Formlogik und Formdynamik am Beispiel von integralen Überführungsbrücken

Abstract

Der Ingenieur gestaltet durch seine im Infrastrukturbau federführende Ermittlung der Bauteilformen zwangsläufig und kann sich daher der Verantwortung zur Einhaltung einer ästhetischen Grundqualität nicht vollends entziehen. Diese Mitverantwortung ist ihm in der Regel nicht bewusst, bzw. wird ihm diese auch nicht vermittelt, und so kommt er dieser auch nicht nach. Eine Gestaltungslücke entsteht, die oft mit additiven Gestaltungsmaßnahmen kaschiert wird und Unbehagen nicht nur bei Infrastrukturbetreibern, sondern auch in Ingenieur- und Architektenkreisen auslöst. Diese Arbeit will das Gestaltungsrepertoire des Ingenieurs aufzeigen, damit er mit seinem erlernten Wissen und seinen Werkzeugen Bauformen ihre ihnen gebührende, der Funktion entsprechende Gestalt geben und Ausdruck verleihen kann. Es werden die Begriffe der Formlogik und der Formdynamik eingeführt und in einer Pyramide des Formausdrucks mit der Spitze der Formkunst zusammengefasst. Die Grundsätze einer Formlogik werden einerseits über den Authentizitätsbezug zu natürlichen Formfindungsprozessen und andererseits aus einer historischen Betrachtung aus der Funktion abgeleitet sowie durch Einblicke in die Architekturtheorie für den zweckorientierten Infrastrukturbau begründet. In den ersten zwei wissenschaftlichen Aufsätzen werden im Besonderen Formüberlegungen an integralen Rahmentragwerken aus Beton durchgeführt. Über die Ableitung von Funktionseinheiten am Brückenobjekt werden dabei Vorschläge für mögliche Formansätze – wie z.B. die adäquate Verwendung einer Rundstütze – für die Entwurfspraxis angegeben. In einem dritten Aufsatz wird gezeigt, dass Formlogik durch ingenieurtechnische Überlegungen einschließlich Nutzung des ureigenen Werkzeugs eines Ingenieurs, der Berechnung, willentlich entwickelt werden kann, die darüber hinaus eine entsprechende Ausdrucksqualität aufweist. Anhand von einfeldrigen Überführungsbrücken aus Stahl- und Spannbeton wird der Prozess durch Beispielberechnungen und praxisnahe Entwürfe durchexerziert. Auf Grundlage einer angemessenen Formlogik werden in einem vierten Aufsatz ergänzende formdynamische Effekte zur Intensivierung des Formausdrucks einschließlich verblüffender Analogien zur Gestaltpsychologie untersucht und auf den heutigen Brückenbau übertragen. Diese Formverfeinerungen werden an den vorhin formlogisch entwickelten Überführungsbrücken aus Stahl- und Spannbeton angewendet und in unterschiedlichen Gestaltungsvarianten gegenübergestellt. Das Praxisbeispiel einer Schrägstielbrücke, die derzeit im Zuge einer neuen Autobahnstrecke der ASFINAG in Bau ist, wird vorgestellt. Dem Autor ist es wichtig, dem Ingenieur die Reichweite seiner Gestaltungsentscheidungen durch die Formwahl bei Infrastrukturprojekten stärker ins Bewusstsein zu bringen. Es werden Argumente aus dem Kontext der Baugeschichte und der Gestaltpsychologie aufbereitet, auf derer Basis er seine Formentscheidungen mittels seiner typisch analytischen Vorgangsweise treffen kann. Dabei werden dem Ingenieur Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, eigene Entwürfe in ästhetischer Hinsicht fundiert argumentieren und verteidigen zu können, um seine Gestaltungsverantwortung zumindest im Infrastrukturbau angemessen wahrzunehmen. Darüber hinaus soll diese Arbeit Ingenieure ermutigen neues Potential ihres Wirkens zu erkennen: Die Gestaltungskraft des Konstruierens.

The engineer must, of necessity, base his designs within the infrastructure on the component forms that he is himself in charge of determining. Consequently, he cannot completely abdicate responsibility for observing a basic aesthetic quality. He is not usually aware of this joint responsibility, nor is this joint responsibility generally communicated to him, with the consequence that he fails to meet this responsibility. This results in a design gap, which is often concealed with additional design measures and causes inconvenience not only to infrastructure managers, but also in engineering and architectural circles. The aim of this paper is to illustrate the design repertoire of the engineer so that he can use his tools and the knowledge he has acquired to give appropriate shape and expression to his designs according to their function. The terms ‘form logic’ and ‘form dynamics’ are introduced and summarised in a form expression pyramid with form art at the top. The principles of form logic are derived, on the one hand, by means of the authenticity relationship with natural form-finding processes and, on the other hand, from a historical consideration of the function, and are justified through insights into the theory of architecture for purpose- built infrastructure. In particular, the first two scientific essays include form considerations of integral frame structures made of concrete. By means of the derivation of function units on the bridge object, proposals are indicated for possible form approaches – such as e.g. the appropriate use of a circular column – for design practice. A third essay shows that form logic can be deliberately developed through structural considerations including the use of an engineer’s very own tool – calculations – which additionally have a similar quality of expression. Based on single-span overpass bridges of reinforced and prestressed concrete, the process is gone through by means of example calculations and practical designs. On the basis of an appropriate form logic, complementary form dynamic effects for intensifying the form expression including striking analogies with gestalt psychology are examined and transferred to modern bridge construction in a fourth essay. These refinements of form are applied to the overpass bridges made of reinforced and pre-stressed concrete which were developed earlier with form logic, and compared in different design variants. The practical example of a frame bridge with inclined struts, which is currently under construction as part of a new stretch of motorway for ASFINAG is presented. It is important to the author to make the engineer more aware of the scope of his design decisions through his selection of form in the case of infrastructure projects. Arguments will be provided from the context of building history and of gestalt psychology, on the basis of which he can make his form decisions using his typically analytical approach. The engineer is thereby provided with aids which allow him to soundly argue for and defend his own designs in aesthetic terms, in order to adequately exercise his design responsibility at least within the infrastructure. In addition, the aim of this paper is to encourage engineers to identify new potential for their work: the creative power of structurally designing.