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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Kanal- und Rohrleitungsbau 2015 Bautechnik 2/2015 1-70 Sonderheft

Kurzfassung

Das Thema Kanal- und Rohrleitungsbau ist kein Wahlkampfthema. Man sieht es nicht. Man sieht eine Technik nicht, dank der die Menschen, die sie genießen, Jahrzehnte älter werden, als sie ohne sie je würden - Und es ist gewiss auch kein Zufall, dass das Thema Güteschutz - dem sich das Heft ausführlich widmet - gerade im Kanal- und Rohrleitungsbau schon sehr früh entwickelt wurde und sich heute sehr elaboriert darstellt.

Dass Qualitätssicherung bei dem, was unter der Erdoberfläche gebaut wird, besonders wichtig ist, zeigt ein jeder Beitrag des neuen "Specials: Kanal- und Rohrleitungsbau". Es macht sichtbar, was sonst nicht gesehen werden kann - oder will ... Besonders aber zeigt das neue Heft auch, wie brennend wichtig das Thema für uns alle ist - in einer Situation, in der grade mal ein Fünftel dessen für das bundesrepublikanische Kanalnetzt ausgegeben wird, was erforderlich wäre, um seinen Wert für die kommenden 100 Jahre zu erhalten.

Lesen Sie Fachbeiträge, u.a. unter Mitwirkung des Güteschutz Kanalbau und relevanter Verbände, über den Umbau des Emschersystems, Objektberichte von der Kanal- und Rohrsanierung wie dem Neubau derselben, über Regenüberlaufsysteme und deren Sanierung, grabenlose Verfahren, Verfüllbaustoffe, Pumpensysteme und über die WASSER Berlin International 2015. Aktuelle - besonders am Umweltschutz orientierte - Produktvorstellungen runden das vielfältige Themen-Spektrum ab. Das Heft bietet die Gelegenheit, eines der brisantesten und auch ökonomisch aussichtsreichsten Bauthemen überhaupt aus dem Boden zu holen - und es sicht- und lesbar zu machen.

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Wilhelm, Tobias; Scheerer, Silke; Hampel, Torsten; Bauer, Thomas; Müller, Michael Materialuntersuchungen an Hennigsdorfer Spannstahl aus Brückenbauwerken Bautechnik 2/2015 93-104 Aufsätze

Kurzfassung

Der Prozess einer wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion (H-SpRK) ist für Spannbetonbrücken auch 20 Jahre nach gravierenden Schadensfällen im Hochbau weitestgehend unerforscht. Die aktuellen Regelwerke geben eine Hilfestellung zur Vermeidung eines plötzlichen Versagens. Zu Schadensursachen und zum zeitlichen Prozessablauf existiert jedoch nach wie vor keine systematische Datenbasis. Veröffentlichungen zu Ergebnissen von Bauwerksuntersuchungen beschränken sich auf Einzelbauwerke.
In diesem Beitrag wird die systematische Erfassung und Auswertung von Bauwerksuntersuchungen an Spannbetonbrücken beschrieben, die mit Spannstahl aus Hennigsdorfer Produktion errichtet wurden, der aktuell als spannungsrisskorrosionsgefährdet eingestuft ist. Grundlage dieser Analyse sind die Ergebnisse von insgesamt 31 Bauwerksuntersuchungen, die in unterschiedlichen Verwaltungsbereichen beauftragt und durchgeführt wurden.
Neben der Betrachtung einzelner Kennwerte wird insbesondere auf die Notwendigkeit zur einheitlichen Analyse der Materialkennwerte hingewiesen. Spezielle, nach derzeitiger Vorschriftenlage besonders kritisch einzuschätzende Parameter werden hinsichtlich ihrer Aussagekraft analysiert und Zusammenhänge zwischen einzelnen Parametern bzw. deren möglicher Einfluss auf den Prozess einer H-SpRK aufgezeigt. Abschließend wird die Einrichtung einer Wissensdatenbank zur einheitlichen Erfassung und Auswertung von Untersuchungsergebnissen angeregt.

Material investigations on Hennigsdorfer prestressing steel taken from bridge structures
There is a knowledge gap of the process of stress cracking corrosion even 20 years after the collapse of buildings as the result of hydrogen embrittlement stress corrosion cracking. The current codes of practice give a support in preventing and early detection of a possible sudden failure. However, there is still no systematic data base to the cause of the corrosion and the time flow of the process. Publications on results of structure investigations are limited to single buildings.
In this article the systematic collection and evaluation of structural investigations of prestressed concrete bridges made of steel tendons produced in Hennigsdorf is described. This steel is sensitive to stress corrosion cracking according to the actual knowledge base. Basis of the results is the analysis of 31 bridges, which were assigned from different public administrations.
On one side there is the evaluation of single values and on the other side it is pointed to the need for a uniform regulation for the analysis of the material properties. The most critical parameters according to the actual regulations (codes) were be analyzed in terms of their validity. Correlations between individual parameters respectively their possible influence on the process of the stress corrosion cracking was given. Finally, the creation of a knowledge database for the uniform collection and analysis of examination results is suggested.

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Schanack, Frank; Ramos, Óscar Ramón; Osman, Juan Pablo; Oyarzún, Pablo A contribution to understanding the influence of concrete cracking on timber concrete composite bridge beams Bautechnik 2/2015 105-110 Aufsätze

Kurzfassung

Despite of widely implemented advances in TCC bridge technology, there are still no satisfying design recommendations that consider the influence of concrete cracking on the distribution of forces and deformation. A research project at Universidad Austral de Chile studied several aspects of concrete cracking in TCC bridges with timber beams of greater depth than width using elastic dowel-type shear connectors. One of the results of concrete cracking is a reduction of the slip modulus of the connectors. This weakening was simulated in shear tests by a small gap between the timber and the concrete. A test calibrated FEM model was used for a parametric study of 120 different cases, most of which did not show concrete cracking. Where concrete cracking occurred, it caused an increase in the timber tensile stresses and beam deflection of up to 20 %. We conclude that concrete cracking occurs when the timber-concrete depth ratio is less than four times the cubic root of the effective flange width of the concrete slab.

Beitrag zur Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung im Beton in Holz-Beton-Verbundbrücken
Trotz des hohen Entwicklungsstands der Holzverbundbrückentechnologie, fehlen ausreichende Entwurfsgrundlagen für die Berücksichtigung des Einflusses der Rissbildung auf die Schnittkraft- und Verformungsverteilung. Im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Universidad Austral de Chile werden verschieden Aspekte der Rissbildung in Holzverbundbrücken mit Holzbalken mit größerer Höhe als Breite und elastischen stiftförmigen Verbindungsmitteln untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass sich die Rissbildung auf den Schubmodul del Verbindungsmittel auswirkt. Dieser Einfluss wurde in Scherversuchen durch einen kleinen Spalt zwischen Holz und Beton simuliert. Anhand eines mit Versuchen kalibrierten FEM-Modells wurden eine Parameterstudie mit 120 verschieden Fälle durchgeführt. In den meisten Fällen tritt keine Rissbildung auf. Wenn es zu Rissbildung kommt, vergrössern sich die Holzzugspannungen und die Durchbiegung um bis zu 20 %. Wir stellen fest, dass Rissbildung auftritt, wenn das Bauhöhenverhältniss von Holz und Beton kleiner als die vierfache Kubikwurzel der mitwirkenden Plattenbreite der Betonplatte ist.

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Größtes deutsches Forschungsprojekt des Bauwesens: C3 Bautechnik 2/2015 110 Veranstaltungen

Kurzfassung

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Holst, Ralph Systematische Brückenerhaltung - eine fachübergreifende Herausforderung Bautechnik 2/2015 111-115 Kommentar

Kurzfassung

Der Wirtschaftsstandort Deutschland benötigt eine leistungsfähige und zuverlässige Straßeninfrastruktur. Brücken können sehr schnell zu einem Engpass werden, wenn ungeplant Verkehrseinschränkungen bis hin zu Sperrungen vorgenommen werden müssen. In der Vergangenheit wurde dieser möglichen Situation nicht immer ausreichend Rechnung getragen und somit ist es an der Zeit, einer systematischen Brückenerhaltung mehr Bedeutung beizumessen. Die Gründe für den aktuellen Zustand der Brücken sind so vielfältig wie die Brücken selbst. Da spielen Planungs- und Ausführungsfehler eine Rolle sowie die Tatsache, dass die Verkehre deutlich stärker zugenommen haben als in allen Prognosen der Vergangenheit vorausgesagt. Da es sich bei Brücken fast immer um Unikate handelt, die sich sehr unterschiedlich verhalten, ist das Spektrum der notwendigen Erfassungs- und Bewertungsmöglichkeiten und der daraus resultierenden Erhaltungsmaßnahmen sehr vielfältig. So besteht die Herausforderung in der Zukunft darin, dieser Vielfältigkeit angemessen Rechnung zu tragen, um die Brücken möglichst nachhaltig zu erhalten. Die unterschiedlichen Werkzeuge dafür existieren, werden erarbeitet bzw. fortgeschrieben. Jetzt gilt es, diese Möglichkeiten systematisch einzusehen, damit es mit möglichst geringem Aufwand gelingt, für den gesamten Brückenbestand die geeigneten Erhaltungsmaßnahmen zu planen und umzusetzen und dabei die Nutzung - im Vorfeld und während der Erhaltungsmaßnahmen - möglichst wenig zu beeinträchtigen.

Systematic maintenance of Bridges - a multidisciplinary challenge
The business location Germany requires an efficient and reliable road infrastructure. Bridges can become a bottleneck when unplanned traffic restrictions to the point of closures can occur. In the past this possible situation wasn't considered sufficiently and thus it is to attach more importance to systematic bridge maintenance. The reasons for the current state of the bridges are as varied as the bridges themselves. Planning and execution errors play a role, but also the fact that traffic has increased significantly more than any forecast of the past have predicted is very important. Bridges are normally unique and therefore they behave very differently. So the spectrum of the necessary collection and assessment options and the resulting maintenance measures are very diverse. Thus, the challenge in the future is to address this diversity appropriately in order to obtain the bridges as sustainable as possible. The different tools exist for it, shall be developed and updated. Now it's time to use these facilities systematically, to find the most suitable maintenance measures for the entire bridge inventory with the least possible effort and the least possible interferences of the traffic before and during the maintenance actions.

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Keil, Andreas; Fackler, Thomas; Steigerwald, Tobias Die neue Allerbrücke bei Verden Bautechnik 2/2015 116-122 Berichte

Kurzfassung

Ein innovativer Brückenneubau ersetzt auf der zweigleisigen DB-Strecke Wunstorf-Bremerhaven das mittlerweile stark geschädigte Bestandsbauwerk und fügt sich harmonisch in den Landschaftsraum der Allerniederung. Die durchlaufende schlanke Trogbrücke überzeugt durch materialgerechte, entsprechend dem Momentenverlauf gewellte Stege aus Stahl, die beidseits an die orthotrope Stahlfahrbahnplatte angeschlossen sind. Fächerförmig sind die Steifen der Stege im Bereich der Hauptspannweite über der Aller dem Kraftfluss folgend angeordnet. Im Vorlandbereich sind zur Harmonisierung eine konstante Höhe der außen liegenden Stahlträger sowie rein vertikale Stegsteifen vorgesehen. Der Brückenüberbau ist über Lager auf die schlanken Pfeilerscheiben und die Widerlager abgesetzt, der Festpunkt in Brückenlängsrichtung befindet sich auf dem nördlichen Strompfeiler. Die neue Allerbrücke wird in paralleler Lage östlich des vorhandenen Brückenbauwerks ohne nennenswerte Beeinträchtigung des laufenden Bahnbetriebs errichtet. Das gewählte Taktschiebeverfahren ermöglicht eine vom Hochwasser unabhängige Herstellung, der Eingriff in die Umwelt wird dadurch minimiert.

The new Allerbrücke near Verden
An innovative new bridge along the dual track DB-railroad line Wunstorf-Bremerhaven replaces the already heavily damaged existing bridge. The new bridge inserts itself harmoniously into the surrounding country side. The continuous, slender trough bridge convinces through its appropriate material application and moment-diagram formed webs, which are connected on both sides with the orthotropic steel deck. The stiffeners of the web in the region of the main span across the Aller are arranged in a fan-shape, following the flow of forces. To harmonize the alignment of the approach ramp, the height of the outer steel girders remains constant and the arrangement of the web stiffeners is purely vertical. The bridge superstructure is supported by bearings on slender pier walls and abutments, where the fixed point in the longitudinal axis is located on the northern pier. The new Allerbrücke will be assembled in parallel position next to the existing bridge structure, without significant disruption to the running rail traffic. The chosen incremental launching method allows a manufacturing process that is largely independent from flood waters, which means only a minimal intervention in the environment.

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Neuer Branchentreff für die Geotechnik Bautechnik 2/2015 122 Veranstaltungen

Kurzfassung

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Marx, Steffen; Krontal, Ludolf; Tamms, Kai Monitoring von Brückenbauwerken als Werkzeug der Bauüberwachung Bautechnik 2/2015 123-133 Berichte

Kurzfassung

Die messtechnische Dauerüberwachung von Bauwerken (Monitoring) wird in immer stärkerem Maße zur Beobachtung und Bewertung bestehender oder neu errichteter Ingenieurbauwerke angewendet. Die gewonnenen Messwerte werden zum Beispiel zur Überprüfung der Rechenannahmen oder für die Beurteilung des Langzeitverhaltens genutzt. Ein anderes Anwendungsfeld stellt dagegen die sicherheitsrelevante Überwachung kritischer Bauzustände mithilfe eines Monitoringsystems dar, welches mit automatisierten Warn- und Alarmmeldungen ausgestattet ist. Ein solches System wurde beim Neubau der Tiefgründungen und Dämme der Eisenbahnbrücken über die Aller und die Wätern eingesetzt, um rechtzeitig kritische Veränderungen der unter Eisenbahnverkehr stehenden Brückenbauwerke detektieren zu können. Das Monitoringsystem war als Kompensationsmaßnahme für das bauzeitlich reduzierte Sicherheitsniveau der stark geschädigten Bestandsbrücken vorgesehen. Im Zusammenspiel zwischen dem Anlagenverantwortlichen, der Bauüberwachung und dem Bauwerksgutachter hat sich das Monitoring als leistungsfähiges Werkzeug zur Gewährleistung eines sicheren Eisenbahnbetriebs erwiesen.

Monitoring of bridge structures as a tool of construction supervision
Structural health monitoring is applied increasingly to supervise and evaluate existing or new structures. The measured values are used for example to verify the computational assumptions, or for assessing the long-term behavior. In contrast, a different field of application is the safety monitoring of critical construction phases using a monitoring system, which is equipped with automated warning and alarm messages. Such a system was used during the construction of deep foundations and embankments of railway bridges over the river Aller and the creek Wätern. The aim of the system was to timely detect critical changes under railway and construction loads. The monitoring system was planned as a compensatory measure for the reduced level of safety during the replacement of the damaged bridges. Within the interaction between bridge owner, construction supervisor and monitoring expert, the monitoring has proven to be a powerful tool to ensure a safe railway operation even under structural works.

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Hochhaus mit Holz mit mindestens 40 Geschossen - Eine Forschungsinitiative Bautechnik 2/2015 133 Nachrichten

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Keil, Andreas; Wenger, Philipp Die semiintegrale Grubentalbrücke - Besonderheiten bei der Bauausführung Bautechnik 2/2015 134-143 Berichte

Kurzfassung

Mit der Fertigstellung der Grubentalbrücke im Abschnitt 8.1 des Verkehrsprojekts VDE 8 wurde im Sommer 2013, am Hochpunkt des Streckenabschnitts Ebensfeld-Erfurt, ein weiterer Lückenschluss auf der Neubaustrecke Nürnberg-Erfurt-Halle/Leipzig-Berlin (VDE 8) vollbracht. Die Grubentalbrücke gehört zu einer Reihe von besonderen Bauwerken des Neubauprojekts, die in einer neuen, in semiintegraler, Bauart errichtet wurden. Über die konstruktionsbedingten Besonderheiten dieser Bauart wurde bereits in der Bautechnik in Heft 10/2011 berichtet [1], hier mit dem Fokus auf die planerischen Besonderheiten und Anforderungen semiintegraler Brücken. Der vorliegende Beitrag soll nun die Besonderheiten bei der Bauausführung näher beleuchten. Dies beinhaltet einerseits Anforderungen an den Bauablauf und die Bautechnologie, bedingt durch die semiintegrale Bauweise, wie beispielsweise das ‘Einstellen von Biegemomenten’ im Zuge des Baufortschritts. Andererseits sollen auch allgemeingültige Sachverhalte bei der Ausführung einer Spannbetonbrücke Erwähnung finden, denen jedoch bei der Ausführung einer integralen bzw. semiintegralen Talbrücke eine besondere Bedeutung zukommt.

The semi-integral Grubental-Bridge - specific challenges during construction
With the completion of the Grubental-Bridge in summer 2013, within the sector 8.1 of the German major infrastructure project VDE8, situated at the up-station of the track-section Ebensfeld-Erfurt, yet another closure of the new high-speed line Nuremberg-Erfurt-Halle/Leipzig-Berlin was achieved. The Grubental-Bridge is among a series of special bridges, which were build based on a new construction method, as integral or semi-integral bridges. In the journal Bautechnik 10/2011 [1] the specifics of the integral construction method were already described, focusing on the design-related specifics and challenges. Following up, the report at hand shall highlight selected specific challenges during the construction of the bridge. It reflects specific requirements for the construction and equipment, connected to the semi-integral design, such as the ‘adjusting of bending stresses’ in the course of construction, for instance. Beyond that some general issues in connection with the construction of a pre-stressed concrete bridge shall be introduced, which however become more important in the case of a integral or semi-integral bridge, as for instance the geometric control during the erection process.

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Vockrodt, Hans-Jörg Erfurt - Brücken der Gründerzeit Meiner lieben Frau GABI ? gewidmet Bautechnik 2/2015 144-151 Berichte

Kurzfassung

Betrachtet man die städtebauliche Entwicklung der Stadt Erfurt in der Gründerzeit, so stehen oftmals nur die Architektur und die künstlerische Intension ihrer Schöpfer im Vordergrund. Die bautechnische Leistung der Ingenieure jener Zeit, die auf natur- und technikwissenschaftlicher Grundlage planten, entwarfen, konstruierten und berechneten, bleibt im Hintergrund. Dieser Beitrag soll daher die Erfurter Brücken der Gründerzeit und die Ingenieure, die sie erschufen, würdigen.

Erfurt - Bridges of the 19th Century
If we examine the town planning development of the City of Erfurt during Germany's period of expansion in the 19th century, we often focus solely on the architecture and the artistic intentions of its creators. The structural achievements of the engineers of that time, who planned, designed, built and calculated on a scientific and technical basis, are often ignored. This article therefore aims to pay tribute to the Erfurt bridges of this part of the 19th century and the engineers who created them.

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Becker, Andreas; Vrettos, Christos Laboruntersuchungen zum Materialverhalten von Tonbeton Bautechnik 2/2015 152-160 Aufsätze

Kurzfassung

Betone werden in Dichtwänden aufgrund ihrer geringen Durchlässigkeit und ihrer Beständigkeit bei großen hydraulischen Gradienten oftmals in Staudämmen oder in deren Untergrund als Abdichtungsmaßnahme eingesetzt. Normalbeton weist im Vergleich zu anderen Materialien einen vergleichsweise hohen Elastizitätsmodul auf, sodass insbesondere bei einer dynamischen Beanspruchung wie Erdbebeneinwirkung Probleme hinsichtlich des spröden Materialverhaltens auftreten können. Diesem Problem kann man begegnen, indem der Betonmischung ein bestimmter Prozentsatz an Feinmaterial beigegeben wird. Der Elastizitätsmodul wird dadurch verringert und es kommt zu einer höheren Duktilität des Materials. Als Zugabematerial bieten sich Tone sowie Bentonite an. In dem vorliegenden Beitrag werden bodenmechanische Versuche an einer als Tonbeton bezeichneten Mischung vorgestellt. Für Proben mit unterschiedlichem Probenalter werden einaxiale Druckfestigkeiten, Biegezugfestigkeiten, Scherfestigkeitsparameter in Triaxialversuchen sowie Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte ermittelt.

Laboratory investigations on the material behaviour of plastic concrete
Concrete cut-off walls are often used as a water barrier in earth dams or their foundation due to the low permeability and resistance to large hydraulic gradients. Regular concrete has in comparison to other materials a relatively high modulus of elasticity. Due to the brittle material behavior this may cause problems in particular under dynamic loading during seismic action. This drawback can be handled by adding a certain percentage of fine-grained material into the concrete mix, thus reducing the elastic modulus and increasing the ductility of the material. Suitable additives are clay powders or bentonites. In the present paper soil mechanical tests on a mixture known as plastic concrete are presented. Unconfined compressive strength, flexural strength, shear strength parameters under triaxial compression and water permeability coefficients are assessed in dependency on the specimen age.

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Lüking, Jan; Becker, Patrick Harmonisierung der Berechnungsverfahren der axialen Tragfähigkeit für offene Profile nach EA-Pfähle und EAU Bautechnik 2/2015 161-176 Aufsätze

Kurzfassung

Die axiale Tragfähigkeit von offenen Profilen (Stahlrohrpfähle und einfache oder doppelte Stahlträgerprofile) kann nach den Empfehlungen der EA-Pfähle oder EAU auf der Grundlage von Erfahrungswerten berechnet werden. Vergleichend angewendet führen diese Verfahren jedoch zu unterschiedlichen Ergebnissen, die in der Bemessung Unsicherheiten beim Anwender zur Folge haben. Dieser Aufsatz harmonisiert beide Berechnungsverfahren miteinander. Hierzu werden, basierend auf einer Datenbank mit dynamischen und statischen Pfahlprobebelastungsergebnissen, mit statistischen Methoden neue Erfahrungswerte zur Tragfähigkeitsberechnung abgeleitet. Hierbei wird die Pfropfenbildung über einen vereinfachten Berechnungsansatz in Abhängigkeit des Pfahldurchmessers berücksichtigt. Aufgrund der großen Datenmenge kann dieses Verfahren als näherungsweise abgesichert angesehen werden und wird für beide Regelwerke zur Anwendung empfohlen. Eine Parameterstudie und Vergleichsberechnungen runden den Beitrag ab.

Harmonization of axial capacity calculation for open-ended piles according to EA-Pfähle and EAU
The axial pile resistance of open ended piles like open ended pipe piles, H-piles and double H-piles can be calculated after the recommendations of EA-Pfähle or EAU. A comparison of these calculation methods shows that the results differ from each other. This can cause uncertainties to the users which are following the recommendations. The paper harmonizes both calculation methods. Based on a database with dynamic and static pile resistance results, new empirical values for the calculation of bearing capacity are derived using statistical methods. Furthermore the soil plugging effect is considered in a simplified method depending on the pile diameter. The validation of the new calculation method with statistic methods is based on the amount of pile tests in the database and can be confirmed. Therefore, this method is suggested for application in both national recommendations. This paper closes with a parameter study and comparison calculations.

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Kuhlmann, Jan; Oldorf, Björn; Kühl, Jens-Uwe Optimierungspotenzial für thermisch aktivierte Gründungspfähle (Energiepfähle) - Ein Modellierungsansatz im Rahmen des EU-Forschungsprojektes "e-hub" Bautechnik 2/2015 177-180 Berichte

Kurzfassung

Die Nutzung oberflächennaher Geothermie ermöglicht eine wirtschaftliche und umweltschonende Bereitstellung regenerativ gewonnener thermischer Energie als Alternative zu einer konventionellen Wärme- bzw. Kälteversorgung. Als geothermisches Quellensystem werden zunehmend sogenannte “thermoaktive erdberührte Bauteile” wie z. B. Gründungspfähle oder Bodenplatten verwendet. Deren unter baustatischen Gesichtspunkten erfolgende Herstellung bietet noch deutliches Optimierungspotenzial für die Nutzung als Erdwärmeübertrager.
Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes “e-hub” sind daher rechnergestützte Modellierungsarbeiten zur Untersuchung von Möglichkeiten für die Erhöhung der Leistungsfähigkeit von thermisch aktivierten Gründungspfählen, sogenannten Energiepfählen, durchgeführt worden.
Dabei zeigte sich insbesondere bei der Verwendung von gut wärmeleitenden Zuschlagstoffen für den Pfahlbeton eine Steigerung der thermischen Leistungsfähigkeit der Energiepfähle von bis zu ca. 30 %, verglichen mit regulärem Pfahlbeton. Je nach Projektumfang und konstruktiver Pfahlausführung kann durch dessen Verwendung eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz und damit eine nachhaltige Wirtschaftlichkeit des Geothermieprojektes bei moderat erhöhten Herstellungskosten erreicht werden.

Potential for optimization of thermally activated foundation piles (energy piles) - A modelling approach from the EU-funded research project “e-hub”
The use of shallow geothermal energy enables a cost-effective and environmentally friendly provision of renewable thermal energy as an alternative to conventional heating and cooling supply. As a geothermal source system, so called “thermally activated construction parts” such as foundation piles or floor plates, are being used increasingly often. Those are designed mainly for structural purposes and hence offer significant optimization potential for the use as a geothermal heat exchanger.
Therefore computational modeling works have been carried out as part of the European research project “e-hub”. Their major aim was to investigate options for a performance increase of thermally activated foundation piles, so-called “energy piles”.
A particularly evident performance increase of up to 30 % could be demonstrated for the use of highly thermally conductive aggregates in pile concrete compared with regular concrete. Depending on the actual project scope and the constructive pile design, a significant improvement in energy efficiency and sustainable profitability of real world geothermal projects are expected at moderately increased production costs

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Bautechnik aktuell 2/2015 Bautechnik 2/2015 181-185 Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Rudolf Floss - 80 Jahre / Wolfgang Walochnik (1941-2014)

Tagungen: 10. Hans-Lorenz-Symposium 2014

Firmen und Verbände: Ingenieurpreis 2015 der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau verliehen / Sundsvallbrücke mit Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues ausgezeichnet

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 2/2015 186-188 Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 Inhalt

Kurzfassung

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Marzahn, Gero Brücken fit für die Zukunft machen Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 81 Editorial

Kurzfassung

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Hegger, Josef; Marzahn, Gero; Teworte, Frederik; Herbrand, Martin Zur Anwendung des Hauptzugspannungskriteriums bei der Nachrechnung bestehender Spannbetonbrücken Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 82-95 Fachthemen

Kurzfassung

Bisher durchgeführte Nachrechnungen bestehender Spannbetonbrücken auf Basis der vom Bundesverkehrsministerium veröffentlichten Nachrechnungsrichtlinie haben in vielen Fällen Defizite der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit sowie des Ermüdungswiderstands ergeben. In einem Forschungsvorhaben im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen wurden daher Bemessungsverfahren formuliert, die in die erste Ergänzung zur bestehenden Nachrechnungsrichtlinie implementiert wurden. Der vorliegende Beitrag beschreibt die entsprechenden Verfahren zur Ermittlung der Querkrafttragfähigkeit unter statischer und zyklischer Belastung ohne Berücksichtigung einer Querkraftbewehrung. Die Verfahren berücksichtigen neben neueren Forschungsergebnissen die technischen Regelwerke für Betonbrücken und basieren auf einem Nachweis der Hauptzugspannungen. Anhand einer typischen Hohlkastenbrücke des Bundesautobahnnetzes werden die Anwendung der Verfahren exemplarisch erläutert und die wesentlichen Ergebnisse dargestellt.

Principal tensile stress criterion for the shear assessment of existing concrete bridges
The structural assessment of existing road bridges that has been recently performed on the basis of the equally named provisions, issued in 2011 by the Federal Ministry of Transport and Urban Affairs, have revealed significant deficits in shear and torsion as well as fatigue resistance especially in prestressed concrete bridges. In a research project, funded by the Federal Highway Research Institute of Germany, design methods have been developed that were incorporated into the first addendum of the Structural Assessment Provisions. This paper describes the respective design methods for shear under static and cyclic loading without shear reinforcement. The procedures take into account current research results as well as the design codes for concrete bridges and are based on a verification of the principal tensile stresses. The use of the procedure and the main results are shown exemplarily by a design example of a typical box girder bridge of the German road network.

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Haveresch, Karl-Heinz Erfahrungen bei Nachrechnung und Verstärkung von Brücken Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 96-112 Fachthemen

Kurzfassung

Es wird über die Erfahrungen berichtet, die bei der Nachrechnung und Verstärkung von mehr als 250 älteren Brücken gewonnen wurden. Die Verfahrensschritte, die methodischen und technischen Lösungsansätze sowie die typischen Ergebnisse werden dargestellt und bewertet. Die im Beitrag gegebenen Empfehlungen für die Auslegung und notwendige Ergänzung der Nachrechnungsrichtlinie werden unter dem Vorbehalt einer zukünftigen bauaufsichtlichen Regelung gegeben.

Experiences concerning structural assessment and strengthening of older bridges
While analysing current traffic volume on German highways, an exceedance of the planned bearing capacity for most of the highway bridges was detected. This exceedance is mainly caused by increasing daily traffic volume, including increasingly heavy trucks with a rising number of axes and load size. In fact, strengthening of most of these bridges becomes necessary to ensure future long-term serviceability of the German Autobahn system.
In the meantime, first experiences in terms of structural assessment and strengthening of older highway bridges were collected. Therefore, this report presents gained experiences concerning the refurbishment of more than 250 older highway bridges. Furthermore, recommendations for application, interpretation and evolution of technical regulations are given. For these purposes process steps, methods of choice and technical solutions are described.

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Pelke, Eberhard; Zichner, Tilman Ertüchtigung der Nibelungenbrücke Worms Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 113-130 Fachthemen

Kurzfassung

Die Ertüchtigung der Nibelungenbrücke im Verlauf der B47 über den Rhein bei Worms war eine sehr komplexe Maßnahme, da die Vorlandbrücken, deren Entstehung in den letzten Jahren des 19. Jahrhunderts lag, mit einer Strombrücke, die eine der ersten im Freivorbau errichtete Spannbetonbrücke ist, verknüpft sind. Ihre Konzeption musste sich nach den noch vorhandenen und aus wirtschaftlichen Gründen weiter zu verwendenden Fundamenten der im 2. Weltkrieg zerstörten Brücke aus Stahlfachwerkbögen richten. Zudem gab es weder eine gültige Spannbetonnorm noch Richtzeichnungen für die konstruktive Durchbildung.
Dieser Bericht konzentriert sich auf die eher ungewöhnlichen Baumaßnahmen zur Ertüchtigung von Strombrücke und Vorlandbrücken. Auf die “üblichen” Instandsetzungsarbeiten, wie z. B. Betonersatz, Bau eines neuen Treppenturmes oder Erneuerung von Entwässerung, Abdichtung und Belag, wird nicht eingegangen.

The Improvement of the Nibelungen Bridge at Worms
The improvement of the Nibelungen Bridge crossing the river Rhine at Worms as part of the B 47 has been a very complex task due to the fact that the foreshore bridges built in the last years of the 19th century were linked to a river bridge, which is one of the first prestressed concrete bridges constructed using the cantilever method.
Its conceptual design had to comply with the still existing and for economic reasons to be reused foundations of a steel framework bridge destroyed during the Second World War. Moreover, both a valid standard for prestressed concrete constructions and guidance drawings were lacking.
This article concentrates on the rather extraordinary approach to improve the river bridge and the foreshore bridges. It will not enlarge on conventional rehabilitation work as e.g. concrete replacement, construction of a new stair tower or renewal of drainage, sealing and covering.

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Lühr, Stefan; Morgen, Karl; Wieser, Michael Stahlbetonfahrbahnplatte aus Fertigteilen mit Ortbetonergänzung beim Ersatzneubau der Straßenbrücke Horsterdamm Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 131-137 Fachthemen

Kurzfassung

Die Straßenbrücke Horsterdamm in Lauenburg kreuzt den Elbe-Lübeck-Kanal und die Eisenbahntrasse Lüneburg-Lübeck. Die alte Straßenbrücke, eine genietete Fachwerkbrücke mit untenliegender Stahlbetonfahrbahn aus dem Jahr 1939, wies erhebliche Schäden auf und musste ersetzt werden. Die neue Brücke wurde als Stabbogenbrücke mit einer Stahlbetonfahrbahn als Verbundkonstruktion geplant und realisiert, wobei zahlreiche Leitungen ein Verschalen auf der Unterseite nahezu unmöglich machten. Zur Realisierung der Fahrbahnplatte wurde daher auf Stahlbetonfertigteile mit Ortbetonergänzung zurückgegriffen. Im Folgenden werden die planerischen und baubetrieblichen Erfahrungen zusammengefasst dargestellt. Abschließend wird auf Vorteile im Hinblick auf Zwangsbeanspruchungen und Erstrissbildung infolge abfließender Hydratationswärmeentwicklung eingegangen.

Concrete deck with precast elements and cast in place topping employed at the new road bridge Horsterdamm
The new road bridge Horsterdamm in the city of Lauenburg crosses the Elbe-Lübeck-Canal and a railway line. The old bridge, a riveted truss bridge, built in 1939, showed severe defects and had to be replaced. The new bridge is designed as an arched bridge with a composite concrete slab. A bunch of pipes and wires under the bridge lead to the decision to employ precast elements with a cast in place topping. The paper deals with some special design aspects and experiences during erection. Special attention is given to the advantages of the precast elements with respect to crack development due to hydration heat and constraint.

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Novák, Balthasar; Pelke, Eberhard; Boros, Vazul; Reinhard, Jochen; Berger, Dieter Endverankerungen bei Ertüchtigung von Brücken mit externer Vorspannung Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 138-154 Fachthemen

Kurzfassung

Die Instandsetzung von bestehenden Massivbrücken durch externe Vorspannung kann eine effiziente Maßnahme der Tragwerksertüchtigung darstellen. Durch den Einbau von zusätzlichen externen Spanngliedern ist es möglich, Defizite in der Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit von Bauwerken zu kompensieren und dadurch eine Verlängerung der Nutzungsdauer zu erreichen. Im Rahmen einer wissenschaftlichen Abhandlung erfolgte eine systematische Analyse dieser Art von Verstärkungsmaßnahmen, um vorhandene und bisher nicht bekannte Defizite ausgeführter Ertüchtigungen im Speziellen bei den Endverankerungssystemen aufzuzeigen. Auf Basis der Erkenntnisse der Untersuchungen wurden Varianten für die Verankerung der hohen Kräfte aus externer Vorspannung erarbeitet und bereits angewandte Konzepte diskutiert und Verbesserungspotenziale aufgezeigt. Weiter wurden verschiedene Planungshilfen erstellt, um den Planungsablauf zu vereinheitlichen und zu erleichtern.

Anchorages of external tendons for strengthening reinforced concrete bridges
Additional prestressing of existing reinforced concrete bridges using external tendons represents an efficient method of structural retrofitting. The installation of external tendons leads to a reduction of deficiencies in safety, serviceability and durability, thus increasing the expected lifespan of the bridge. A scientific research project was initiated to analyze potential vulnerabilities of such measures - especially at the anchorage devices- , considering the insights from several recently retrofitted bridges. Based on the results from this study new concepts for the anchorage of the significant external prestressing forces into the existing superstructure are introduced. Common solutions of this detail are examined and improvements are proposed. Furthermore several tools have been developed to facilitate and standardize the planning process.

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Akkermann, Jan; Hewener, Alexander Seismische Isolierung des Gebetssaals der Großen Moschee von Algerien Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 155-161 Fachthemen

Kurzfassung

In Algier entsteht derzeit die drittgrößte Moschee der Welt, deren Gebetssaal für den Besuch von bis zu 32 000 Gläubigen ausgelegt wurde. Der Architekturidee von einer hohen Transparenz des Innenraums folgend wurde ein spezielles, dreidimensionales Aussteifungssystem ohne innenseitige Aussteifungselemente entworfen. Nordalgerien liegt in einer seismisch hochaktiven Zone. Zur Gewährleistung der Standsicherheit des monumentalen Bauwerks wurde eine seismische Isolierung mittels Gleitpendel-Isolatoren gewählt. Ferner werden viskose Hydraulikdämpfer zur Reduzierung der Erdbebenverformung verwendet. Der Artikel beschreibt Erdbebenentwurf und -bemessung des Gebäudes und stellt die normativen Besonderheiten bei der Planung, der Ausschreibung und der Ausführung der Konstruktion gemäß Euronormen (EN) vor.

Seismic Isolation of the Prayer Hall of the Great Mosque of Algiers
The world's third largest mosque, whose prayer hall is designed for up to 32 000 believers, is presently under construction. Following the architectural idea of a high transparency inside the hall, a special three-dimensional stiffening system without inner shear walls or bracings was designed. Northern Algeria is a strong motion area. To assure the structural safety of the monumental building a seismic isolation with sliding- isolation-pendulum was chosen. Furthermore fluid viscous dampers were arranged to reduce the earthquake displacements. The article describes the earthquake design and the related calculations and presents the specialties in the design codes concerning the planning, the tender documents and the execution of the constructions according to European codes (EN).

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Hadl, Philipp; della Pietra, Regina; Hoang, Kim Huy; Tue, Nguyen Viet; Pilch, Erwin Anwendung von UHPC als direkt befahrener Aufbeton bei der Integralisierung eines bestehenden Brückenbauwerks in Österreich Beton- und Stahlbetonbau 2/2015 162-170 Berichte

Kurzfassung

Ultrahochleistungsbeton (UHPC) hat dank seiner hohen Festigkeiten und hervorragender Dauerhaftigkeit großes Potenzial für die Instandsetzung und Verstärkung von bestehenden Bauwerken. Die Umsetzung bei diesem Pilotprojekt erfolgt durch den Einsatz einer dünnen UHPC-Schicht, die eine Tragfähigkeitserhöhung bewirken und gleichzeitig die Abdichtung sowie den bituminösen Belag ersetzen soll. Gewöhnliche Schwachstellen wie undichte Stellen oder Spurrillenbildung können so auf ein Minimum reduziert werden. Neben einer Druckfestigkeit von ca. 180 MPa lässt sich mit dem für das Pilotprojekt entwickelten Beton ein Gefälle von bis zu 4.5 % realisieren. Insgesamt wurden bei diesem Pilotprojekt über 40 m3 UHPC in einem gewöhnlichen Transportbetonwerk hergestellt und als Ortbeton auf der Baustelle eingebaut. Mit der Umsetzung dieses Pilotprojekts in Österreich konnte die Praxistauglichkeit der Verstärkungsmethode mit UHPC erprobt werden.

Application of UHPC as road bridge topping within the adaptation of an existing conventional bridge to an integral abutment bridge in Austria
Ultra-high performance concrete (UHPC) has a high potential for the repair and retrofitting of existing reinforced concrete structures. A thin UHPC layer of a few centimeters can replace the waterproofing as well as the asphalt pavement and increase the load-carrying capacity. Due to its excellent durability properties, a longer service life of bridge decks made of UHPC can be expected. This paper presents the application of UHPC in the renovation of an existing reinforced concrete motorway bridge in Austria. The development of a UHPC with a compressive strength of 180 MPa, which enables a superstructure with a cross slope up to 4.5 % was necessary for this pilot project. In total, more than 40 m3 UHPC were produced in a ready-mix concrete plant and cast on site. Within this project a successful transfer of laboratory findings into practical productions under on-site conditions was achieved.

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