Die Digitalisierung und der Einsatz der BIM-Technologie werden für die Baubranche immer wichtiger. Doch nicht nur für die Planung und den Bau von Neubauten, sondern auch für die Umsetzung und den Betrieb von Messeinrichtungen an bestehenden Hoch- und Ingenieurbauten können die BIM-Methode und die visuelle Darstellung des Objekts in den physikalischen und virtuellen Modellen hilfreiche Werkzeuge sein. Am Beispiel eines Projekts zur datengestützten Bewertung einer Bestandsbrücke wird gezeigt, wie BIM, 3-D-Druck, QR-Codes und Mixed-Reality-Brillen die Planung von Messeinrichtungen unterstützen. Die einsetzende digitale Transformation im Bauwesen und der wachsende Bedarf an datenbasierten Nachweiskonzepten für alternde Verkehrsinfrastrukturobjekte eröffnen dabei ein enormes Potenzial für die Digitalisierung. Anhand einer geplanten Versuchskampagne zur Anpassung von statischen Modellen an gemessene Daten durch Bayes'sches Updating wird gezeigt, wie dieses Potenzial genutzt werden kann, um die Planung und Ausführung von Messprojekten an Bauwerken zu unterstützen und eine Steigerung der Qualität und der Effizienz zu erreichen. Durch die Erzeugung und Visualisierung von dreidimensionalen Bauwerksmodellen und die Bereitstellung von technischen Spezifikationen der Messeinrichtungen durch QR-Codes kann sowohl der Installationsprozess als auch die spätere Betreuung der Messtechnik unterstützt werden.

Digitization of test planning in civil engineering with MR glasses, 3-D printing and QR codes
Digitization and the use of BIM technology are becoming increasingly important for the construction industry. The BIM method and the visual representation of the object in the physical and virtual models can be helpful tools not only for the design and construction of new buildings, but also for the implementation and operation of measurement facilities on existing buildings and engineering structures. Using the example of a project for data-based assessment of an existing bridge, we will show how BIM, 3-D printing, QR codes and mixed reality glasses support the design of measurement facilities. The incipient digital transformation in the construction industry and the growing need for data-based recalculation concepts for aging transport infrastructure opens up enormous potential for digitalization. Based on a planned measurement for the data-driven update of the static system using Bayes' Theorem, it is shown how this potential can be used to support the planning and execution of measurement projects on structures, thereby achieving an increase in quality and efficiency. By generating and visualizing three-dimensional models of structures and providing technical specifications of the measurement equipment through QR codes, both the installation process and the subsequent maintenance of the instrumentation can be supported.

Eine frühe Integration der tragwerksplanerischen Expertise in den Prozess des Gebäudeentwurfs ermöglicht eine effiziente Unterstützung der hochkomplexen Planungsentscheidungen. Zur Bereitstellung und Verwendung des dafür geeigneten Erfahrungswissens des Ingenieurwesens wurde ein wissensbasiertes System (WBS) entwickelt. Dieses kann durch den Einsatz von entwicklungsstufenbezogenen unscharfen Wissensbanken sowie zugehöriger Inferenzsysteme eine Beurteilung von Tragstrukturen und Vorschläge von Entwurfsoptionen leisten. Das Entwicklungsstufensystem enthält eine Bewertung von Tragsystemen basierend auf der Possibilitätstheorie und umfasst Konzepte der adaptiven Entwicklungsstufen. Durch den Einsatz der leicht verständlichen Formulierung von Regeln im Modus Ponens und von Inferenzmechanismen der Fuzzy Logic wird dabei die Nachahmung des menschlichen Entscheidungsverhaltens ermöglicht. Zur Akquise des Wissens werden Parameterstudien mit der Berechnung und Bemessung von Tragelementen des Stahlbetonbaus durchgeführt. Praxiserfahrungen bestimmen die für die im üblichen Hochbau zu erwartenden Strukturen zu berücksichtigenden Wertebereiche. Mechanismen zur Berücksichtigung einer möglichen Ungewissheit von Entwurfsgrößen werden bereitgestellt. Das resultierende WBS ermöglicht schließlich eine Steigerung der Effizienz des Planungsprozesses bereits in frühen Planungsphasen.

AI-methods for the integration of structural design knowledge in early phases of the building design process
The early integration of the structural design expertise in the building planning process allows an efficient support of the involved highly complex decision-making. A knowledge-based system (KBS) is developed for the supply and the usage of suitable engineering experience knowledge. This performs an evaluation of bearing structures and the proposal of design options through the application of development level dependent fuzzy knowledge bases and related inference systems. The levels of development include the assessment of structures based on the possibility theory and comprises concepts of adaptive detailing. An imitation of the human decision-making behavior is achieved by the use of an easily understandable formulation of rules following the Modus Ponens and Fuzzy Logic inference mechanisms. Acquisition of applicable knowledge is based on parametric studies covering the calculation and design of structural elements that initially are carried out for reinforced concrete components. Considerable value ranges are determined based on practical experiences. Additionally, mechanisms for the consideration of uncertain parameters are provided. The resulting (KBS) system enables an efficiency increase in the early planning process.

Demografische Veränderungen, ein sich wandelnder Arbeitsmarkt und konjunkturelle Schwankungen mit unterschiedlich dominierenden Gewerbezweigen erfordern Gebäude, die sich an verändernde Nutzeranforderungen anpassen können. Zur Erhöhung der Ressourceneffizienz sind Gebäude nicht nur hinsichtlich des Materialeinsatzes und Energieverbrauchs zu optimieren, sondern darüber hinaus für einen langen Nutzungshorizont auszulegen. Um die Anpassungsfähigkeit von Geschossbauten an verschiedene Nutzungsformen bewerten zu können, wurde im Rahmen des Innovationsprogramms “Zukunft Bau” das Forschungsprojekt “Adaptive Gebäudestrukturen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz von Geschossbauten im städtischen Raum” durchgeführt. Im folgenden Beitrag werden die Motivation zum Forschungsprojekt, eine Übersicht zu wesentlichen Fragestellungen und die Ergebnisse in einer zusammenfassenden Darstellung vorgestellt.

Assessment of the adaptivity of multi-storey buildings for the urban area
Demographic changes, a transforming labour market and economic volatility with different dominant industries require buildings that can adapt to changing user requirements. In order to increase resource efficiency, buildings must not only be optimised in terms of material use and energy consumption, but also designed for a long horizon of use. In order to be able to evaluate the adaptability of multi-storey buildings to different forms of use, the research project “Adaptive building structures to increase the resource efficiency of multi-storey buildings in urban areas” was carried out within the framework of the “Zukunft Bau” research initiative. In the following article, the motivation for the research project, an overview of the main aspects and the results are presented in a summarising form.

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

Structural Information Modeling - the digital transformation of building diagnostics
Building diagnostics are the prerequisite for a reliable evaluation of existing structures. Often, there is a lack of specific and realistic information about the actual condition of the structure and thus the input variables for the numerical verification. In contrast to new buildings, these assumptions do not have to be estimated and covered by additional safety elements but can be reliably measured with their actual properties as well as their scatter on the existing structure. Building diagnostics offers a multitude of possibilities to realistically assess the existing structure and the condition of materials as well as structures. The digital revolution in the construction industry implies new concepts that will make it possible to use our existing structures much more efficiently and, above all, for a longer period of time. The digital twin enables the merging and linking of gigantic data of the most diverse structure and origin. This means that structural diagnostic data must also be consistently digitized, integrated into digital twins and, in combination with the other inventory and condition data, prepared for the user in an intuitive manner. This methodical approach of Structural Information Modeling forms the basis for a more realistic and reliable assessment of existing structures.

Die B 1-Brücke am Altstädter Bahnhof war der wichtigste Verkehrsknotenpunkt in Brandenburg an der Havel. Im Dezember 2019 wurden die überführte Bundesstraße und die Straßenbahnlinie für den Verkehr gesperrt. Grund für die Sperrung war eine einsetzende Rissbildung in den Längsträgerstegen in Verbindung mit Hohlstellen, die letztlich auf gerissene Spanndrähte zurückgeführt werden. Um eine Sperrung der hoch frequentierten unterführten Verkehrswege zu verhindern, wurde ein umfangreiches Überwachungskonzept erforderlich. Wesentlicher Bestandteil dieses Konzepts war ein auf der Schallemissionsanalyse basierendes Monitoringsystem, mit dessen Hilfe Spanndrahtbrüche aufgezeichnet und lokalisiert werden konnten. Auf Grundlage der so gewonnenen Ergebnisse konnten Schwerpunkte für die Bauwerksprüfung abgeleitet werden. In diesem Bericht werden die gewonnenen Erkenntnisse zum messtechnisch erfassten Schadensfortschritt und den damit verbundenen visuell festgestellten Schäden beschrieben. Dabei werden die Besonderheit des verbauten konzentrierten Spannglieds (Spannblockverfahren nach TGL 173-33) und des Spannstahls in Bezug auf die Schadensbilder dargestellt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten bei der Beurteilung anderer Bauwerke mit vergleichbarer Bauart berücksichtigt werden.

Monitoring of the bridge at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg a. d. Havel
The B 1 bridge at the Altstädter Bahnhof was the most important traffic junction in Brandenburg an der Havel. In December 2019, the overpassed federal highway and tram were closed to traffic. The reason for the closure was incipient cracking in the longitudinal girder webs in conjunction with hollow swells that were ultimately attributed to cracked prestressing wires. In order to prevent a closure of the highly frequented traffic routes underneath, an extensive monitoring concept was required. An essential component of this concept was a monitoring system based on acoustic emission analysis, with the help of which tension wire breaks could be recorded and localized. Based on the results obtained in this way, it was possible to identify focal points for the inspection of the superstructure. This report describes the findings on the progress of damage recorded by measurement technology and the associated damage detected visually. In this context, the special feature of the installed concentrated tendon (tendon block method according to TGL 173-33) is described with regard to the damage patterns. In the course of the verification of the working hypotheses after demolition of the structure, new findings were obtained on a design-related hydrogen-induced stress corrosion cracking, as a result of which the prestressing wires tended to brittle fracture. The findings obtained should be taken into account in the assessment of other structures of comparable design.

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Nachrichten:
Millionenförderung für Leipziger Carbonbetonforschung: HTWK Leipzig entwickelt multifunktionale, genormte Bauteile für Wohnungs- und Industriebau

Persönliches:
Nachruf Dr.-Ing. Günter Timm

Veranstaltungen:
Workshop: “Eisenbahnbrücken und Denkmalpflege”

Rezensionen:
Reparieren - Ertüchtigen - Erhalten. Ansätze und Strategien seit der Antike

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Zum Titelbild:
Auf einem Abschnitt der A61 bei Koblenz wurde erstmals in Deutschland eine durchgehend bewehrte Betonfahrbahn in horizontaler Hybridbauweise hergestellt. Die Idee hinter solchen Bauweisen: Der richtige Baustoff soll an der richtigen Stelle eingesetzt werden. Während die hauptsächlich von PKWs befahrene Überholspur konventionell aus Asphalt besteht, wird die durch LKWs stark beanspruchte rechte Fahrspur als durchgehend bewehrte Betonfahrbahn hergestellt.
In der von der Firma Schnorpfeil auf der Baustelle errichteten mobilen Mischanlage wurde ein Dyckerhoff HOZ Doppel (CEM III/A 42,5 N) eingesetzt. Experten erhoffen sich von bewehrten Betonfahrbahnen eine Nutzungsdauer von bis zu 50 Jahren - deutlich länger als die Lebensdauer von alternativen Fahrbahndecken und somit ein Beitrag zu echter Nachhaltigkeit. (Foto: Schnorpfeil)

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Der Regelermüdungsnachweis für Straßenbrücken nach Eurocode kann mit dem aus einem Einzelfahrzeug bestehenden Ermüdungslastmodell ELM3 und den sogenannten Schadensäquivalenzfaktoren &lgr;i geführt werden, ohne das aufwendige Ermüdungslastmodell ELM4 mit mehreren Fahrzeugtypen anwenden zu müssen. Allerdings unterliegt dieser Regelnachweis Einschränkungen. So können beispielsweise Brücken mit Stützweiten oder Einflusslinienlängen außerhalb des Intervalls [10 m - 80 m] nicht nachgewiesen werden. Darüber hinaus wird ein messdatengestützter Ermüdungsnachweis vorgestellt. Dabei kann der Schadenäquivalenzfaktor &lgr;1 für Monitoringdaten berechnet und ausgewertet werden. Aufbauend auf dem vorliegenden Regelermüdungsnachweis nach Eurocode wird in diesem Beitrag eine Methode zum Ermüdungsnachweis vorgeschlagen, die auf der Tragwerksantwort der zu untersuchenden Bauwerke fußt. Mithilfe dieser Methode lässt sich der Schadenäquivalenzfaktor &lgr;1 für beliebige Einflusslinienlängen und Monitoringspektren ohne Einschränkungen ermitteln.

New method for fatigue verification of existing road bridges using monitoring data
For road bridges, the fatigue verification based on Eurocode can be carried out in general with the simple fatigue load model ELM3 and the damage equivalence factors &lgr;i allowing to avoid using the complex fatigue load model ELM4, which consists of five vehicle types. However, this application is limited. For example, bridges with spans or influence lines outside the interval [10 m-80 m] cannot be verified. Furthermore, a fatigue verification based on monitoring is presented in order to calculate and evaluate the damage equivalence factor &lgr;1 for the monitoring data. Based on the current fatigue verification according to Eurocode, this paper presents a method for fatigue verification using the vibration response of bridges. This method is developed in order to calculate the damage equivalence factor &lgr;1 for all bridge spans as well as for all monitoring spectra without any limitation.

Lebenszykluskostenanalysen sind ein Verfahren zur Priorisierung von Bauwerken und Maßnahmen im Rahmen des Erhaltungsmanagements von Infrastruktursystemen. Lebenszykluskostenanalysen berücksichtigen eine Vielzahl verschiedener Eingangsgrößen, die wiederum selbst auf unterschiedlichen Parametern basieren, denn oft liegen bei Infrastruktur- und Immobilienbetreibern nicht alle Eingangsgrößen in einer einheitlichen Form vor. Dieser Beitrag befasst sich mit der Überführbarkeit der verschiedenen Eingangsgrößen bzw. Parameter, um eine homogene Lebenszykluskostenanalyse durchführen zu können. Dazu erfolgten eine Literatursichtung und eine subjektive Abschätzung von Kreuz-Korrelationen.

Transferability between input variables of life cycle cost analyses for concrete bridges
Life cycle cost analyses are a method for prioritizing structures and measures in the context of building maintenance management. Life cycle cost analyses take into account a large number of different input variables, which in turn are themselves based on different parameters, because often infrastructure and real estate operators do not have all input variables available. This paper deals with the transferability of the different input variables and parameters in order to be able to perform a homogeneous life cycle cost analysis. For this purpose, a literature review and a subjective estimation of cross-correlations were performed.

Eine häufige Bemessungssituation für verschiedene Bauwerke (z. B. Bodenplatten, Industrieböden und Tunnel) sind Verbindungen von tragenden und nichttragenden Elementen auf einem stahlfaserverstärkten Betonuntergrund. Folglich wurde in letzter Zeit ein starkes Forschungsinteresse auf diese konstruktive Lösung gelenkt. Während sich verschiedene Untersuchungen auf normalen und faserbewehrten Beton mit unterschiedlichen Dübeltypen und Fasereigenschaften konzentriert haben, fehlt derzeit ein Einblick in den Einfluss von Stahlfasern mit unterschiedlichen Eigenschaften unter ansonsten vergleichbaren Bedingungen. Diese Forschungsarbeit bietet einheitliche Erkenntnisse zum Einfluss des Fasertyps auf die Betonausbruchskapazität von Befestigungen und ermöglicht eine erneute Überprüfung der derzeit empfohlenen Bemessungsansätze.

Influence of the steel fibre reinforcement type on the concrete breakout resistance of fastenings
A frequent design situation for various types of structures (such as slabs on ground, industrial floors, and tunnels) is associated to connections of structural and non-structural elements on a steel fibre reinforced concrete substrate. Consequently, strong research interest has been recently drawn to this structural application. While various research efforts have focused on normal and fibre reinforced concrete with different anchor types and fibre characteristics individually, an insight to the influence of fibres with different characteristics under otherwise comparable conditions is currently missing. This paper offers consistent conclusions on the fibre type influence as regards the concrete breakout capacity of fastenings, and it allows for a re-examination of currently proposed design approaches.

Die Stahlbetonstütze ist seit Beginn des 20. Jahrhunderts ein unverzichtbares Bauteil zum Abtrag vertikaler Lasten. Im Laufe der bisher 117-jährigen Normung im Stahlbetonbau haben sich unter Berücksichtigung immer neuer Erkenntnisse in Forschung und Praxis die heute bekannten Konstruktionsregeln entwickelt. Ein Rückblick auf die historische Entwicklung der konstruktiven Durchbildung von Stützen und die Hintergründe der jeweiligen Regeln ist heute aus zwei Gründen sinnvoll. Die Kenntnis über die konstruktive Durchbildung maßgebender Bauteile ist für das Bauen im Bestand aufgrund häufig fehlender Pläne und Angaben von großer Bedeutung. Außerdem vermitteln die Hintergründe zu den Konstruktionsregeln ein Verständnis für die Wirkungsweise der konstruktiven Stützenbewehrung und somit für das Tragverhalten von Stahlbetonstützen.

History of detailing rules for reinforced concrete columns - Background to current detailing rules
Since the beginning of the 20th century, reinforced concrete columns have been an essential structural component for the transfer of vertical loads. During 117 years of standardisation in concrete construction, many findings in research and practice have led to the development of current detailing rules. A review of the historical development of the detailing of columns and the background of the respective rules is worthwhile today for two reasons. The knowledge of the detailing of decisive structural components for building redevelopment is very important due to the common lack of plans. Furthermore, the background to the detailing rules provides an important insight into the mechanisms of the column reinforcement and thus into the load-bearing behaviour of reinforced concrete columns.

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Müthers Hyparschale in Magdeburg hat auch nach über 50 Jahren eine Zukunft. Ihrer Errichtung im Jahr 1969 folgten zunächst Jahrzehnte vielfältiger Nutzung als Sport- und Veranstaltungsstätte. Danach geriet sie in Vergessenheit und 1997 erfolgte aus Sicherheitsgründen die bauaufsichtliche Sperrung. Durch unterlassene Instandhaltung und Vandalismus war sie nun dem Verfall preisgegeben. Erst Anfang der 2000er Jahre entdeckte man die baugeschichtliche Bedeutung dieses Solitärs neu und brachte den Willen zur Rettung auf. Den Weg bis zur Instandsetzung der Hyparschale und welche Innovationen des Ingenieurbaus dabei tragend waren, beschreibt der Beitrag.

Hypar shell Magdeburg - a building in transformation
Müthers hypar shell in Magdeburg still has a future after more than 50 years. It was built in 1969 followed by decades of diverse use as a sport and event centre. Then it fell into oblivion and in 1997 it was closed by the building authorities for safety reasons. Due to neglected maintenance and vandalism, it was now left to decay. At the beginning of the 2000s the architectural significance of this solitaire was rediscovered and the will to save it was mustered. The article describes the path to the restoration of the hypar shell and which innovations in structural engineering were instrumental in this process.

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Historische Eisenbahnviadukte sind stadt- bzw. landschaftsprägende Bauwerke. Aufgrund ihres Charakters als bedeutende Bestandteile der gebauten Umwelt, aber auch als wichtige wirtschaftliche Werte, ist der respektvolle Umgang bei Entscheidungen zur Instandsetzung und Weiternutzung dieser Zeugnisse zurückliegender Ingenieurbaukunst unabdingbar. Oft gehen derartige Umbaumaßnahmen mit einer umfassenden Erweiterung der Funktion des Bauwerks einher. Neben einer einfachen Verbreiterung des Fahrwegs können auch zusätzliche technische Einrichtungen, zum Beispiel Oberleitungsanlagen, zu erheblichen Eingriffen in das Erscheinungsbild des Bauwerks führen. Bauen im historischen Bestand stellt sowohl an die Planung als auch an die Bauausführung besondere Anforderungen.

Heiligenborn viaduct
Historic railway viaducts define the cityscape or landscape. The fact that they actively shape and characterise the built environment and are considered important economic assets must, therefore, be taken into account for the restoration and further use of these testimonies of historic civil engineering. Such restoration measures are often accompanied by extensive enhancements of the structure's function. Apart from a simple widening of the track, additional technical installations such as overhead line equipment can have a significant impact on the viaduct's appearance. Thus, the restoration of heritage buildings and structures encompasses specific requirements for construction planning and construction work.

Persönliches:
Nachruf Dr.-Ing. Günter Timm
Zum Tod von Eberhard Schöck

Nachrichten:
Zugriffe auf IBU-EPD erreichen 2021 neuen Höchststand
VÖB Konjunkturbarometer: Baubranche mit stabilem Wachstum, Betriebe warnen jedoch vor Stillstand
Nachhaltig wachsen: Die Stunde des Bestands

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The A26 Linz Motorway is one of the most important projects to improve traffic situation in Linz as well as in the surrounding area of the Upper Austrian state capital. The first section has been under construction since the beginning of 2019 and consists of an approximately 300 m long suspension bridge over the Danube, which will be anchored in the rocky slopes above the Danube, as well as the two underground motorway interchanges Danube North and South with a total tunnel system of approximately 3200 m in length with driving or main tubes and ramps. (Source: DSI Underground)
Die A26 Linzer Autobahn ist eines der wichtigsten Projekte zur Verbesserung der Verkehrslage in Linz sowie im Umfeld der oberösterreichischen Landeshauptstadt. Der erste Abschnitt befindet sich seit Anfang 2019 im Bau und besteht aus einer rund 300 m langen Hängebrücke über der Donau, die in den Felshängen oberhalb der Donau verankert wird, sowie den beiden unterirdischen Autobahnanschlüssen Donau Nord und Süd mit einem insgesamt rund 3.200 m langen Tunnel-System mit Fahr- bzw. Hauptröhren und Rampen (Quelle: DSI Underground)

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Tunnelling for U5 extension in Frankfurt completed - Bergmännischer Vortrieb für U5 in Frankfurt beendet
Last main tunnel broken through under the Eisack River - Letzter Haupttunnel unter dem Eisack durchgeschlagen
Breakthrough in the rescue tunnel for the Kramer Tunnel - Rettungsstollen für den Kramertunnel durchgeschlagen
Groundbreaking ceremony for the Ligerz Tunnel - Spatenstich für den Ligerztunnel
Contract awarded for refurbishment of the Gubrist Tunnel - Sanierung des Gubristtunnels beauftragt
Completion of Semmering Base Tunnel delayed due to geological fault zone - Spätere Fertigstellung des Semmering-Basistunnels wegen geologische Störzone
International and innovative: Tunnel Construction at InnoTrans 2022 - International und innovativ: Tunnel Construction auf der InnoTrans 2022
- Call for papers - Topics for the next issues of Geomechanics and Tunnelling Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”