl zu belassen, umhüllte er den Stahl in einer Manschette aus Spannbeton. Der Grund war die Steifigkeit. Eine betonummantelte Abspannung ist etwa fünfmal steifer als Spannstahl allein, sodass das Deck unter schwerem Verkehr viel weniger durchhängt und schwingt – ein echter Vorteil für ein Autobahnviadukt. Es war das erste Mal, dass jemand Spannbetontendons als Schrägseile verwendete.

Die Wirtschaftlichkeit war außergewöhnlich. Das Polcevera-Viadukt verbrauchte nur etwa ein Drittel des Spannstahls pro Quadratmeter im Vergleich zur zeitgenössischen Bendorf-Brücke in Deutschland. Morandi entwarf ebenso sehr für Kosten und Geschwindigkeit wie für Eleganz, unter Verwendung vorgefertigter Elemente und Auslegerbauweise mit temporären Spanngliedern.

Der Nachteil ist heute offensichtlich und war es damals nicht. Sobald man den Stahl in Beton einhüllt, kann man ihn nicht mehr sehen. Die Inspektion wird zum Raten. Wenn der Beton reißt oder wenn der in die Kanäle injizierte Mörtel unvollständig ist, erreichen Wasser und Salz den Stahl und zerfressen ihn unsichtbar. Und mit nur zwei Abspannungen pro Spannweite gibt es überhaupt keine Redundanz: Verliert man eine, gibt es nichts mehr, das die Last trägt.

Maracaibo

Sein größtes Werk ist die General Rafael Urdaneta-Brücke über den Maracaibo-See in Venezuela, fertiggestellt 1962 – 8.678 Meter schrägseilverspannter Beton, gebaut in einer Rekordzeit von vierzig Monaten. Sie machte seinen internationalen Namen bekannt und diente als Vorlage für das, was folgte.

Sie gab auch die erste Warnung. Freiliegende Kabel an der Maracaibo-Brücke rissen durch schnelle Korrosion, und jedes Schrägseil musste achtzehn Jahre nach dem Bau ersetzt werden. Morandis andere große Überquerung, die Wadi el Kuf-Brücke in Libyen, wurde im Oktober 2017 geschlossen, nachdem Inspektionen potenzielle Brüche identifiziert hatten. Er baute auch andere Dinge – den Flughafen Fiumicino in Rom 1970, ein unterirdisches Parkhaus in Turin, Kinos und Arbeiten an der Stromleitungsüberquerung der Straße von Messina – aber die Brücken sind das Vermächtnis, und die Brücken korrodierten.

Das Polcevera-Viadukt

Erbaut zwischen 1963 und 1967, trug das Polcevera-Viadukt die Autobahn A10 mehr als einen Kilometer weit über ein Tal voller Fabriken und Wohnblöcke, etwa vierzig Meter hoch, auf drei A-förmigen, neunzig Meter hohen Pylonen mit Hauptspannweiten von etwa 220 Metern. Es war nach jedem Maßstab ein spektakuläres Objekt und das Symbol von Genua. Morandi hätte es in dreiundzwanzig Monaten fertigstellen können, wären da nicht administrative Verzögerungen gewesen.

Bis 2016 wurde es als ingenieurtechnisches Versagen bezeichnet, wobei die Wartungskosten eskalierten. Zwei der drei Pylone waren 1993 verstärkt worden. Der westliche Pylon – Pfeiler 9 – war es nicht, trotz dokumentierter Korrosionsschäden.

14. August 2018

Pfeiler 9 stürzte ein. Die technische Ursache war der Bruch eines Schrägseils, das unter schwerer Korrosion gelitten hatte, verursacht durch unzureichende und stellenweise völlig fehlende Mörtelinjektion in den Kanälen. Der Stahl war jahrzehntelang unbemerkt innerhalb seiner Betonhülle verrostet. Dreiundvierzig Menschen starben.

Die technischen Kritiken sind spezifisch und fair. Morandi unterschätzte die Auswirkungen des Betonkriechens, was zu Spannkraftverlust und Rissen führte. Die von ihm spezifizierten Kanaldurchmesser waren zu eng, als dass die Verpressung zuverlässig hätte durchgeführt werden können. Die Betonüberdeckung über dem Stahl war gering und bot wenig Korrosionsschutz. Und die Struktur hatte keine Robustheit: Ein einziger Kabelbruch reichte aus, um eine Spannweite zum Einsturz zu bringen.

Warum Riccardo ein Genie genannt wird

Morandis Gabe war konzeptionelle Originalität kombiniert mit strenger Materialdisziplin. Er verfeinerte nicht die Brücken anderer Leute; er schlug ein grundlegend anderes strukturelles System vor – die betonummantelte Abspannung – und löste das Steifigkeitsproblem, für das es entworfen wurde, während er ein Drittel des Stahls vergleichbarer Strukturen verbrauchte und schneller baute, als irgendjemand erwartete. Walter Kaufmann, der den Lehrstuhl für Baustatik an der ETH Zürich innehat und den Einsturz im Detail untersucht hat, kam zu dem Schluss, dass Morandi, beurteilt im Kontext seiner eigenen Ära, zweifellos der Pionier des Brückenbaus bleibt, als der er vor der Tragödie von Genua anerkannt wurde. Kaufmanns Argument ist, dass Robustheit in den 1960er Jahren einfach kein Entwurfsziel war und dass die Kraftumverteilung durch das Betonkriechen damals noch nicht ausreichend erforscht war. Nach diesem Standard war Morandi nicht fahrlässig; er arbeitete am Rande dessen, was bekannt war.

Der Gegenfall kann nicht abgemildert werden. Dreiundvierzig Menschen sind wegen einer von ihm entworfenen Struktur tot. Selbst wenn man die Standards einer späteren Ära beiseite lässt, waren zwei seiner Entscheidungen seine eigenen und folgenschwer: den Spannstahl dort zu vergraben, wo ihn niemand inspizieren konnte, und so wenige Abspannungen vorzusehen, dass die Struktur keine zweite Verteidigungslinie hatte. Ein Entwurf, der nicht inspizierbar und nicht redundant ist, überträgt die gesamte Last der Sicherheit auf die Wartung, und die Wartung versagte – die Eigentümer verstärkten Pfeiler 9 nie, wie sie die anderen fünfundzwanzig Jahre zuvor verstärkt hatten. Morandis eigene Warnungen aus den frühen 1970er Jahren und sein Bericht von 1979 ehren ihn als Ingenieur und sind auch, unangenehmerweise, Beweise dafür, dass er die Verwundbarkeit verstand und dass das System, das er entwarf, keinen Spielraum bot, sobald es begann. Es ist auch erwähnenswert, dass sich sein Ansatz mit wenigen Abspannungen als weniger wirtschaftlich erwies als Mehrseilbrücken und nur begrenzten Einfluss auf andere Ingenieure hatte; der Berufsstand bewunderte ihn und ging dann einen anderen Weg. Das ehrliche Urteil ist, dass er ein Original von echtem Format war, dessen Signaturidee einen Fehler enthielt, der Menschen tötete, und beide Hälften dieses Satzes müssen Bestand haben.

Vermächtnis

Morandi starb am 25. Dezember 1989, neunundzwanzig Jahre vor dem Einsturz, wobei sein Ruf als einer der großen Betoningenieure des 20. Jahrhunderts intakt blieb. Genua ersetzte sein Viadukt durch eine neue Brücke. Die Polcevera-Katastrophe ist seitdem zu einem der am meisten untersuchten Fälle im modernen Bauingenieurwesen geworden, und ihre Lehren – auf Inspektion auslegen, auf Redundanz auslegen, davon ausgehen, dass die Wartung unvollkommen sein wird – werden heute als Grundlagen gelehrt. Dass sie auf diese Weise gelernt werden mussten, ist die Tragödie; dass sie überhaupt gelernt wurden, ist das Einzige, was daraus gerettet werden kann.