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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Zehfuß, Jochen; Betz, Christina; Felix, DominikNeue Tabellen zur Brandschutzbemessung von Stahlbetonwänden für EN 1992-1-2Beton- und Stahlbetonbau4/2021297-308Aufsätze

Kurzfassung

Die Brandschutzbemessung von tragenden Stahlbetonwänden kann nach DIN EN 1992-1-2 [1] mittels Bemessungstabellen, vereinfachten oder allgemeinen Rechenverfahren erfolgen. Die in der aktuellen Version des Eurocodes 2 Teil 1-2 (DIN EN 1992-1-2) [1] enthaltene Bemessungstabelle für tragende Wände wurde in vereinfachter Form aus DIN 4102-4 von 1994 [2] übernommen. Die Bemessungstabelle enthält jedoch einige Einschränkungen. So sind lediglich zwei Lastausnutzungsgrade tabelliert. Weiterhin wurde bei der Übertragung der Bemessungstabelle aus DIN 4102-4 eine mögliche Erhöhung der Lastausnutzung durch das semiprobabilistische Sicherheitskonzept im Vergleich zu den auf dem globalen Sicherheitskonzept basierenden Werten der DIN 4102-4 nicht berücksichtigt. Dies hat zur Folge, dass der Anwendungsbereich der Bemessungstabelle für Betonwände in DIN EN 1992-1-2 derzeit begrenzt ist.
In einem von der Initiative Praxisgerechte Regelwerke im Bauwesen (PRB) geförderten Forschungsvorhaben [3] wurden neue Bemessungstabellen für die Brandschutzbemessung von einseitig und zweiseitig brandbeanspruchten, tragenden Betonwänden für einen baupraktisch relevanten Anwendungsbereich entwickelt. Dabei wurde eine größere Vielfalt hinsichtlich der Lastausnutzungsgrade und unterschiedlicher Lagerungsbedingungen berücksichtigt. Damit soll dem bemessenden Ingenieur ein einfach anzuwendendes Bemessungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, mit dem die Brandschutzbemessung von Betonwänden wirtschaftlich optimiert und sicher erfolgen kann. Teile der neu entwickelten Bemessungstabellen fließen direkt in die novellierte Fassung der prEN 1992-1-2 [4] ein [5]. Im vorliegenden Beitrag werden die Grundlagen, das Vorgehen bei der Entwicklung sowie der Vorschlag der neuen Bemessungstabellen dargestellt.

New tables for fire design of reinforced concrete walls for EN 1992-1-2
The fire protection design of load-bearing reinforced concrete walls can be carried out according to DIN EN 1992-1-2 [1] using design tables, simplified or general calculation methods. The design table for load-bearing walls in the current version of Eurocode 2 Part 1-2 (DIN EN 1992-1-2) [1] was taken over in simplified form from DIN 4102-4 of 1994 [2]. However, the design table contains some restrictions. Only two load utilizations are tabulated. Furthermore, when transferring the design table from DIN 4102-4, a possible increase in load utilization due to the semi-probabilistic safety concept compared to the values of DIN 4102-4 based on the global safety concept was not taken into account. As a result, the scope of the design table for concrete walls in DIN EN 1992-1-2 is currently limited.
In a research project sponsored by the Initiative Praxisgerechte Regelwerk im Bauwesen (PRB) [3], new design tables for the fire design of load-bearing concrete walls exposed to fire from one side and two sides have been developed for practical application. Greater variety with regard to the load utilization and the support conditions was taken into consideration. The aim is to provide the design engineer with an easy-to-use design method that allows for the fire design of concrete walls to be economically optimized and safely carried out. Parts of the newly developed design tables are directly incorporated into the amended version of prEN 1992-1-2 [4] [5]. This article describes the basics and the procedure for the development as well as the proposal of the new design tables.

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Betonböden für Industrie, Laden, Büro und PrivathaushalteBeton- und Stahlbetonbau4/2021308Nachrichten

Kurzfassung

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Zehfuß, Jochen; Cyllok, Michael; Fingerloos, FrankEin alternatives Tabellenverfahren zur Heißbemessung von Stahlbetonstützen - Erläuterungen zum neuen Anhang C in DIN EN 1992-1-2/A1Beton- und Stahlbetonbau4/2021310-321Aufsätze

Kurzfassung

Im November 2019 ist eine A1-Änderung von Eurocode 2 - DIN EN 1992-1-2: Tragwerksbemessung für den Brandfall veröffentlicht worden. Diese A1-Änderung enthält sieben Bemessungstabellen im neuen Anhang C: “Knicken von Stützen unter Brandbedingungen” für Feuerwiderstandsklassen R30 bis R240. Mit diesem Tabellenverfahren steht eine weitere Möglichkeit der Heißbemessung von Stahlbetonstützen mit rechteckigem Querschnitt in ausgesteiften und nicht ausgesteiften Bauwerken zur Verfügung. Die bauaufsichtliche Einführung über die Verwaltungsvorschriften der Länder ist vermutlich 2021/2022 zu erwarten.
Die wissenschaftlichen Hintergründe und die Validierung des neuen Anhangs C mit den dazugehörigen Restriktionen werden in diesem Beitrag erläutert. Auf diesen Grundlagen wird die Anwendung der Tabellen des Anhangs C nunmehr auch in Deutschland ermöglicht (A2-Änderung des Nationalen Anhangs). Der Beitrag zeigt an zwei Bemessungsbeispielen die praktische Anwendung der neuen Tabellen und gibt abschließend einen kurzen Ausblick auf die geplante Erweiterung des Anwendungsbereichs dieser Tabellen in der nächsten Eurocode-Generation.

An alternative method of fire design of reinforced concrete columns with tabulated data - Explanations of new Annex C in DIN EN 1992-1-2/A1
In November 2019, an A1-amendment to Eurocode 2 - DIN EN 1992-1-2: Structural design for fire exposure has been published. This A1-amendment contains seven design tables in the new Annex C: “Buckling of columns under fire conditions” for fire resistance classes R30 to R240. With these design tables an alternative method is available for the fire design of reinforced concrete columns with a rectangular cross section in braced and non-braced structures. The introduction by the building authorities in the administrative regulations of the federal states is probably expected in 2021/2022.
The scientific background and the validation of the new Annex C and the associated restrictions are explained in this paper. On this basis, the tables of Annex C can now also be used in Germany (A2 amendment to the National Annex). The paper demonstrates the practical application of the new tables in two design examples and concludes with a brief outlook on the planned extension of the scope of these tables in the next Eurocode generation.

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Voland, Katja; Westendarp, AndreasPositionspapier "Beton ohne Steinkohlenflugasche" - Veränderung der Betonbauweise aufgrund abnehmender Verfügbarkeit von Steinkohlenflugasche und anderen Kraftwerksnebenprodukten als Zusatzstoffe für BetonBeton- und Stahlbetonbau4/2021322-325Berichte

Kurzfassung

Aufgrund des schrittweisen Ausstiegs aus der Kohleverstromung stehen bereits heute deutlich geringere Mengen an in Deutschland produzierten Steinkohlenflugaschen zur Verfügung. Spätestens im Jahr 2038 wird ihr Anteil auf null fallen. Der Deutsche Beton- und Bautechnik-Verein E.V. (DBV) sowie die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) verfolgen mit diesem Positionspapier das Ziel, alle am Bau Beteiligten über die daraus resultierenden Lieferengpässe von Steinkohlenflugasche zu informieren und Verständnis dafür zu schaffen. Zudem zeigen sie in diesem Papier erste Lösungsansätze auf, um die negativen Auswirkungen auf die Betonbauweise weitestgehend zu minimieren.

Position paper “Concrete without hard coal fly ash” - Change in concrete construction due to decreasing availability of hard coal fly ash and other power plant by-products as additives for concrete
Due to the gradual phase-out of coal-fired power generation, significantly lower volumes of hard coal fly ash produced in Germany are already available today. By 2038 at the latest, their share will fall to zero. The German Society for Concrete and Construction Technology (DBV) and the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW) are pursuing the aim of this position paper to inform all those involved in construction about the resulting supply bottlenecks of hard coal fly ash and to create understanding. In addition, in this paper they show initial approaches to solutions to minimize the negative effects on concrete construction as far as possible.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 4/2021Beton- und Stahlbetonbau4/2021327-331Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung

Nachrichten:
BetonTage 2021
C3 - Carbon Concrete Composite und TUDALIT e. V. fusionieren zum weltweit größten Industrie- und Forschungsverband für Carbonbeton
BAUINDUSTRIE und DBV: Praxisgerechtes Regelwerk sorgt für sicheres Bauen!
WILEY INDUSTRY DAYS
Neu aufgelegt: FDB-Standardwerk “Betonfertigteile im Geschoss- und Hallenbau”
Vorankündigung: 6th International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting
Das neue DBV-Merkblatt “Injektionsschlauchsysteme und quellfähige Einlagen für Arbeitsfugen”
2022 fib Awards for Outstanding Concrete Structures: Call for entries

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau4/2021332Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Fibre reinforced tunnel linings - design and construction experienceGeomechanics and Tunnelling4/2021Cover Pictures

Kurzfassung

The new Nikachhu hydropower station in Bhutan has an installed capacity of 118 MW and is supplied with 25.45 m3/s via a 12,144 m long, 4 m diameter head race tunnel. Extensive tunnelling works were required for the project. In addition to a diversion tunnel, two adits were built near the dam to be able to access the desilting chambers. Five additional adits had to be built for the head race tunnel, and three adits, a ventilation tunnel, and a main access tunnel were required in the powerhouse. DSI Underground supplied Mai grout-mixing pumps and DSI Hollow Bar Spiles type R32 and T76 for this tunnel project. (photo: DSI Underground)
Das neue Wasserkraftwerk Nikachhu in Bhutan hat eine Nennleistung von 118 MW und wird über einen 12, 144 m langen Druckstollen mit 4 m Durchmesser mit 25, 45 m3/s versorgt. Für das Projekt waren umfangreiche Tunnelbauarbeiten erforderlich. Neben einem Umleitungstunnel wurden zwei Stollen zu den Absetzkammern in der Nähe der Staumauer gebaut. Für den Druckstollen mussten fünf zusätzliche Stollen aufgefahren werden, und im Bereich des Maschinenhauses waren drei Querschläge, ein Lüftungsstollen und ein Zugangstunnel erforderlich. DSI Underground lieferte für dieses Tunnelprojekt das DSI Hohlstab-System, Typ R32 und T76, sowie Mai Mörtelmischpumpen. (Foto: DSI Underground)

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Content: Geomechanics and Tunnelling 4/2021Geomechanics and Tunnelling4/2021Contents

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Atzl, GeorgFibre-reinforced tunnel linings - Design and construction experience / Faserbewehrte Tunnelschalen - Erfahrungen bei Planung und BauausführungGeomechanics and Tunnelling4/2021318Editorials

Kurzfassung

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News: Geomechanics and Tunnelling 4/2021Geomechanics and Tunnelling4/2021319-329News

Kurzfassung


Projects:
Expansion of Prague metro - Metroausbau in Prag
Planning of Frankfurt main-line railway tunnel starts - Planung für Fernbahntunnel Frankfurt startet
New cavern power station at 2300 m above sea level - Neues Kavernenkraftwerk auf 2.300 m Seehöhe
Offenburg tunnel is being planned digitally - Tunnel Offenburg wird digital geplant
Construction of the longest water tunnel in Southeast Asia begins - Baubeginn für Südasiens längsten Wassertunnel
TECO 2030 and Implenia develop solutions for emission-free construction sites - TECO 2030 und Implenia entwickeln Lösungen für emissionsfreie Baustellen
Strabag expands underground railway in Toronto - Strabag erweitert U-Bahn in Toronto
TELT assigned contracts for Mont-Cenis base tunnel - TELT vergibt Bauaufträge für Mont-Cenis-Basistunnel
Contract stage 1 of the Brenner Base Tunnel southern approach awarded - Los 1 der südlichen Zulaufstrecke zum Brenner-Basistunnel vergeben
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling - Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Thomas, Alun; Bernard, Erik StefanDevelopments in fibre reinforced concrete in tunnellingGeomechanics and Tunnelling4/2021333-339Topics

Kurzfassung

This paper will provide an overview of the state of the art of the use of fibre reinforced concrete in tunnelling. The major applications for fibres are for the reinforcement of sprayed concrete and pre-cast concrete segmental linings, but fibre reinforcement is also increasingly used for other applications such as trackbed/trackslab and minor precast concrete elements such as cable ducts, drip shields, and drainage elements. As the technology has matured, a wide variety of fibre types, made from different materials, has emerged. Standards have been developed for the manufacture, testing and application of all these fibre types. Moreover, design guidelines and codes have been published and new design methods are still being developed. The International Tunnelling Association has published several guidance documents in this field. Last but not least, FRC has an important role to play in reducing the carbon footprint of tunnelling projects.

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Thomas, AlunThe design of the Crossrail tunnels in UKGeomechanics and Tunnelling4/2021340-346Topics

Kurzfassung

This paper will focus on the use of fibre reinforced concrete on the Crossrail project in the UK. Crossrail (now named The Elizabeth Line) is a new railway running from West to East under the centre of London. This railway runs for approximately 14 km underground and five of the new stations were constructed with permanent sprayed concrete linings. Fibre reinforced concrete played a prominent role in all of the tunnelling - both for the segmental linings and the sprayed concrete tunnel (SCL) linings. Having reviewed the context of the project and the state-of-the-art in tunnel design at the time of the design, this paper will describe the design approach for both the TBM and mined tunnels and their fibre reinforced linings. While the segmental lining design followed a conventional approach, the SCL tunnels adopted an innovative design with the first major application of permanent sprayed concrete in the UK and featured the first use of a spray applied waterproofing membrane (SAWM) on a major project in Europe. Performance during construction will be reviewed and conclusions will be drawn on what can be learnt from the mega project.

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Horny, Ulrich; Bayer, Lars; Schiesser, Karl; Kliem, OlafMetro Doha Green Line: Fibre reinforced tunnel linings - Design and construction experienceGeomechanics and Tunnelling4/2021347-355Topics

Kurzfassung

The Design and Build project “Metro Doha Green Line Underground” has been awarded to a joint venture composed of Porr, the Saudi Bin Ladin Group and HBK in summer 2013. It contains the “ready to use” construction of the underground part of the Green Line with 2 × 17 km tunnels, six stations, switching areas as well as cross passages and emergency exit shafts. The 34 km of tunnelling, realized with six EPB machines simultaneously, have been completed in only 18 months. The main impact on the determination of the design and build specification in terms of the segmental ring design is based on the extraordinary geological environment properties of the project area of Doha City. The geology is characterized by a dominating 3-rocklayers system comprising massive upper and lower limestone deposits, which are commonly separated by a thin shale layer. Additionally, and in regard to the nearby located sea-side the type of identified aggressive exposure conditions relevant to the concrete segment lining in terms of significant sulphate and chloride impact requires a durable reinforcement solution fit for required 120-year service life. Especially due to chloride attack an ordinary steel bar reinforcement system including a projected 90 mm nominal concrete cover at lining's intrados and extrados turns out statically difficult and constructionally non-practicable. Therefore, steel fibres are chosen to meet the strict design constraints.

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Zeuli, Vincenzo; Maier, Christof; Diaz, José Manuel Suarez; Saeed, Fahed Ahmed; Tharamapalan, Jayapregasham; Germani, Carlo; Bayer, Lars; Atzl, GeorgStructural design of precast segmental lining reinforced by steel fibresGeomechanics and Tunnelling4/2021356-366Topics

Kurzfassung

Dubai Municipality awarded to Porr Besix JV the Project for the Main Tunnel component of the Deep Storm Water System. The tunnel will collect both rainwater and groundwater from approximately 500 sq. km and transfer the captured flow to the sea. The Design Builder JV selected COWI as Designer of the entire Project and IC Consultant as Design Checker for the Tunnels. The Project includes approximately 10.3 km of 10-meter-inside diameter tunnel in rock, three construction shafts and one drop shaft. The main tunnel will convey stormwater and groundwater flows from the EXPO 2020 area near the intersection of Sheikh Mohammed Bin Zayed Road and Jebal Ali Lehbab Road to the sea close to the EGA facility. The tunnel will follow beneath the road easement along Jebal Ali Lehbab Road and along Sheikh Zayed Road and continue to the pumping station. The tunnel traversed through the Barzaman and Fars formation with an overburden of 33 m with maximum water pressure of 4.4 bar and was excavated by EPB TBMs. This project is characterized by its dimensions with an internal diameter of 10 m and 350 mm of segment thickness, and by the use of steel fibre reinforced concrete in the precast segmental lining. The use of fibres aims to reduce the CO2 footprint obtaining an optimized design from the environmental point of view. These facts are associated to a complex design of precast segments, in order to ensure their structural competence and their integrity according to the durability requirements, under large thrust forces (temporary loads) and permanent load. Hence, considering such complexities, the structural design has been carried out producing a 3D structural model by means of a sophisticated FEM structural software. Results of the model allow to identify areas of the segment where spalling and bursting stresses are generated along circumferential joints and maximum value of those stresses in the temporary load cases. Moreover, a structural design verification of the segment has been undertaken considering the contribution of steel fibres class 4c, as it is set up in the FIB model code, aiming to ensure that the precast segments are structurally competent and fulfil the durability requirements of the Project. The article details the design approach and the independent checker design verification approach. The experience gained during construction is also reported, describing challenging aspects of the Tunnel execution and an analysis of the lining damages.

Statischer Entwurf einer mit Stahlfasern verstärkten Tübbingauskleidung
Die Stadtverwaltung von Dubai vergab an die Arbeitsgemeinschaft Porr Besix das Projekt DS233/2 Deep Storm Water System - Main Tunnel. Der Tunnel wird sowohl Regen- als auch Grundwasser ableiten und fast 40 % des gesamten Stadtgebiets von Dubai entwässern. Das Projekt zeichnet sich durch seine Dimensionen mit einem Innendurchmesser von 10 m und einer Tübbingdicke von 350 mm sowie durch den Einsatz von stahlfaserverstärktem Beton in der vorgefertigten Tübbingauskleidung aus. Die Verwendung von Fasern zielt darauf ab, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, um ein aus ökologischer Sicht optimales Design zu erhalten. Um die statische Funktion und Integrität gemäß den Dauerhaftigkeitsanforderungen aufgrund der großen Vortriebspressenkräfte (temporäre Lasten) und unter permanenter Belastung zu gewährleisten, wurde ein 3D-Strukturmodell mithilfe einer FE-Software erstellt. Die Ergebnisse des Modells ermöglichen es, die Bereiche des Segments zu identifizieren, in denen Abplatzungen und Spaltzugspannungen entlang der Umfangsfugen entstehen, sowie den maximalen Wert dieser Spannungen in den temporären Lastfällen. Darüber hinaus wurde ein statischer Nachweis des Segments unter Berücksichtigung des Beitrags von Stahlfasern der Klasse 4c durchgeführt, wie es im FIB-Modellcode festgelegt ist, um sicherzustellen, dass die vorgefertigten Segmente die Anforderungen des Projekts an die statische Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit erfüllen. Der Artikel beschreibt detailliert den Entwurfsansatz und den Ansatz der unabhängigen Prüfung des Entwurfs.

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Laubbichler, Jürgen; Schwind, Thomas; Gakis, Angelos; Sanz, Alejandro; Soto, FranciscoAdvanced design of large cavern intersections in soft ground without conventional bar reinforcementGeomechanics and Tunnelling4/2021367-376Topics

Kurzfassung

The design of three mined stations in Toronto as part of the Eglinton Crosstown Light Rail Project involved several intersections of large tunnels situated in the heterogenous, water-bearing glacial till deposits. The most challenging openings, 220 m2 each, were formed in the two sides of the 18 m high cross-cut tunnels to allow the excavation of the 18 m wide platform caverns. A key objective for the design was the optimization of the tunnel shapes and the advanced simulation of the fibre reinforced shotcrete properties, to allow these openings in the initial tunnel linings to be achieved without conventional bar reinforcement or thickenings, thus simplifying and accelerating the construction, whilst reducing health and safety risks.
Advanced numerical analyses were utilized to simulate the staged excavation and support steps introducing advanced material models that accounted for the non-linear behaviour of both soil and structural elements. The end product was an optimized design of the tunnel linings with synthetic fibre reinforced shotcrete without conventional reinforcement that was successfully implemented in the construction.

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Perner, Reinhard; Schorn, Roland; Atzl, GeorgNew construction of Albula Tunnel II - Experience with steel fibre shotcrete / Neubau Albulatunnel II - Erfahrungen mit StahlfaserspritzbetonGeomechanics and Tunnelling4/2021377-389Topics

Kurzfassung

The new construction of the 5860 m long Albula Tunnel was mainly carried out by blasting from the Preda and Spinas portals. Due to the exposed location in the high mountains, mixing plants were installed on both portal sides for the concrete supply; the concrete aggregate was largely produced from the excavated material, with a gravel plant being built in Preda for this purpose. The planned tunnel lining provides for a single-shell shotcrete construction for the most part. In the course of the excavation work, the excavation support was optimised so that the reinforcement mesh in the main support class in the single-shell area were replaced by steel fibre shotcrete.
Der Neubau des 5860 m langen Albulatunnels II erfolgte vorwiegend im Sprengvortrieb von den Portalen Preda und Spinas aus. Aufgrund der exponierten Lage im Hochgebirge wurden für die Betonversorgung auf beiden Portalseiten Mischanlagen errichtet, der Betonzuschlag wurde zum großen Teil aus dem Ausbruchmaterial hergestellt, wozu ein Kieswerk in Preda errichtet wurde. Der projektierte Tunnelausbau sieht größtenteils eine einschalige Spritzbetonbauweise vor. Im Zuge der Vortriebsarbeiten wurde die Ausbruchsicherung dahingehend optimiert, dass bei der Hauptsicherungsklasse im einschaligen Bereich die Bewehrungsmatten durch Stahlfaserspritzbeton ersetzt wurden.

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Proksch-Weilguni, Clemens; Wolfger, Hannes; Kollegger, JohannOptimized reinforcement in longitudinal joints of segmental tunnel liningsGeomechanics and Tunnelling4/2021390-399Topics

Kurzfassung

When building tunnels using segmental lining, the segmental lining takes over the supporting role of the excavated soil. With the workspace in tunnel construction being very constricted the circular, segmental linings are divided into small segments called tubbings which are assembled by a tunnel boring machine. This kind of construction results in numerous longitudinal and circumferential joints. The loading situation for the longitudinal joints is typically dominated by the compressive normal forces combined with relatively small bending moments. The thickness of the tubbings usually depends on the longitudinal joints of the individual segments. The cross-sectional area of the tubbings has to be reduced at the joints in order to avoid spalling of the concrete leading to higher compression in the joints themselves. The Institute of Structural Engineering of TU Wien developed a new reinforcement design for tubbings with strengthened longitudinal joints. With a patent application pending, the newly designed joints were manufactured and tested demonstrating that the TU Wien proposal significantly increases the load-bearing capacity of the tubbings in comparison to conventional tubbing solutions. The very satisfying results, obtained from the large-scale tests of the newly developed joint design, show great potential for the construction of tunnels with thinner tubbings in the near future.

Optimiertes Bewehrungskonzept für Tübbing-Längsfugen im Segmenttunnelbau
Bei der Errichtung von Tunneln mit Fertigteilsegmenten übernimmt die Tunnelschale die Tragwirkung des ausgebrochenen Gebirgsmaterials. Da die Platzverhältnisse im Tunnelbau stark beschränkt sind, ist die Tunnelschale in einzelne Segmente unterteilt. Die Begrenzungsflächen zwischen den Tübbingen werden in Längs- und Ringfugen unterteilt. In den Tübbing-Längsfugen sind typischerweise hohe Drucknormalkräfte in Kombination mit relativ kleinen Biegemomenten vorherrschend. Für die Dicke der Tübbinge ist häufig die Bemessung der Tübbing-Längsfugen maßgebend. Dies resultiert aus dem Umstand, dass die Regelquerschnittsfläche der Tübbinge im Bereich der Längsfugen reduziert werden muss, um ein Abplatzen der Betonkanten zu verhindern. Die dadurch entstehenden hohen Druckspannungen im Bereich der Tübbinglängsfugen sind ein wesentlicher Faktor bei der Bemessung der Tübbinge. Das Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien hat ein neues Bewehrungskonzept für Tübbinge entwickelt, dass zu einer Verbesserung der Tragfähigkeit der Tübbing-Längsfuge führt. Basierend auf einer Patentanmeldung der TU Wien wurde das optimierte Bewehrungskonzept in einer Versuchsserie getestet und gezeigt, dass das optimierte Bewehrungskonzept die Tragfähigkeit der Tübbinge signifikant steigert. Die Großversuche lieferten sehr zufriedenstellende Ergebnisse und lassen auf das große Potenzial für den Bau von dünneren und tragfähigeren Tunnelschalen schließen.

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Voit, Klaus; Depiné, Manuel; Hofmann, Matthias; Orsi, Georg; Murr, Roland; Zangerl, Christian; Bergmeister, KonradMaterial characteristics and compactability of phyllitic tunnel excavation material / Verdichtungseigenschaften von schiefrig-phyllitischem Tunnelausbruchmaterial - Examination of non-recyclable spoil at the Brenner Base tunnel / Betrachtung von nicht verwertbarem Ausbruch beim Brenner BasistunnelGeomechanics and Tunnelling4/2021400-415Topics

Kurzfassung

Large quantities of excavated rocks are generated during tunnel driving. Recycling possibilities and total percentage of recycling are depending on the rock conditions (rock type and rock properties), as well as the applied driving method. If recycling of the excavated rock mass is not possible or reasonable from a technical or economical point of view, the excavated material needs to be deposited in landfills. Thereby, the consumed landfill volume depends on the material volume of non-recyclable rock and its compactability as a function of the loosening of the rock by excavation and landfill installation. Both, material volume and compactability of the excavated material, are difficult to evaluate in advance. Apart from unpredictable lithological changes and variation of the driving parameters (e.g. depth of advance in conventional driving, contact pressure of tunnel boring machine), external influences - like afflux of water or weather conditions during installation of the material - significantly affect the compactability of the excavated aggregates. In this study, the actual example of phyllitic rock material excavated by conventional drilling and blasting from the main tunnel tubes of the Brenner Base Tunnel has been chosen to take a closer look at the research question concerning the compactability of phyllitic rock material. Since excavation material is increasingly used in construction industry, detailed knowledge on this matter is necessary for a successful application.
Wird im Zuge der Errichtung von Infrastrukturbauwerken in den Untergrund eingegriffen, fällt zwangsläufig Abraummaterial vom anstehenden Felsen bzw. Lockergestein an. Aus ökologischen und ökonomischen Beweggründen wird derartiges Material vermehrt direkt an Ort und Stelle verwertet und bei der Herstellung der zu errichtenden Bauwerke beispielsweise als Schüttmaterial eingesetzt. Damit kommt Gesteinsmaterial zum Einsatz, bei dem es sich a priori nicht um eine Standard-Gesteinskörnung bzw. ein Standard-Korngemisch handelt, wie diese beispielsweise in Steinbrüchen oder Schottergruben gezielt abgebaut werden. Diese Thematik, betreffend die Gesteinseigenschaften, v. a. in Hinblick auf Verdichtbarkeit und Tragfähigkeit, wird am Beispiel einer schiefrig-phyllitischen Gesteinskörnung, welche beim Vortrieb des Brenner Basistunnels in der Innsbrucker Quarzphyllit-Zone anfällt, beleuchtet. Neben lithologischen Abweichungen und Veränderungen der Vortriebsparameter gibt es äußere Einflüsse, die sich wesentlich auf die Verdichtbarkeit der Korngemische und damit auf die erreichbare Einbaudichte auswirken. In diesem Beitrag werden Anforderungen, gängige Verdichtungsmethoden und Verfahren zur Verdichtungskontrolle verglichen und in Hinblick auf die spezielle Gesteinskörnung diskutiert. Ziel ist es, detaillierte Kenntnis über die besonderen Verdichtungseigenschaften schiefrig-phyllitischer Gesteinskörnungen zu gewinnen, um einen erfolgreichen Materialeinbau gewährleisten zu können.

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Site Reports: Geomechanics and Tunnelling 4/2021Geomechanics and Tunnelling4/2021416Site Reports

Kurzfassung

DSI Hollow Bar System secure tunnels of a hydro power plant in Bhutan - DSI Hohlstab-System sichert den Tunnel für ein Wasserkraftwerk in Bhutan

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Diary of Events: Geomechanics and Tunnelling 4/2021Geomechanics and Tunnelling4/2021417-418Diary of Events

Kurzfassung

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Inhalt: geotechnik 4/2021geotechnik4/2021Inhalt

Kurzfassung

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Titelbild: geotechnik 4/2021geotechnik4/2021Titelbild

Kurzfassung


Zum Titelbild:
Um den Hafen von Amsterdam für große Seeschiffe zugänglich zu halten, wird eine neue Seeschleuse errichtet. Damit Vibrationen in der Nähe der alten Schleusen und der Bau tiefer Baugruben vermieden werden können, kommen die Torkammern als pneumatische Senkkästen zur Ausführung. Aufgrund ihrer U-Form sind die Torkammern besonders anfällig für Torsionsverformungen, die während des Absenkvorgangs infolge ungleichmäßiger Setzungen auftreten können. Zusammen mit der TU Hamburg-Harburg (TUHH) führte man Finite-Element-Berechnungen durch, um besser zu verstehen, wie sich der Boden unter einem Senkkasten beim Versagen der stützenden Bodenbermen verhält. Während des Absenkens half ein Echtzeitüberwachungssystem dabei, die Verformungen der Senkkästen innerhalb der Toleranzen zu halten. Die Überwachungsergebnisse zeigten, dass sich der Boden wie vorhergesagt verhielt, sodass beide Senkkästen erfolgreich auf ihre Endposition abgesenkt werden konnten (siehe Beitrag S. 260).

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Witte, Hans-HeinrichNachhaltig und beschleunigt bauen - der Weg der WSVgeotechnik4/2021231Editorials

Kurzfassung

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Sondermann, WolfgangStrategien zur zukünftigen Ausrichtung - die DGGT stellt sich den Herausforderungengeotechnik4/2021232-233Editorial vom Vorsitzenden

Kurzfassung

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Gömmel, Roland; Neidhart, Thomas; Rackwitz, FrankEin Ansatz zur Berücksichtigung pfahlartiger Tragglieder beim Nachweis der Gesamtstandsicherheitgeotechnik4/2021234-247Aufsätze

Kurzfassung

Stabilisierungssäulen (StS) sind hydraulisch gebundene, pfahlartige Tragglieder und werden zur Reduzierung von Setzungen bzw. zur Erhöhung der Gesamtstandsicherheit angewandt. Aufgrund der fehlenden Bewehrung in Verbindung mit häufig geringen Durchmessern sind StS nicht zum planmäßigen Abtrag von Einwirkungen quer zur Traggliedachse geeignet. Der Beitrag erläutert das laterale Tragverhalten unbewehrter pfahlartiger Tragglieder. In einem Überblick werden typische Ansätze zur Berücksichtigung von StS beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit vorgestellt und es wird herausgearbeitet, dass die bestehenden Ansätze den Beitrag der Tragglieder meist unzutreffend berücksichtigen und häufig erheblich überschätzen. Es wird ein numerisches Strukturmodell vorgestellt, mit welchem das laterale Tragverhalten unbewehrter, hydraulisch gebundener, pfahlartiger Tragglieder untersucht wurde. Anhand systematischer Untersuchungen wird dargelegt, wie StS bei lateralen Gleitkörperbewegungen versagen und welche Versagensmechanismen zu erwarten sind. Die Aktivierung des Traggliedquerwiderstands wird für undrainierte Bedingungen anhand eines einfachen mechanischen Modells erläutert und es werden daraus grundsätzliche Hinweise zu Entwurf und Bemessung geotechnischer Konstruktionen mit StS abgeleitet. Schließlich werden zwei Ansätze zur Berücksichtigung von StS beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit im Gleitkreisverfahren nach Bishop vorgestellt und deren Anwendung anhand eines Schadensfalls aufgezeigt.

Consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability
Rigid inclusions are hydraulically bound, unreinforced pile-like elements, which are used to reduce settlements and to improve the overall-stability. Due to the non-existing reinforcement and the small diameters, rigid inclusions are not adapted for bearing lateral stresses. The present article explains the lateral load-bearing behaviour of rigid inclusions. In a short overview existing approaches for consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability are shown and worked out, that the contribution of rigid inclusions is often overestimated. A numeric model for investigation of the lateral load-bearing behaviour of unreinforced, pile-like elements is presented. As a result of systematic studies on the numeric model, the activation of the ulitmate transverse force is being explained in a simple mechanical model and outlined, which failure mechanisms will be relevant for consideration. Based on the findings from the mechanical model, fundamental guidelines for design of structures on rigid inclusions are being given. Two approaches for consideration of rigid inclusions at the proof of overall-stability in Bishop's slip-circle method are introduced. The applicability of the approaches is been demonstrated on a published damage case.

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