Digitale Tragwerksplanung für Little Island in New York

Genau 98 x 98 m Kantenlänge misst Manhattans extravaganteste Parkanlage. Das Little Island liegt auf der Höhe des Meatpacking District an der Westküste Manhattans im Hudson River. Finanziert hat die rund 260 Millionen Dollar teure künstliche Insel der Medienmogul Barry Diller, geplant wurde sie von Heatherwick Studio mit Unterstützung von Standard Architects, den Landschaftsarchitekten MNLA und den Ingenieuren von Arup.

Selten – nicht einmal bei der nahe gelegenen High Line – war die Tragwerksplanung für eine Parkanlage so wichtig wie hier. Die Grünanlage ruht auf 281 vorgespannten, je 900 mm dicken Fundamentpfählen, die bis zu 73 m tief in den Uferschlick des Hudson hinab auf tragfähigen Grund reichen. Der hügeligen Parktopografie folgend, liegt die Geländeoberkante hochwassersichere 4,6 bis 19 m über dem durchschnittlichen Wasserstand des Flusses. 132 vorgefertigte Betonkelche leiten die Last aus der Parkoberfläche in die Fundamentpfähle ein. Zugunsten einer rationalen Fertigung haben sie einen einheitlichen Fünfeckgrundriss mit je zwei 90°- und drei 120°-Innenwinkeln. Lediglich ihre Höhe und die Neigung ihrer Oberkanten variiert.

Auf diese Weise waren nur 12 unterschiedliche Kelchformen erforderlich, um den Parkunterbau herzustellen, und die Betonschalung für die Kelche ließ sich mehrfach verwenden. Die Stützenköpfe und die Ecken der Betonkelche sind mit sternförmigen Ortbetonträgern verbunden, die wiederum die eigentliche, größtenteils geneigte Bodenplatte des Parks tragen. Nur der ebene mittlere Teil des Little Island – etwa 40% der Gesamtfläche - wurde aus traditionellen Betonunterzügen und Halbfertigteildecken hergestellt.

Ohne eine durchgängige 3D-Planung hätte sich die Betonunterkonstruktion kaum in dieser Form realisieren lassen. Alle Projektbeteiligten arbeiteten mit dreidimensionalen Rhino- oder anderen BIM-Modellen, die zentrale Modellkoordination lief über Navisworks von Autodesk. Nachdem Heatherwick Studio die Außengeometrie der Kelche definiert hatte, ermittelte Arup mit parametrischen Algorithmen die erforderliche Betondicke sowie Lage und Geometrie der Edelstahlelemente, die die Kelche miteinander verbinden.

© Arup

Aus dem Architekturmodell leiteten die Ingenieure separate Modelle für die Tragwerksberechnung sowie die Fertigung der Betonkelche ab. In letzteren war auch die Betonbewehrung komplett enthalten. Sie ist zum Korrosionsschutz gegen das Meerwasser mit Epoxidharz beschichtet und erhielt eine großzügige Betonüberdeckung von 75 mm. Jeder einzelne Bewehrungsstab wurde im semantischen Modell mit Angaben zu Durchmesser, Lage, Biegeradius und Anschlüssen versehen.

Auf Basis dieser Modelle stellte der Betonfertigteilhersteller zunächst die Außenschalungen der Kelche aus gefrästen Hartschaumblöcken her. Um sie für die Wiederverwendung stabiler zu machen, erhielten sie eine zusätzliche Hochdruck-Polyurethanbeschichtung. Die später nicht sichtbaren Innenflächen der Kelche wurden mit einer konventionellen Holzschalung hergestellt.

© Little Island

Von der Betonfertigteilfabrik in Saratoga Springs etwa 300 km nördlich von New York gelangten die Kelche, zerlegt in einzelne Blütenblätter, zunächst mit dem Lkw zur Endmontage in einem Hafen am Hudson River. Von dort wurden sie per Schiff an ihren Bestimmungsort in Manhattan transportiert.