Bachelor of Science in Bauingenieurwesen

Verleihung des Best of Bachelor 2022 & 2023

«Das edelste Vergnügen ist die Freude am Verstehen»

Bauingenieure machen Statik – wie langweilig! Wer diese Auffassung schon ein- mal gehört hat oder gar teilt, dem oder der sei dieses Heft empfohlen. Es zeigt eine Fülle von Themen, die Bauingenieurinnen ebenfalls bearbeiten und beherrschen (müssen).

Eine Fussgängerbrücke? Kein Problem, nur an welchem Ort ergibt sie am meisten Sinn? Es gibt ein Hochwasserproblem? Wir werden es lösen – natürlich mit einer ökologischen Verbesserung. Der Fluss ist nur noch ein Kanal? Wenn gewünscht, lässt sich das ändern, auch mit Naherholungsgarantie und Fischdurchgängigkeit. Felssturz und Lawinen? Zum Aufräumen braucht es die Feuerwehr, zur Vorsorge kommt der Ingenieur. Ein Bauwerk hat ausgedient? Vielleicht kann man es noch retten –wir rechnen mit den aktuellsten Methoden und Erkenntnissen nach. Und vielleicht taugt ein neuartiger Baustoff für dieses Vorhaben? Übrigens würden einige Experimente nicht schaden – wer könnte diese wohl durchführen? Ja, das Gebäude ist toll und erfüllt seit vielen Jahren seinen Zweck, aber die Energiekosten sind schon ein wenig hoch – kann man da nicht etwas machen? Mit dem Velo zur Arbeit fahren? Aber die Wege sind lebensgefährlich, gibt es da nicht eine bessere Lösung? Und wenn ja, was würde das denn kosten? Und wie bringt man dies politisch überhaupt durch? Welche Auswirkungen wird der Klimawandel haben? Funktionieren unsere Systeme dann überhaupt noch wie gewohnt? Ach so, nicht zu vergessen: Wie stark muss denn der Träger sein? Statik? Natürlich auch – aber noch sehr viel mehr.

Die hier vorgestellten 40 besten Bachelorarbeiten im Bauingenieurwesen, die in den letzten zwei Jahren an den Schweizer Fachhochschulen entstanden sind, veranschaulichen, wozu die Ausbildung junge Ingenieurinnen und Ingenieure befähigt. «Das edelste Vergnügen ist die Freude am Verstehen», sagte Leonardo da Vinci. Und das Verstandene anzuwenden hat auch seinen Reiz. Herzliche Gratulation an alle Nominierten des Best of Bachelor.

Peter Seitz, peter.seitz@tec21.ch, espazium - der Verlag für Baukultur

NOMINIERTE UND AUSGEZEICHNETE BACHELORTHESEN 2022

BFH - BERNER FACHHOCHSCHULE

Cyrill Binggeli

Betriebskonzept Äussere Fulachstrasse

Autor Cyrill Binggeli
Betreuerin Dr. Franziska Baumgartner
Expertin Cécile Baumeler
Disziplin Verkehrswegebau

Die Nationalstrasse N04 in Schaffhausen wird im Zuge einer Engpassbeseitigung ausgebaut. Dies hat Konsequenzen auf den städtischen ­Verkehr – sollen doch angrenzende Strassen von einer Entlastung profitieren. Diese Chance nimmt Cyrill Binggeli zum Anlass, ein Betriebs- und Gestaltungskonzept für die äussere Fulachstrasse zu entwickeln. Dabei geht es um mehr als die Einführung einer Tempo-30-Zone oder ­einer Strassenmöblierung. Auf Grundlage einer illustrativ dargestellten Zusammenfassung des Ist-Zustands und einer umsichtigen Datenanalyse entwirft er verschiedene Umgestaltungsvarianten der Strasse. Prioritäres Ziel ist hierbei die Nachhaltigkeit des Konzepts, die er anhand von Kriterien des Standards Nachhaltiges Bauen Schweiz (SNBS) und der «Berner Rose» des Kantons Bern beurteilt. Cyrill Binggelis gut lesbarer und nachvollziehbarer Bericht bringt eine Best-Variante hervor, die er weiter optimiert und auf Stufe Vorprojekt bearbeitet. In ihr sind die ­Klimastrategie der Stadt und des Kantons Schaffhausen ebenso berücksichtigt wie Überlegungen zur Schwammstadt.

 

Gabriel Nicola Bühler

UHFB an der Aarebrücke Aarburg

Autor Gabriel Nicola Bühler
Betreuer
Prof. Dr. Stephan Fricker
Experte Dr. Kristian Schellenberg
Disziplin Tragwerke

Gabriel Bühler klärt ab, ob das recht neuartige Material, der ultrahochfeste Faserverbundbaustoff mit Polyethylenfasern (UHFB-PE) zur Verstärkung und Abdichtung von Brücken dienen kann. Da es bisher noch keine Referenzobjekte hierzu gibt, vertieft er sich in ein Grundlagenstudium und vergleicht eine von der EPFL entwickelte Rezeptur mit anderen Hochleistungsbaustoffen und herkömmlichen Betonen. Auch die direkte Befahrbarkeit des UHFB ergründet er und kommt zum Schluss, dass die Rezeptur für eine Instandsetzung der Aarebrücke in Aarburg geeignet sei. Gabriel Bühler zeigt Defizite des Bauwerks auf und entwirft eine Lösung, um die Brücke durch einen Auftrag von UHFB-PE zu verstärken und sie zukünftig gegen eindringendes Wasser und damit Chlorideintrag abzudichten. Für die Entwässerung der Brücke untersucht er eine alternative Möglichkeit mit an der Oberfläche abgeführtem Wasser. Und durch die Umwandlung der bestehenden Lagerung erhält er ein integrales Brückenbauwerk, das Vorteile in Sachen Nutzungsdauer aufweist.

 

FHNW - FACHHOCHSCHULE NORDWESTSCHWEIZ

Timo Bühlmann

Ausdohlung Buelzbächli

Autor Timo Bühlmann
Betreuer
Prof. Dr. Ing. Henning Lebrenz
Experte Jörn Heilig
Disziplin Konstruktiver Wasserbau

Gehen, wie das Wasser fliesst – diese Soldatenweisheit für die Tarnung bei einer Geländedurchquerung – kann auch im Wasserbau nützlich sein. Oberflächenabfluss bei einem Starkregen flutete 2021 Teile des Dorfes Tenniken BL. Daher soll das eingedolte Buelzbächli oberhalb der Siedlung offengelegt werden. Damit könnte der Regenabfluss dort eingeleitet werden und der Bach würde der heutigen gesetzlichen Grundlage entsprechen. Timo Bühlmann arbeitet diese Möglichkeit aus. Von zwei Varianten der Linienführung bringt er eine auf Stufe Vorprojekt. Sie nutzt die gegebene Topografie und verläuft entlang des natürlichen Oberflächenabflusses. Für den Verbau wählt er abschnittsspezifisch sinnvolle, ingenieurgeologische Techniken und weist diese nach, damit sie einem HQ100 standhalten. Die Dimensionierung des Einlaufbauwerks mit Schwemmholzrechen am Ende der Offenlegung und eine Auswahl zur Bepflanzung und zur Umgebungsgestaltung zeigen des Weiteren die Vielfältigkeit der Arbeit auf.

 

 

Christian Compare

Last-Verformungsverhalten im Stahlbetonbau

Autor Christian Compare
Betreuer
Prof. Dr. Harald Schuler
Experte Florian Meier
Disziplin Massivbau

«Auf Biegen und Brechen» im wahrsten Sinn des Wortes bestreitet Christian Compare seine Bachelorarbeit. In Experimenten belastet er selbst hergestellte Stahlbetonträger, deren Qualität er korrekterweise darlegt und berücksichtigt, in einem klassischen Vierpunkt-Biegeversuch. Er misst die aufgebrachten Lasten, die Verformungen des Versuchskörpers und untersucht die sich einstellenden Rissbilder. Seine direkt am Versuchsobjekt erhobenen Daten rechnet er von Hand nach und vergleicht sie mit numerisch simulierten Berechnungen. Er berücksichtigt dabei auch die Zugversteifung des Betons (Tension Stiffening), die im Studium gar nicht behandelt wird. Hier übernimmt der Beton auch im gerissenen Zustand noch gewissen Anteil an den Zugkräften, was den Träger steifer macht. Durch das Aufzeigen des nicht-linearen Tragverhaltens des Stahlbetons schult Christian Compare sein statisches Verständnis und kann Abweichungen zwischen Theorie und praktischem Versuch nachvollziehen. So versagt der sich einstellende Zuggurt im Rechenmodell schlagartig, wobei dies im Versuch ein kontinuierlicher Prozess ist. Für geringer bewehrte Träger macht dies einen Unterschied.

FHGR - FACHHOCHSCHULE GRAUBÜNDEN (ehem. HTW Chur)

Fabio Länzlinger

Umbau Anschluss Zuoz

Autor Fabio Länzlinger
Betreuer
Max Knecht
Experte Beni Rushiti
Disziplin Strassenbau

Der Anschlussknoten von Zuoz an die Engadinerstrasse weist verkehrstechnische, sicherheitsrelevante und bauliche Defizite auf. Fabio Länzlinger trägt sehr viele Daten zusammen und macht eigene Erhebungen, um den Anschluss von möglichst allen Seiten zu beleuchten und auf Normkonformität zu prüfen. Gewissenhaft nimmt er mit einer ansehnlichen Fotodokumentation die baulichen Belange auf, führt etwa Unfallschwerpunkte auf, stellt die den Projektperimeter betreffenden Zonen zusammen und begutachtet die verkehrsrelevanten Eigenschaften des Knotens. Er betrachtet sämtliche zu beachtenden Verkehrsteilnehmer, sogar die Querung einer Pistenraupe für die Langlaufloipen gilt es zu berücksichtigen. Das Verkehrsaufkommen und die Verkehrsströme verifiziert er mit eigenen Messungen mittels aufgestellter Kameras. Dabei zählt Fabio Länzlinger bewusst in der Zeitspanne des jährlich höchsten Verkehrsaufkommens – am Tag des Engadiner Skimarathons. Seine Daten überprüft er mit einer Sensitivitätsanalyse und berücksichtigt auch den aufgrund der Covid-Pandemie geringeren Verkehr. Seine gute Dokumentation gipfelt nebst Verbesserung der angrenzenden Parkplatzsituation und ökologischer Belange in einem ausgereift ausgearbeiteten Umbauprojekt als vierarmiger Kreisel.

 

Svenja Nydegger

Revitalisierung Hinterrhein bei Nufenen

Autorin Svenja Nydegger
Betreuer
Dr. Benno Zarn
Experte Peter Mosimann
Disziplin Wasserbau

Wie bei vielen Flüssen tieft sich die Sohle des Hinterrheins zwischen Nufenen und Splügen ein und der Fluss hat keinen natürlichen Gewässerverlauf mehr. Dieses Problem möchte Svenja Nydegger im Rahmen einer Revitalisierung lösen. Natürlich sind dabei auch der Hochwasserschutz und sozioökonomische Ziele zu berücksichtigen. Svenja Nydegger begeht den Projektperimeter, hält das Gebiet in einer Fotodokumentation fest und trägt alle relevanten Daten und Grundlagen für eine Projektierung zusammen. Eigene Messungen, etwa zur Bestimmung der Geschiebekörnungen, und statistische Auswertungen verifizieren getroffene Annahmen. Eine rechnerische Ermittlung des heutigen Flussverlaufs dient zur Überprüfung der angenommenen Randbedingungen. Von vier Varianten verfolgt sie eine maschinell angestossene, sich eigendynamisch entwickelnde Flussaufweitung weiter und stellt hierfür umfangreiche Berechnungen an. Dank diesem Konzept kann auf Materialabtransporte verzichtet werden – der Fluss übernimmt dies selbst im Lauf der Zeit. Ein zeitgemässes Wasserbauprojekt als sauber ausgearbeitetes Bauprojekt.

 

OST - OSTSCHWEIZER FACHHOCHSCHULE (ehem. HSR RAPPERSWIL)

Adrian Meier

Fundation «Hochhäuser Vulcano»

Autor Adrian Meier
Betreuer
Prof. Dr. Carlo Rabaiotti
Experte Dr. Jörg Habenberger
Disziplin Geotechnik

Das von Adrian Meier bearbeitete Bauprojekt existiert bereits, sein betrachtetes Objekt allerdings ist vom Erdboden verschluckt: die Fundation der drei Hochhäuser «Vulcano» in Zürich, für die er Alternativen vorschlägt. Er zeigt die Möglichkeiten verschiedener Gründungen auf, auch unter wirtschaftlichen Aspekten, und kommt zum Schluss, dass eine kombinierte Pfahl-Plattenfundation das Richtige ist. In drei möglichen Ausführungen – mit kreuz-, ring- und achteckigem Grundriss – entwirft er eine solche und dimensioniert letztere weiter. Dazu bedient er sich verschiedener Computerprogramme, deren Verknüpfung selbst für Experten anspruchsvoll ist. Adrian Meier berechnet und plausibilisiert die Lasten aus dem darüberstehenden Hochhaus, entwickelt anhand vorhandener Daten ein Baugrundmodell und untersucht die verschiedenen Interaktionen zwischen Baugrund, Pfählen und Fundamentplatte. Dabei verliert er nie das übergeordnete Ziel, ein Fundationskonzept weiterzuentwickeln, aus den Augen. Mit seiner Arbeit ist es einen Schritt näher gerückt.

 

Jessica Stieger

Tiefgarage mit vorgespannter Flachdecke

Autorin Jessica Stieger
Betreuer
Prof. Dr. Ivan Markovic
Experte Daniel Häsler
Disziplin Konstruktion - Neubau

Jessica Stieger prüft die Dimensionierung einer vorgespannten Flachdecke einer geplanten Tiefgarage. Die Pläne mit der schlaffen und vorgespannten Bewehrungsführung liegen bereits vor, für Optimierungen zur Kostensenkung sind jedoch die Ohren eines Auftraggebers jederzeit offen. In ihrer sehr ausführlichen und übersichtlichen Dokumentation erklärt sie den Lesenden die Bedeutung der vorgenommenen Schritte. Auch die Ergebnisse ihrer Computerberechnungen versieht sie mit wertvollen Kommentaren. Nach einer händischen Vordimensionierung der Abmessungen, ob die Konstruktion überhaupt zielführend ist, steigt Jessica Stieger tief in die statische Berechnung ein. Ihr Augenmerk liegt dabei nicht nur auf den erfüllten statischen Nachweisen, um die Aufgaben möglichst schnell abzuhaken. Vielmehr führt sie die Nachweise auf mehrere Arten. Für die Tragsicherheit berücksichtigt sie die Vorspannung einmal auf der Widerstands-, ein andermal auf der Lastseite. Bei der Gebrauchstauglichkeit weist sie die Verformungen gemäss SIA 262 und mit der Methode der angepassten Steifigkeit in den gerissenen Bereichen nach. Ihre Ergebnisse führen zu Kosteneinsparungen, da die Kabelanzahl verringert werden kann.

 

HSLU - HOCHSCHULE LUZERN

Nino Fanger

Tübbing-Elemente aus Stahlfaserbeton

Autor Nino Fanger
Betreuer
Prof. Dr. Daniel Heinzmann
Experte Dr. Thomas Jäger
Disziplin Konstruktion und Tragwerk

Durch 115 Tunnel führt die Rhätische Bahn (RhB), viele davon sind ausgemauert und mittlerweile in die Jahre gekommen. Für ihre Modernisierung entwickelte die RhB die Normalbauweise, bei der bewehrte Stahlbeton-Tübbinge anstatt Naturstein das Lichtraumprofil ummanteln. Nino Fanger untersucht auf ingenieurwissenschaftlicher Basis, ob diese Profilelemente auch aus Stahlfaserbeton möglich wären. So wäre eine wirtschaftlichere Fertigung möglich. Das Problem dieses zukunftsträchtigen Baustoffs ist im Gegensatz zur herkömmlichen Bauweise, dass seine Zugfestigkeit bedeutend geringer ist und die gute Durchmischung des Betons mit den Stahlfasern unter Baustellenbedingungen Defizite aufweisen kann. Ziel muss daher sein, dass der Betonquerschnitt möglichst überdrückt bleibt – bei Tunnelgewölben mit ihrer sehr komplexen Tragwirkung und den unterschiedlichen Belastungen bedarf dies besonderer Aufmerksamkeit. Daher stellt Nino Fanger viele gute Überlegungen zu den Belastungsszenarien und den Kraft-Verformungszusammenhängen an und stellt diese sehr übersichtlich dar. In seiner ausserordentlich guten Arbeit zeigt er auf, wann ein Einsatz der neuartigen Tübbinge möglich wäre, empfiehlt aber aus Sicht des Ingenieurs, eher eine hybride Lösung weiterzuverfolgen.

 

Flavia Pauli

Fischwanderung Dotierkraftwerk Aarberg/Alte Aare

Autorin Flavia Pauli
Betreuer
Prof. Dr. Dieter Müller
Experte Marcel Lüthi
Disziplin Wasserbau

Sehr klar strukturiert leitet Flavia Pauli die Leserinnen und Leser ihrer Arbeit durch die Problematik der durch Stauwehre unterbundenen Fischwanderungen in Schweizer Flüssen. Dabei ist Fischaufstieg nicht gleich Fischabstieg: Viele in den letzten Jahren umgesetzte Fischauf­stiegs­­anlagen werden von den Tieren nicht als Abstiegsmöglichkeit wahrgenommen – was für sie letztlich oft in der Turbine endet. Für das Dotierkraftwerk Aarberg, das Wasser in die Alte Aare ableitet, während der Hauptabfluss im Hagneck-Kanal weiter in den Bielersee fliesst, sucht Flavia Pauli eine Lösung. Ein schon bestehender Aufstieg in Form eines Schlitzpasses genügt den Anforderungen nicht. Daher studiert sie Varianten, entwirft letztlich einen Multistrukturpass mit Zählwerk und stellt ihre Lösung anschaulich dar. Eine gewünschte Fischzählung dient dem späteren
Monitoring und der Erfolgskontrolle des Bauprojekts. Den Fischabstieg geht sie pragmatisch mit einer neuen ­Methode an: Auch hier begutachtet sie vorab verschiedene Möglichkeiten und entscheidet sich für den Einbau eines Bar-Screen-Fish-Protectors – ein Rechen, der durch ein elektrisches Feld die Fische vom Einlauf­bauwerk vertreibt. Der Abstieg selbst soll über das Kraftwerk am Hagneck-Kanal erfolgen.

 

HEIA-FR - HAUTE ÉCOLE D’INGÉNIERIE ET D’ARCHITECTURE DE FRIBOURG

Nicolas Hertling

Halle de production de charpente métallique

Auteur Nicolas Hertling
Professeur Sébastien Emery
Expert Thierry Delémont
Discipline Construction en acier

Une entreprise fictive de construction métallique prévoit dʼériger une nouvelle halle de production sur une parcelle réelle à Givisiez. Pour garantir la compétitivité, les processus de travail doivent être parfaitement coordonnés, y compris le transbordement des matériaux, avec la contrainte de parvenir à de faibles coûts de production. À cette fin, Nicolas Hertling se plonge dans les mécanismes de fabrication dʼun constructeur métallique. Il met en évidence les opérations nécessaires, de la livraison au produit fini, et adapte lʼespace requis aux zones de la halle. Ce nʼest rien dʼautre que la planification globale dʼun projet. Il dimensionne manuellement deux variantes structurelles pour la halle de production – lʼune avec des cadres articulés, lʼautre avec des cadres rigides – et compare également leurs coûts. Nicolas Hertling poursuit lʼélaboration de la variante à base de cadres ­articulés en trois dimensions, en optimisant les éléments porteurs et les liaisons et en établissant un devis détaillé. Le montage, y compris le transport des éléments vers le chantier et les emplacements possibles des grues, est aussi pris en compte dans ce travail bien illustré.

 

Maxime Morand

Langfristige Entwicklung der Wassertemperatur im Schiffenen-Stausee

Autor Maxime Morand
Professor
Prof. Dr. Michael Pfister
Experte Genolet François
Disziplin Hydraulik

Einer für einen Bauingenieur eher ungewöhnlichen naturwissenschaftlichen Aufgabe stellt sich Maxime Morand. Der Kraftwerksbetreiber zeichnet seit 50 Jahren Wasser- und Betontemperaturen an der Staumauer des Schiffenenstausees auf. Unter Zuhilfenahme der Daten einer Messkampagne der Haute école dʼingénierie et dʼarchitecture de Fribourg und Lufttemperaturmessungen von meteoschweiz extrapoliert Maxime Morand ein zukünftiges Szenario der Wassertemperaturen des Sees. Aufgrund der Klimaerwärmung ist dieses von Interesse. Höhere Temperaturen haben Einfluss auf den Sauerstoffgehalt des Wassers und die subaquatische Fauna und Flora. Maxime Morand analysiert die vorhandenen Daten sauber und akribisch, befasst sich mit den verschiedenen Aufzeichnungssystemen und kalibriert die Daten des Kraftwerkbetreibers anhand derer der Hochschule. Sein Ergebnis des zukünftigen Temperaturanstiegs des Sees basiert naturgemäss auf diversen getroffenen Annahmen und Hypothesen, die er wissenschaftlich korrekt tabellarisch anführt.

 

HEIG-VD - HAUTE ÉCOLE D'INGÉNIERIE ET DE GESTION DU CANTON DE VAUD

Kevin Lareau

Passerelle Wasserfall

Auteur Kevin Lareau
Professeur Pr André Flückiger
Expert Stefan Walt
Discipline Géomatique, Construction et infrastructures

Kevin Lareau travaille sur un « grand classique »: la passerelle sur la rivière Birse qui doit être remplacée (cf. Best of Bachelor 2020/2021). En raison de la beauté du paysage voisin, caractérisé par des chutes dʼeau, il faut une solution esthétique satisfaisant également à la protection contre les inondations : une pile existante au milieu du fleuve doit être supprimée, ce qui entraîne une nouvelle portée dʼenviron 40 m. Kevin Lareau sʼattaque donc à cette tâche avec brio. Sur huit variantes proposées au départ, il en choisit trois et les dimensionne de manière facile à comprendre : le pont en auge et le pont en treillis sont en fin de compte écartés. À leur place, il donne la préférence à un pont bow-string avec des arcs inclinés vers lʼintérieur. Il effectue un dimensionnement détaillé à lʼétat limite ultime et à lʼétat limite de service. Ses calculs, quʼil exécute aussi bien à la main quʼà lʼordinateur, sont ici bien structurés et des visualisations en 3D, qui avaient déjà attiré lʼattention à lʼétape des variantes, confèrent au travail une clarté agréable. Les détails du pont, comme ceux des assemblages principaux, sont convaincants et les poteaux du garde-corps, réalisés dans une forme spéciale, peuvent être qualifiés dʼinnovants.

 

Pierre Pellaud

Des bassins aquatiques urbains multi-usages

Auteur Pierre Pellaud
Professeur
Pr Dr David Consuegra
Expert Frédéric Bachmann
Discipline Géomatique et gestion du territoire

Les bassins de rétention des eaux pluviales naturels ou urbains passent généralement inaperçus. Cependant, lʼimperméabilisation des sols accroît leur importance et souvent aussi leurs fonctions. Ils permettent par exemple à lʼeau de sʼinfiltrer, aux particules polluantes de sʼy déposer, au cours inférieur des canaux dʼêtre préservé de lʼérosion et aux zones voisines dʼêtre protégées des inondations. La taille, le volume, la forme et les différentes sorties doivent le garantir. Pierre Pellaud se penche sur les diverses fonctions de ces bassins, et surtout sur la capacité dʼinfiltration et de dépôt. Lʼinfiltration sert à recharger les nappes phréatiques et le dépôt à améliorer la qualité de lʼeau dans les rivières. Grâce à Visual Basic for Application, Pierre Pellaud développe un programme Excel qui permet de contrôler et de dimensionner les fonctions des bassins de rétention des eaux de pluie. Il formule et met en œuvre une nouvelle méthode dʼestimation de la capacité de dépôt du bassin. Cet outil convivial, pour lequel un manuel dʼutilisation a également été rédigé, peut être pratique lors de la planification de nouveaux bassins de rétention. Mais il permet aussi dʼétudier les bassins existants qui nʼont pas été construits pour chaque fonction individuelle, comme le montre Pierre Pellaud à lʼaide de deux exemples.

 

HEPIA - HAUTE ÉCOLE DU PAYSAGE, D'INGÉNIERIE ET D'ARCHITECTURE DE GENÈVE

Marius Canellas

Tunnel des Gîtes

Auteur Marius Canellas
Professeurs Dr Denis Clément;  Dr Benoît Bazin
Experts Joseph Arson, Carlo di Biase, Alain Dupuis, Alexandre Sonnay, Christian von Düring
Discipline Construction en béton

Marius Canellas présente ses plans de très haut niveau pour la phase de construction dans le cadre de lʼélargissement du gabarit du tunnel des Gîtes. Cʼest judicieux car ce tunnel de 76 m de plus de 100 ans doit rester ouvert à la circulation en journée pendant son agrandissement. Cette contrainte impacte la réalisation des travaux de construction. Il en vient à sa proposition de placer deux parois rigides sous forme de pieux forés recoupés le long du tunnel et de bétonner une voûte entre les deux, après avoir étudié trois autres possibilités. Avant de procéder à lʼétude de variantes, il a examiné des ouvrages comparables déjà réalisés ainsi que la géologie locale. Avec une approche bien structurée et compréhensible, Marius Canellas dimensionne et optimise sa solution avec des calculs manuels et informatisés. Ses plans soignés représentent lʼouvrage de manière claire et efficace et les plans dʼarmature sont quasiment des plans dʼexécution.

 

Marine Vidonne

Plan sectoriel vélo du coude du Rhône

Auteur Marine Vidonne
Professeurs
Franco Tufo, Pierre Favre
Experts Eric Brandli, Maud Dreyfuss, Christian Koerber
Discipline Transport et Mobilité

Cʼest un travail très riche en kilomètres que Marine Vidonne a réalisé. Pour la région du coude du Rhône comprenant Martigny et cinq communes voisines, elle propose, parcourt et évalue divers itinéraires cyclables. Martigny et ses environs doivent mieux accueillir les cyclistes. Le trafic individuel motorisé ne le permet guère actuellement. Avec une approche dʼune grande clarté, Marine Vidonne résume les bases et les statistiques importantes et démontre le potentiel dʼun réseau cyclable raisonnable et bien praticable. Pour les flux de circulation entre les communes, elle étudie de nombreuses variantes dʼitinéraire cyclable, les examine à lʼaide de critères décisifs et établit des propositions. Elle fait même la différence entre les trajets quotidiens et les itinéraires de loisirs. Elle distingue également les itinéraires principaux primaires et les sections secondaires qui les complètent. Elle présente ses résultats de manière instructive, montre des exemples de mesures déjà réalisées et joint à son travail exemplaire une estimation des coûts des mesures.

 

SUPSI - SCUOLA UNIVERSITARIA PROFESSIONALE DELLA SVIZZERA ITALIANA

Mirko Fasolino

Galleria Blattbach: protezione dalle valanghe

Autore Mirko Fasolino
Docente Matteo Giani
Esperto Prof. Christian Ambrosi
Disciplina Genio civile – Protezione del territorio

La galleria Blattbach della Matterhorn-Gotthard­Bahn, lunga 136 metri, attraversa il cono di detriti del torrente Blattbach, presso St. Niklaus. Contestualmente, i binari esposti che conducono ai portali della galleria si trovano in una zona ad alta intensità di rischio valanghivo. Con il suo lavoro, Mirko Fasolino simula il distacco e la propagazione della valanga e, di conseguenza, presenta alcune proposte per la protezione della tratta ferroviaria esposta. Calcola i costi per due valli di deviazione, un prolungamento del tunnel agli imbocchi e barriere antivalanghe. Fasolino analizza i parametri del pericolo valanghe, simula diligentemente i diversi scenari valanghivi, esponendo in modo chiaro i rischi per l’infrastruttura ferroviaria. La sua scelta ricade sul prolungamento del tunnel, che rappresenta e dimensiona con precisione. La vasta documentazione prodotta, che copre un’ampia gamma di argomenti, oltre alle planimetrie dell’opera comprende dettagli accurati, una stima dei costi e un elaborato programma di costruzione.

 

Loris Tedde

Nuova passerella ciclopedonale sul fiume Brenno

Autore Loris Tedde
Docenti Renato Guidicelli, Hamos Meneghelli
Esperto Leo Girardi
Disciplina Edilizia – Strutture in acciaio

La campata di un ponte per il traffico lento da progettare sul fiume Brenno, nei pressi di Biasca, è di quasi 70 metri; in pianta cʼè anche una curvatura, che comporta sollecitazioni torsionali. Ma questo non scoraggia Loris Tedde, che ha progettato un eccezionale ponte in travatura reticolare. Ha pensato le pareti laterali, che fungono da travi longitudinali, come una struttura ricurva, mentre i piani del pavimento e del soffitto sono formati da travature reticolari ad arco in acciaio. La costruzione si distingue per una conformazione particolare, professionale e in parte tridimensionale. I dettagli dei nodi e dei supporti, accuratamente progettati, si adattano al resto del lavoro. La bella statica scritta a mano e i calcoli al computer fanno ben comprendere le dimensioni, le analisi di stabilità sono presentate in modo molto chiaro. Cʼè bisogno di aggiungere che lo studio delle varianti ha colpito sin dallʼinizio? Loris Tedde non ha solo previsto tre opzioni per la costruzione, ma ha anche considerato due soluzioni percorribili per i tracciati.

 

ZHAW - ZÜRCHER HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN

Jan David Bühler

Universitätsspital Basel (USB), Erneuerung Klinikum 2

Autor Jan David Bühler
Betreuer Mehmet Balaban
Experte Guido Morri
Disziplin Geotechnik

Krankenhausbau gehört zum Komplexesten, was die Baubranche zu bieten hat. Dies beginnt oft schon bei der Baugrube für derartige Unternehmungen. Handelt es sich wie beim Universitätsspital Basel um einen Ersatzneubau am gleichen Ort, gilt das noch viel mehr. Die Arbeiten finden in Blaulichtumgebung statt, Korridore für Rettungsfahrzeuge sowie der Weiterbetrieb anderer Klinikteile müssen jederzeit gewährleistet bleiben. Die angrenzenden, auch denkmalgeschützten Gebäude sind zu schonen und die Baustelleneinrichtung ist anspruchsvoll. Jan David Bühler nimmt diese Herausforderung an und stellt in einem sehr detaillierten Bericht im Umfang von 618 Seiten seinen Entwurf der Baugrube auf Grundlage von Vorprojekt und Machbarkeitsstudien dar. Fünf Untergeschosse und bis zu 14 Obergeschosse umfasst das Bauvorhaben, was zu einer Tiefe der Grube von über 20 m führt. Grundwasser, wenn auch wenig, durchströmt den Projektperimeter. Ein Variantenstudium führt Jan David Bühler zu einer geschlossenen Bohrpfahlwand, die aufgrund ihrer Höhe mit vorgespannten Ankern abgestützt werden muss. Auch die notwendigen Unterfangungen der angrenzenden Gebäude entwirft er, das auf­gestaute Grundwasser löst er durch die Perforierung der Pfahlwand im angeströmten Bereich. Eine insgesamt gewaltige Aufgabe als Teil eines gewaltigen Projekts.

 

Denis Schmitt

Baufeld F Turm F10, Europaallee, Zürich

Autor Denis Schmitt
Betreuerin Dr. Melanie Truniger
Experte Mario Brand
Disziplin Massivbau

16 Geschosse hoch und zwei unter der Erde wird der Turm F10 an Zürichs Europaallee entstehen. Für diesen Koloss entwickelt Denis Schmitt ein Tragsystem auf Stufe Vorprojekt. Im Vorfeld seines Variantenstudiums zum Gesamttragwerk begutachtet er bereits verschiedene Möglichkeiten der Stützen- und Deckenausführung. Vorfabrizierte Betonstützen und schlaff bewehrte Ortbetondecken machen dabei das Rennen. Für zwei Ausführungen dimensioniert er das Tragwerk vor: Ein Tragwerk mit Über- und Unterzügen schneidet dabei schlechter ab als die Skelettbauweise. Daher verfolgt Denis Schmitt letztere weiter. Er stellt die massgeblichen Lasten zusammen und ermittelt die Kräfte mittels Computerprogramm. Eine wichtige Plausibilisierung der Auflagerkräfte ist ebenfalls Bestandteil der Arbeit. Die zahlreichen Nachweise der massgebenden Bauteile, umfangreiche Berechnungen und ausgearbeitete Bewehrungsdimensionierungen lassen die Arbeit auf rekordverdächtige 752 Seiten anwachsen. Denis Schmitt gelingt es jedoch, seine Ergebnisse übersichtlich und auf den Punkt gebracht auf einem Plakat ansprechend zusammenzufassen.

 

NOMINIERTE UND AUSGEZEICHNETE BACHELORTHESEN 2023

BFH - BERNER FACHHOCHSCHULE

Michaja Philemon Grimm

Kolkmessungen bei Wurzeltellern an Engineered Log Jams

Autor Michaja Philemon Grimm
Betreuerin Prof. Dr. Jolanda Jenzer Althaus
Expertin Dr. Cristina Rachelly
Disziplin Wasserbau

Man nehme Wurzelteller mit einem Teil des Baumstammes dran, baue diese am Ufer ein und erhalte dadurch einen Engineered Log Jam (ELJ). Dieser in der Schweiz noch kaum umgesetzten Methode eines Uferverbaus geht Michaja Grimm im wahrsten Sinn des Wortes auf den Grund: Er vermisst in einem Modellversuch im Massstab 1 : 30 die entstehenden Kolke, wenn der ELJ Strömungen ausgesetzt ist. Sein Versuchsvorgehen und seine Messergebnisse sind gut nachvollziehbar und sehr gut aufgearbeitet. Ein Vergleich mit anderen, noch jungen wissenschaftlichen Studien lässt ihn seine Ergebnisse einordnen und erste Schlussfolgerungen ziehen. Der Einsatz von Engineered Log Jams hat zumindest bei kleineren Abflüssen Potential, zum Uferschutz beizutragen; zur Verbesserung der Ökologie kann eine solche Verbauung einen äusserst wertvollen Beitrag liefern. Ein gutes, ehrliches Schlussfazit, in dem Michaja Grimm die Zielsetzung der Arbeit nochmals beleuchtet, runden die Arbeit ab.

 

Lukas Ramon Imobersteg

Hydrodynamische Einwirkungen auf wilde Holzstrukturen

Autor Lukas Ramon Imobersteg
Betreuer
Dr. Jürg Stückelberger
Experte Sandro Schläppi
Disziplin Wasserbau

Nicht auf den Grund (der Sohle) geht Lukas Imobersteg bei seinen Versuchen mit Engineered Log Jams (ELJ), aber dennoch in die Tiefe: Er ­untersucht die Krafteinwirkungen auf einzelne Wurzelteller der ELJ und den Widerstandskoeffizienten eines solchen Elements in der Strömung. Dabei hinterfragt er wissenschaftlich korrekt seine Messergebnisse, diskutiert mögliche Fehler, weist auf mögliche Messunsicherheiten hin und berücksichtigt diese. Seine aus Modellversuchen im Masstab 1 : 30 gewonnenen Resultate vergleicht er mit Feldstudien und Ergebnissen aus einer CFD-Strömungssimulation. Des Weiteren überträgt er sie auch in die Realität auf eine Uferverbauung an der Aare. Diese Einordnung der Ergebnisse und die Hinterfragung der Forschung sind wichtige Bausteine einer guten wissenschaftlichen Arbeit. Und so kann Lukas Imobersteg mit seiner detailliert aufgeschlüsselten Forschungsarbeit sogar erste Empfehlungen für die Praxis aussprechen.

 

FHNW - FACHHOCHSCHULE NORDWESTSCHWEIZ

Dario Baschung

Vergleich von Grundbruchlasten

Autor Dario Baschung
Betreuer
Prof. Dr. Ulrich Trunk
Experten Dr. Rainer Zeh, Stefanie Mahr von Staszewski
Disziplin Geotechnik

Die Schweizer mögen es gerne sicher, die Deutschen aber auch, und beide lieben ihre heimatliche «Scholle». Trotz diesen Übereinstimmungen wird der Baugrund bei den Nachweisen nach den Regelwerken des SIA und des DIN unterschiedlich behandelt. Verschiedene Ansätze bezüglich der Sicherheitsparameter – schweizerisch werden abgeminderte Scherparameter des Bodens angesetzt, deutsch werden die Ergebnisse global reduziert – führen zu abweichenden Ergebnissen. Die Schweiz liegt eher auf der sicheren Seite und unterschätzt dabei die Bodentragfähigkeit. Dieser Diskrepanz widmet sich Dario Baschung, indem er Grundbruchnachweise vier verschiedener Fundamentarten in drei unterschiedlichen Böden führt und vergleicht. Bei dieser interessanten, anspruchsvollen Aufgabenstellung kommt mit einem Finite-Element-Programm sowohl eine numerische als auch mit einer weiteren Software eine analytische Methode zum Einsatz. Ausserdem führt Dario Baschung Nachweise nach dem Ansatz von Davis durch und berücksichtigt dabei eine nicht-assoziierte Fliessregel des Baugrundmaterials. Und das Ergebnis? Die Arbeit bestätigt, dass die DIN tendenziell höhere Grundbruchlasten zulässt. Bei der zukünftigen Übernahme des Eurocodes 7 könnte dies im nationalen Anwendungsdokument Berücksichtigung finden.

 

Yannick Regenass

Experimentelle Untersuchung an dünnwandigen Stahlprofilen

Autor Yannick Regenass
Betreuer
Prof. Dr. Simon Zweidler
Experte Dr. Jonas Bachmann
Disziplin Stahlbau

Es ist anzunehmen, dass es Ingenieure gibt, die mit dem Begriff eines «Wölbbimoments» oder «Wölbkrafttorsionsmoments» wenig anfangen können, Yannick Regenass gehört nicht dazu. In seiner Bachelorarbeit beschäftigt er sich mit Torsion, von der es zwei Arten gibt: die Saint Venantsche Torsion, bei der die Querschnitte bei einer Verdrillung eben bleiben und die Wölbkrafttorsion oder sekundäre Torsion, die im Bachelorstudium gar nicht behandelt wird. Bei ihr verwölben sich die Querschnitte, was zu Normalspannungen im Querschnitt und letztlich zu oben genanntem Moment führt. Wölbkrafttorsion tritt nie alleine auf, daher spricht man auch von gemischter Torsion. Dieses schwierige Thema, das sowohl in Theorie und Praxis anspruchsvoll ist, geht Yannick Regenass gleichsam «von hinten» an. Üblicherweise macht man Versuche und versucht dann die gemessenen Ergebnisse nachzurechnen. Yannick Regenass hingegen berechnet für verschiedene Stahlleichtbau-C-Profile die Torsionsbeanspruchung und weist seine Resultate mit einem interessanten Modellversuch am realen Objekt nach. Ein Schritt, diese in der Literatur oft stiefmütterlich behandelten Profile etwas ins Licht zu rücken.

 

FHGR - FACHHOCHSCHULE GRAUBÜNDEN (ehem. HTW Chur)

Gianluca Keel

Wasserturm für Ausbildungszentrum Andelfingen

Autor Gianluca Keel
Betreuer
Matthias Wielatt
Experte Pieder Hendry
Disziplin Massivbau

Einer speziellen Aufgabe stellt sich Gianluca Keel: 500 m3 Wasser sollen in einem Wasserturm mit 15 m Fallhöhe aufgeständert werden. Der Behälter dient zur Flutung von Räumen im Naturgefahrenlabor des Ausbildungszentrums Andelfingen. Die benötigten Räume liegen unterirdisch, nur ein Lagerraum im Erdgeschoss kann innerhalb des Raumprogramms angepasst werden. Der Turm steht dominant in der Landschaft, weswegen er trotz hoher Lasten nicht zu aufdringlich ausfallen soll. Gianluca Keel denkt sich fünf Varianten aus, um eine möglichst ästhetische Lösung präsentieren zu können und stellt diese in ansprechenden, dreidimensionalen Visualisierungen dar. Zu jedem Vorschlag diskutiert er das statische System, legt seine Überlegungen inklusive seiner Inspiration dar, dimensioniert die massgebenden Bauteile vor und berücksichtigt auch den Erstellungsaufwand, der sich natürlich in den Kosten widerspiegelt. Seine Wahl fällt auf einen leicht konisch zulaufenden Behälter, der die schräg nach aussen verlaufenden Stützen, die sich aus den architektonischen Vorgaben ergeben, übernimmt. Seine Bestvariante des Turms arbeitet er weiter aus und plant auch noch die Baugrubensicherung des gesamten Komplexes.

 

Samuel Thöny

Strassenkorrektion Chaltgera – Undermariaga

Autor Samuel Thöny
Betreuer
Benjamin Auf der Maur
Experte Matthias Wielatt
Disziplin Strassenbau

Die wenigsten Verkehrsteilnehmer können nachvollziehen, wie viel Überlegung und Arbeit in einem Stück Gebirgsstrasse stecken, Samuel Thöny weiss es: Er plant das Vorprojekt einer Instandsetzung der Kunstbauten auf einem 330 m langen Abschnitt der Valser Strasse mit einer gleichzeitigen Linienverbesserung und Erhöhung der Verkehrssicherheit. 90 m davon überführt er in ein Bauprojekt. Dabei hat er sehr viele Randbedingungen zu erfüllen. Weisungen des Tiefbauamts Graubünden fliessen ebenso in das Projekt ein, wie auch eine weitere Diplomarbeit zum Strassenbau des Abschnitts eines anderen Studenten. In vielen klaren, handschriftlichen Skizzen legt Samuel Thöny seine Projektierungsüberlegungen dar. Dabei gilt es, asymmetrische Bauteile einer Stützmauer und eines Lehnenviadukts umzusetzen. Die Modellierungen und selbst die Bewehrungsführung erfolgen räumlich und die professionellen Visualisierungen zum Bauprojekt können überzeugen. Samuel Thöny erarbeitet sich sehr viel Wissen aus verschiedenen Fachbereichen und lässt die Disziplinen Strassenbau und Kunstbauten gekonnt in seiner Thesis verschmelzen, was selbst in der Praxis nicht immer alltäglich ist.

 

OST - OSTSCHWEIZER FACHHOCHSCHULE (ehem. HSR RAPPERSWIL)

Alexandra Horat

Selbstverdichtender Beton mit rezykliertem Betongranulat

Autorin Alexandra Horat
Betreuerin
Prof. Simone Stürwald
Experten Prof. Dr. Ena Lloret-Fritschi, Dr. Christian Paglia
Disziplin Materialforschung

Beton ist ein CO2-Emittent, und Schalungsherstellung, vor allem bei schwieriger Formgebung, ist aufwendig. Alexandra Horat geht daher einer bestechenden Idee nach: Sie entwickelt selbstverdichtende Betonmischungen mit Granulat aus rezykliertem Beton als Zuschlagsstoff und reduziertem Zementgehalt, was die CO2-Bilanz verbessert und eine Kreislaufwirtschaft begünstigt. Und dieses interessante Gemisch wird zur Formgebung in eine Schalung aus 0.2 mm starkem Papier gegossen. Am Ende kommen in einem Grossversuch Betonplatten in gewünschten Formen heraus und eine sehr gut dokumentierte, solide und beachtliche Abschlussarbeit. Beides, das Herstellungsverfahren, das massgeblich von den vorgeschlagenen Betonmischungen abhängt, und Alexandra Horats Bachelorarbeit hat Potenzial. Es ist tatsächlich gelungen, vier verwendbare Betonmischungen zu kreieren: Eine hat gar 100 % Recyclinganteil der Zuschlagsstoffe, die anderen 50 %, allerdings bei einem verringerten Zementanteil von bis zu 100 kg/m3. Dies bedeutet eine beachtliche Treibhausgasreduktion von bis zu 23 % bei einem nicht normkonformen und immerhin bis zu 13.1 % bei einem normkonformen Beton.

 

Robine Luchsinger

Fliesswiderstand von Waldflächen bei Flüssen

Autorin Robine Luchsinger
Betreuer
Prof. Dr. Davood Farshi
Experte Dr. Azin Amini
Disziplin Wasser

Numerische Modellierungen, aber auch Handrechnungen mit Formeln sind immer mit gewissen Unsicherheiten behaftet. Das liegt zum einen an Modellunschärfen, einen grossen Einfluss auf die Ergebnisse haben aber auch immer die angenommenen Modellparameter. Berechnete Wasserspiegellagen eines Fliessgewässers hängen unter anderem von den zugrunde liegenden Rauigkeitsbeiwerten ab: sie definieren, wie viel Energie das Wasser beim Fliessen verliert. Für durchflossene Waldflächen wie überflutete Auenwälder nimmt man empirisch ermittelte Rauigkeitswerte an. Die einzelnen Bäume respektive der Einfluss von Baumbesatz werden hier nicht explizit berücksichtigt. Robine Luchsinger geht diese anspruchsvolle Problemstellung an mit dem Ziel, Rauigkeitsbeiwerte beziffern zu können, die auf handfesten Grundlagen von Modellversuchen beruhen. In einer neigbaren Versuchsrinne baut sie verschieden angelegte Baumgruppen ein und misst die Wasserspiegeländerungen bei unterschiedlichen Abflüssen im Vergleich zum Gerinne ohne Bäume. Aus ihren Messungen kann Robine Luchsinger konkrete Zahlen für die Rauheiten bestimmen, die für numerische Simulationen wertvoll und auch bei der Einschätzung empirisch ermittelter Beiwerte hilfreich sind.

 

HSLU - HOCHSCHULE LUZERN

Björn Blaser

Fussgängerbrücke über die Sihl

Autor Björn Blaser
Betreuer
Dr. Thomas Kohlhammer
Experte Dr. Marco Bahr
Disziplin Holzbau

Ein tatsächlich stattfindender Wettbewerb für eine neue Fussgängerbrücke über die Sihl ist Grundlage des ausdrucksstarken Entwurfs von Björn Blaser. Immerhin 45 m misst die Spannweite des Projekts, was für eine einfache Balkenbrücke eine wirtschaftliche Umsetzung kaum durchführbar macht. Nach einem ausserordentlichen und umfassenden Grundlagenstudium bereits gebauter Brücken entwirft Björn Blaser mehrere Tragwerksvarianten, teils als aufsehenerregende Konstruktionen. Seine Wahl fällt auf eine Hängebrücke in Kombination mit einem Fachwerk. Die sehr guten, teils dreidimensionalen Darstellungen lassen das Bauwerk nachvollziehbar entstehen, selbst der Bauablauf ist in 3D illustriert. Grosse Aufmerksamkeit schenkt Björn Blaser dem wichtigen konstruktiven Holzschutz und integriert ihn als Bijou in seinen Entwurf: Das überstehende Dach folgt affin der Stützlinie seines stählernen Zugseils, was zur grössten Ausladung des Daches am tiefsten Punkt führt. Zugleich erfolgt eine durchlüftete Verschalung des Untergurts – eine sehr schöne Synthese von Holzschutz und Konstruktion. Und auch rechnerisch gibt es Auffälliges: Bei der Ermittlung der Fachwerkkräfte kommt der gute alte Cremonaplan zum Zug.

 

Florian Budde

Durchbruchsicherheit von Verbundsicherheitsglas

Autor Florian Budde
Betreuer
Dr.Thiemo Fildhuth
Experte Ives Schüpfer
Disziplin Glasbau

Wo noch keine einheitlichen Bemessungsverfahren existieren, solche aber Vorteile brächten, braucht es Ingenieure, die solche entwickeln. Beim speziellen Thema von Verbundsicherheitsglas unter Stossbelastung ist dies der Fall. Im Dachbereich verlegt, muss es zu Unterhaltsarbeiten betreten werden können. Bisher muss die Durchbruchssicherheit projektspezifisch berücksichtigt werden. Florian Budde ermittelt in einer sehr anspruchsvollen Forschungsarbeit Grundlagen auf dem Weg zu einem Bemessungsvorgehen. In seiner überaus soliden Arbeit zieht er eine breite Versuchsreihe auf: Nach einer ausgeprägten Literaturrecherche und dem Aufzeigen des Stands der Forschung macht er zahlreiche Versuche an einem Prüfstand mit eingebauten Glasscheiben. Er variiert Gläser, Fallhöhen und Fallkörper und simuliert die Versuche auch numerisch mit branchenüblichen Computerprogrammen. Dabei umfasst seine Arbeit die gesamte Versuchspalette: Die Planung der Tests und deren Durchführung bewältigt Florian Budde ebenso souverän wie die Nachkalkulation und Diskussion seiner Ergebnisse. Mit seiner Arbeit leistet Florian Budde einen wichtigen Beitrag zum angestrebten Ziel einer Bemessungsmöglichkeit, wozu auch der umfassende Ausblick auf zukünftigen Forschungsbedarf passt.

 

HEIA-FR - HAUTE ÉCOLE D’INGÉNIERIE ET D’ARCHITECTURE DE FRIBOURG

Théo Salzmann

Vérification structurale du Pont du Gottéron

Auteur Théo Salzmann
Professeur Pr Mylene Devaux
Expert Philippe Schaer
Discipline Construction en béton

Les spécialistes du sujet abordé par Théo Salzmann ne pourront pas se plaindre à lʼavenir de manquer de travail tant le contrôle et le renforcement des ponts en béton armé sont importants dans la pratique. Le pont du Gottéron, près de Fribourg, est encore vaillant malgré ses 60 ans. Théo Salzmann peut le confirmer après une inspection et le démontrer par des calculs à lʼétat limite ultime et à lʼétat limite de service. Il fournit, sous une forme claire, les vérifications statiques des différents éléments de construction du pont, tels que les arcs, les piliers, les entretoises, les poutres et le tablier. Il précise les détails à lʼaide dʼune statique dʼarc. Toutefois, pour prolonger la durée dʼutilisation, le tablier devrait être rigidifié. Il discute de trois propositions de renforcement et évalue, en plus des coûts, lʼempreinte carbone des mesures. Outre lʼinstallation dʼune structure de support en acier sur la face inférieure ou la pose de béton fibré très résistant en guise de chaussée, il est question de coller des lamelles renforcées de fibres de carbone sur la face inférieure de lʼauge de la chaussée. Il les choisit et les intègre dans le projet.

 

Andréa Schaffner

Construction d’un immeuble d’habitation R+3

Auteur Andréa Schaffner
Professeur
Julien Esteulle
Expert Dr Johannes Natterer
Discipline Construction en bois

Du bois au lieu du béton : Andréa Schaffner a pour modèle architectural une construction massive de quatre étages comprenant sept appartements. Il transforme ce bâtiment en un édifice en bois dans le cadre de son travail. Seule la cage dʼescalier reste en béton. Pour les autres éléments, il propose différentes structures en bois après l’étude de plusieurs variantes : les plafonds, par exemple, sont réalisés en bois lamellé-croisé (CLT), tandis que les piliers sont en bois lamellé-collé. Ce faisant, Andréa Schaffner reconnaît à juste titre que la planification du bâtiment en bois sort du cadre dʼun simple remplacement des matériaux. Les directions de contrainte des dalles peuvent différer, le transfert de charge horizontal nʼest pas facile à garantir et les propriétés spécifiques des matériaux doivent être dûment prises en compte. Cʼest pourquoi Andréa Schaffner approfondit ses réflexions liées à la construction dans le domaine de la physique du bâtiment et aborde par exemple la protection contre les incendies, lʼacoustique ou les propriétés thermiques. Ces questions font partie intégrante de son projet et il accorde également une attention particulière aux détails tels que les assemblages, lʼévacuation de lʼeau ou le raccordement technique.

 

HEIG-VD - HAUTE ÉCOLE D'INGÉNIERIE ET DE GESTION DU CANTON DE VAUD

Antoine Logoz

Structure porteuse en acier

Auteur Antoine Logoz
Professeur Pr André Flückiger
Expert Stefan Walt
Discipline Géomatique, Construction et infrastructures

Antoine Logoz conçoit la structure porteuse dʼun atelier équipé principalement de fraiseuses CNC lourdes. La géométrie reste certes simple avec une surface de base de 30 × 130 m, mais les exigences en matière de transmission de charges sont très élevées. Au rez-de-chaussée, une seule rangée de piliers doit diviser lʼespace de production, le toit doit même être autoportant sur les 30 m – avec les charges de neige importantes caractéristiques du Jura suisse. Sur le plan de lʼingénierie, Antoine Logoz commence par regarder des halles existantes comparables avant de chercher des variantes à son problème. Pour la dalle de sol, il choisit un plancher mixte acier-béton avec des sous-poutres, tandis quʼil envisage quatre possibilités pour les fermes de toit : solution en treillis, poutre voûtée, arc sous-tendu et poutre sous-tendue. Les différents éléments porteurs sont dimensionnés clairement dans le respect des normes et les assemblages sont conçus de manière détaillée. Dans ce contexte, une attention particulière est accordée à lʼintroduction des forces des doubles sous-poutres dans le support de toit via le gousset. Sans oublier les réflexions sur le renforcement horizontal de la construction, la protection contre lʼincendie et le montage.

 

Carine Muster

La patinoire du future

Auteur Carine Muster
Professeur
Pr Erika Prina Howald
Experts Pr Massimiliano Capezzali, Pr Nicolas Weber
Discipline Géomatique, Construction et infrastructures

Il est normal que les patinoires soient gourmandes en énergie. Carine Muster explore les possibilités pour réduire la consommation des futures patinoires et, dans le meilleur des cas, atteindre un bilan carbone neutre. Après une étude documentaire soigneuse, elle part de quatre bâtiments existants et examine les dispositions des différents espaces aux exigences thermiques distinctes. Elle développe à partir de là une approche qui tient compte dʼune séparation entre les pièces chaudes et froides afin de minimiser leurs influences thermiques négatives réciproques. Pour découpler thermiquement la patinoire du sol, elle propose de surélever la dalle. Lʼidéal serait dʼutiliser des pieux forés activés thermiquement. Dans ce cas, ces derniers sont équipés de tubes dʼabsorption et servent également dʼéchangeur de chaleur dans le sol environnant pour la mise en œuvre dʼune pompe à chaleur. En dernier lieu, Carine Muster sʼintéresse aussi aux matériaux de construction afin de réduire lʼénergie grise des bâtiments. Le chanvre pourrait jouer le rôle dʼisolant et on pourrait remplacer en partie le béton conventionnel par du béton de terre. Elle résume ses résultats dans un guide de conception pour les futures patinoires.

 

HEPIA - HAUTE ÉCOLE DU PAYSAGE, D'INGÉNIERIE ET D'ARCHITECTURE DE GENÈVE

Kyllian Aebischer

Passerelle piéton, Lutry (VD)

Auteur Kyllian Aebischer
Professeurs Pierre-André Dupraz, Marc Walgenwitz
Experts Thierry Delémont, Ivan Hess, Nadir Moussaoui, Didier Prod’Hom, Nicolas Senggen, Rafael Villar
Discipline Construction en bois

Un passage à niveau pour les piétons et la mobilité douce doit être remplacé. Le problème est fréquent : le gabarit actuel est limité par deux constructions de piliers et, comme les voies se trouvent dans une tranchée avec des talus abrupts, lʼouvrage est difficilement accessible. Ce tronçon est très fréquenté et ne doit pas être affecté par les travaux. Kyllian Aebischer résout ces contraintes et les exigences spécifiques des CFF par une construction en bois. Il pose deux nouvelles culées en béton armé et, après étude de variantes, opte pour des fermes en bois lamellé-collé voûtées, qui peuvent enjamber la tranchée de 23 m de long sans appui. Pour la chaussée, il utilise des panneaux de bois lamellé-croisé (CLT), dont lʼétanchéité est assurée par du bitume. Une construction en forme de cadre constitue la couverture, protège les passants et les éléments en bois et offre des avantages opérationnels : il nʼy a par exemple plus de neige ni de verglas sur la chaussée. Les fondations nécessitent des pistes de chantier en remblai. Afin de ne pas trop perturber le trafic ferroviaire, Kyllian Aebischer fait soulever le pont, qui a pu être préfabriqué, à lʼaide dʼune lourde grue mobile.

 

Florian Jacquin

Pont Sous-Terre : vérification et opportunités

Auteur Florian Jacquin
Professeurs
Nicolas Balabeau, Dr Denis Clément
Experts Joseph Arson, Carlo di Biase, Alain Dupuis, Nicolas Maulini, Alexandre Sonnay, Christian von Düring
Discipline Construction en béton

Florian Jacquin fait preuve dʼune bonne compréhension statique dʼun sujet incroyablement exigeant : il étudie le pont routier Sous-Terre, qui se compose de deux caissons creux en béton avec des porte-à-faux et qui présente en outre un élargissement en acier pour la mobilité douce. À lʼaide de lignes dʼinfluence, il met en évidence les positions de charge pertinentes et conclut que les longerons du pont doivent être renforcés. Dans le cadre dʼune intervention aussi importante, le maître dʼouvrage souhaite simultanément un élargissement de la chaussée, ce qui entraîne la suppression de la passerelle métallique accolée au pont. Florian Jacquin développe une précontrainte externe dans les caissons creux afin dʼassurer le renforcement. En raison des forces de compression élevées qui en résultent, il prévoit la pose de béton fibré ultra-haute résistance (UHPC) dans les caissons. Ce béton sert également à renforcer la chaussée et à assurer lʼétanchéité. Son élargissement de la chaussée est réalisé en béton et sʼappuie sur des entretoises en acier. Les calculs à la main, effectués avec soin et clarté et complétés par des illustrations, permettent de bien comprendre les étapes de résolution de ces tâches complexes.

 

SUPSI - SCUOLA UNIVERSITARIA PROFESSIONALE DELLA SVIZZERA ITALIANA

Carlo Casartelli

Strada Vinadi-Samnaun: caduta massi presso la Val Alpetta

Autore Carlo Casartelli
Docenti Matteo Giani, Matteo Falanesca
Esperti Prof. Cristian Ambrosi, Alessandro De Pedrini
Disciplina Genio civile – Protezione del territorio

La strada per Samnaun, in corrispondenza della Val Alpetta, è minacciata dal pericolo di caduta massi. Attualmente sono presenti un tunnel naturale e uno artificiale, che non sono sufficienti a proteggere il tratto stradale, interessato dal fenomeno per diverse centinaia di metri. Carlo Casartelli individua nove sezioni critiche e utilizza un software 2D per simulare le potenziali traiettorie di caduta dei massi. Per proteggere la strada, valuta cinque diverse varianti: reti di protezione lunghe oltre 500 metri, un nuovo tunnel di 700 metri, gallerie artificiali con reti supplementari per complessivi 430 metri, trincee lunghe 520 metri scavate sopra la strada con valli paramassi e, infine una combinazione di gallerie, reti e valli di protezione. Progetta la galleria, compila le liste ferri necessarie per le opere in calcestruzzo armato, si occupa della geotecnica del vallo paramassi e prevede l’installazione di reti di ritenuta massi. Elabora molto precisamente le fasi di costruzione e spiega quali macchinari possono essere utilizzati. Anche lʼinstallazione di cantiere è valutata con cura. Il lavoro di Carlo Casartelli ricopre un ampio spettro dellʼingegneria civile, dai pericoli naturali alla costruzione di strade, dalle strutture in calcestruzzo armato alle opere di interazione terreno-struttura.

 

Simone Andrea Guggiari

Passerella ciclopedonale, Cassarate

Autore Simone Andrea Guggiari
Docenti Stefano Bernasconi, Loris Dellea, Matteo Giani
Esperto Leo Girardi, Boris Hämmerli
Disciplina Edilizia - Strutture in acciaio

Simone Guggiari non progetta semplicemente una passerella per il traffico lento attraverso due specchi d’acqua, ma sviluppa una proposta completa per la riorganizzazione di un incrocio per il traffico ciclistico e pedonale. Gli attuali passaggi sul fiume Cassarate e sul torrente Cassone, che sfocia a Lugano sono troppo piccoli. Dovrebbero essere ampliati e rinnovati. Simone Guggiari esamina l’area dalle fondamenta e l’analizza dal punto di vista territoriale e ingegneristico. Dalla geologia al ruscellamento, fino allo studio dei flussi di traffico pedonale e ciclistico, raccoglie con cura ogni dato alla base del suo progetto. Con lungimiranza, prevede eventuali adeguamenti delle sponde e sviluppa numerose varianti dei possibili attraversamenti dei corsi d’acqua, con particolare attenzione ad un armonioso inserimento paesaggistico dell’opera il cui impatto visivo è stato ridotto al minimo. E anche se i suoi disegni dettagliati sono già sorprendenti così, prevede inoltre tre varianti in due punti diversi. Il progetto che ha portato avanti, ben congegnato, è quello di un ponte simmetrico, curvo, a forma di Y, con corsie ramificate e travi con cassoni anti-torsionali in acciaio. Una struttura suggestiva, così come il lavoro con cui è stata progettata.

 

ZHAW - ZÜRCHER HOCHSCHULE FÜR ANGEWANDTE WISSENSCHAFTEN

Ismael Olivier Kagny und Vinzenz Cyril Walz

Neubau «Schulhaus Guggach»

Autoren Ismael Olivier Kagny und Vinzenz Cyril Walz
Betreuerin Dr. Melanie Truniger
Experte Gabriel Belser
Disziplin Konstruktiver Ingenieurbau – Massivbau

Auf Grundlage der Architektenpläne bearbeiten Ismael Olivier Kagny und Vinzenz Cyril Walz das Tragwerk eines Neubaus eines ganzen Schulhauses. Speziell ist, dass die Schulräume auf der unter Terrain liegenden Sporthalle aufliegen, ausserdem unterbricht ein grosses ­Atrium den Baukörper. Die Spannweiten der ­Decken sind weit – 24 m × 46 m misst die Turnhalle. Dementsprechend ausführlich disku­tieren die Bearbeiter vier Varianten von Tragsystemen für die Decke: zwei Pfetten-Riegelsysteme, die sich in der Richtung der primären Spannrichtung unterscheiden und aus verschiedenen Materialien erstellt werden können, eine Elementbauweise, die allerdings tragende Innenwände mit sich bringt, und eine klassische ­Betondecke. Die Analyse fällt äusserst umfangreich aus und geht stark auf Nach­haltig­keits­gedanken ein. Weiter arbeiten Ismael ­Kagny und Vinzenz Walz eine Stahlbeton-­Ver­bund­decke aus. Neben den üblichen erforder­lichen Nachweisen beschäftigen sie sich mit Schwingungsanalysen verschiedener Bauelemente und dem äusserst wichtigen Brandschutz bei einem öffentlichen Gebäude.

 

Mirco Möckli

Bau eines Einfamilienhauses

Autor Mirco Möckli
Betreuer Franz Tschümperlin
Experte Dr. René Steiger
Disziplin Holzbau

In Amden oberhalb des Walensees soll ein dreistöckiges Einfamilienhaus in Holzbauweise entstehen. Das Dorf liegt auf über 900 m ü. M. im Nordstau der Alpen, dementsprechend sind die anzusetzenden Schneelasten hoch. Der Bauherr, der gleichzeitig der Architekt ist, wünscht zudem, dass die Decken den Schallschutz eines Mehrfamilienhauses erreichen und eine kontrollierte mechanische Lüftung eingebaut wird. In einem Vorprojekt studiert Mirko Möckli Ausführungsvarianten für die wichtigsten Bauelemente und empfiehlt letztlich Holz-Hohlkastenelemente für die Decken und Ständerwände für die Aussen- und Innenwände. Die Lastabtragung bearbeitet er intensiv, wobei hier hohe Erdbebenanforderungen zu beachten sind. Seine Empfehlung bringt er auf Stufe eines Bauprojekts. Mirco Möckli erkennt die klassischen Probleme, die bei Einfamilienhäusern auftreten und löst diese. Bei den vielen statischen Nachweisen, die er neben Computerberechnungen mit umfangreichen Handrechnungen führt, erkennt er sehr viele Stellen, die es im Ausführungsprojekt weiter abzuklären gilt. Die Durchbildung seiner Konstruktion stellt er detailliert dar. Und auch die Haustechnik inklusive der Lüftungsanlage berücksichtigt er bereits gebührend.

 

Interviews

Ergänzend zur Broschüre präsentieren einige Nominierte in einem kurzen Video-Spezial ihre Abschlussarbeit.

Best of Bachelor 2022/2023, Carlo Casartelli, SUPSI
Best of Bachelor 2022/2023, Kevin Lareau, HEIG VD
Best of Bachelor 2022/2023, Kyllian Aebischer, HEPIA
Best of Bachelor 2022/2023, Loris Tedde, SUPSI
Best of Bachelor 2022/2023, Maxime Morand, HEIA-FR
Best of Bachelor 2022/2023, Mirko Fasolino, SUPSI
Best of Bachelor 2022/2023, Nicolas Hertling, HEIA-FR
Best of Bachelor 2022/2023, Simone Guggiari, SUPSI
Best of Bachelor 2022/2023, Alexandra Horat, OST
Best of Bachelor 2022/2023, Antoine Logoz, HEIG-VD
Best of Bachelor 2022/2023 Bjoern Blaser, HSLU
Best of Bachelor 2022/2023, Denis Schmitt, ZHAW
Best of Bachelor 2022/2023, Fabio Laenzlinger, FHGR
Best of Bachelor 2022/2023, Flavia Pauli, HSLU
Best of Bachelor 2022/2023, Ismael Kagny, ZHAW
Best of Bachelor 2022/2023, Lukas Imobersteg, BFH
Best of Bachelor 2022/2023, Mirco Moeckli, ZHAW
Best of Bachelor 2022/202,3 Svenja Nydegger, FHGR
Best of Bachelor 2022/2023, Vinzenz Walz, ZHAW
Best of Bachelor 2022/2023, Yannick Regenass, FHNW
Best of Bachelor 2022/2023, Théo Salzmann, HEIA-FR
Best of Bachelor 2022/2023, Dario Baschung, FHNW
Best of Bachelor 2022/2023, Gabriel Nicola Bühler, BFH
Best of Bachelor 2022/2023 Michaja Philemon Grimm, BFH
Best of Bachelor 2022/2023, Christian Compare, FHNW
Best of Bachelor 2022/2023, Florian Budde, HSLU
Best of Bachelor 2022/2023, Gianluca Keel, FHGR
Best of Bachelor 2022/2023, Jessica Stieger, OST
Best of Bachelor 2022/2023, Robine Luchsinger, OST
Best of Bachelor 2022/2023, Timo Buehlmann, FHNW