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Zum Gelingen einer Membrankonstruktion tragen die gewählte Form sowie die erarbeiteten Details in höchstem Maße bei. Wie im Schalenbau unterliegen die möglichen Formen strengen mechanischen Gesetzmäßigkeiten, die doppeltgekrümmte Formen und vorgespannte Tragsysteme erfordern. Die Verformungen der entmaterialisierten, weil ausschließlich auf Zug beanspruchten Konstruktionen und die genaue Verfolgung des Kraftflusses erfordern überdurchschnittliche Sorgfalt bei der Festlegung der Details.

Nachrichten:
ExpertenForum Beton 2021 in Feuchtwangen - hier trafen sich die Betonexperten!
Masterplan für die Digitalisierung im Bundesfernstraßen-Bau
Fünf Projekte sind für den Ernst & Sohn Ingenieurbaupreis 2022 nominiert
QualitätsPreis Planer am Bau 2021 verliehen
Markus Oeser ist neuer BASt-Präsident
Dank

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Zur Zeit ist ein großes Wasserkraftwerk am Fluß Kali Gandaki (Nepal) in Bau. In diesem Beitrag wird eine kurze Gesamtübersicht über den Stahlwasserbau-Anteil dieses Projekts gegeben. Im weiteren werden technische Details der Wehrsegmente beschrieben, die auf Grund ihrer Abmessungen und Belastung besonders hervortreten.

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Das Ermüdungsverhalten von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten wird experimentell untersucht und bewertet. Die durchgeführten Analysen behandeln neben dem Ermüdungsverhalten des Schweißnahtanschlusses zwischen Lärmschutzwandsteher und Fußplatte auch die zur Befestigung der Steherkonstruktion im Betonbauteil verankerten Gewindebolzen. Als dynamische Einwirkung wird die bei Zugvorbeifahrt sich einstellende impulsförmige Druck-/Sog- Belastung betrachtet und die zu erwartende Lebensdauer der Konstruktion rechnerisch prognostiziert. Die experimentellen Untersuchungen werden in der Form von Dauerschwingver suchen mit bis zu 5 Mio. Lastspielen durchgeführt. Die dyna mische Belastung wird in realitätsnaher Größe durch einen servohydraulischen Zylinder aufgebracht und die Reaktionen der Lärmschutzwandsteher werden über die gesamte Versuchsdauer messtechnisch dokumentiert. Es wurden unterschiedliche Typen von Lärmschutzwandstehern getestet und die Auswirkungen von Ausführungsmängeln auf die Dauer haftigkeit experimentell untersucht. Die Ergebnisse der durchgeführten Ermüdungsversuche werden umfassend dargelegt und diskutiert.

Experimental investigation on fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures
The fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures are experimentally studied and valuated. Beside the fatigue prone welded joints between steel post and base plate, the threaded bolts that are executed for fastening the posts to the concrete beams are investigated. The fatigue tests are performed under dynamic loading by taking the realistic amplitudes of impulsive aerodynamic pressure and suction loads that occur during train passing into account. The expectable lifetime of the post and its fastenings will be calculated. All dynamic fatigue tests are performed till 5 Million load cycles, except if precocious structural fatigue failures occur. The dynamic loading is applied by use of a closed-loop controlled servo-hydraulic cylinder and the resul ting structural response is measured over the full test duration. Different types of steel posts and their fastening elements were tested, and potential execution faults were applied to study their influence on the resultant fatigue lifetime. The results of performed fatigue tests are discussed in detail.

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Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Kindmann zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Aufgrund des erhöhten Verkehrsaufkommens werden Brücken hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit überprüft. Entsprechende Untersuchungen haben ergeben, dass die Lennetalbrücke im Zuge der A45 bei Hagen aufgrund des Tragwerkzustandes durch einen Neubau zu ersetzen ist, der zukünftig auch einen sechsstreifigen Ausbau der Autobahn gewährleistet. Seit September 2013 finden die Baustellenarbeiten an der neuen Brücke statt. In Fahrtrichtung Frankfurt a. M. ist neben der eigentlichen Trassenführung einer von zwei Überbauten auf Behelfspfeilern errichtet worden, der zu einem späteren Zeitpunkt quer eingeschoben werden soll. Mit einer Überbaulänge von ca. 1 000 m kann der geplante Querverschub als der “größte” betrachtet werden, den es bis zum jetzigen Zeitpunkt in Deutschland gegeben hat.

Replacement of the Lennetal Viaduct, Germany - Lateral shift of a composite superstructure in a new dimension.
Due to an increase of traffic, bridges are being reviewed regarding their capacity at the ultimate and serviceability limit states as well as their durability. Corresponding investigations have come to the conclusion that the Lennetal Viaduct, which is located close to the city of Hagen within the freeway A45, has to be replaced. In doing so, the bridge is supposed to assure the development of six traffic lanes in future. The work at the construction site for the new bridge is being carried into execution since 2013. A new superstructure has been erected on temporary piers next to the original alignment of the freeway for the traffic directing to the city of Frankfurt a. M. Exhibiting a total length of approx. 1 000 m, the superstructure is supposed to be shifted laterally in its final position. With this, the intended shift can be considered as the “largest” one, which has been carried out in Germany up to now.

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Das Porensystem im Beton, bestehend aus Gel- und Kapillarporen, beeinflusst dessen Wasseraufnahmefähigkeit und so direkt auch den Frost-Tausalz-Widerstand. Unterschiedliche Expositionsbedingungen im jungen Alter des Betons haben dabei einen ausgeprägten Einfluss auf die Ausbildung des Porensystems. Um die Rolle der Vorkonditionierung auf das sich ausbildende Porengefüge und so den Frost-Tausalz-Widerstand von Beton zu klären, wurden Proben bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten vorkonditioniert und anschließend gemäß dem CDF-Test untersucht. Es wurde festgestellt, dass der Frost-Tausalz-Widerstand von Proben mit einem Wasserzementwert von 0,40 maßgebend vom oberflächennahen Hydratationsgrad abhängt. Dieser variierte aufgrund der unterschiedlichen Luftfeuchten bei der Vorkonditionierung. Ausschlaggebendes Kriterium für den Frost-Tausalz-Widerstand der Proben mit einem Wasserzementwert von 0,55 stellt, bedingt durch das bei diesem w/z ausgeprägte Kapillarporensystem, der Grad der Wassersättigung dar. Proben mit einem besonders ausgeprägten Kapillarporensystem besaßen sehr hohe Abwitterungsbeträge. Abschließend wird ein auf einem künstlichen neuronalen Netz basierendes Prognosemodell vorgestellt. Dieses ist in der Lage, die Abwitterung von Mörteln im CDF-Versuch anhand von Feuchtigkeitsmessungen vor einer Frost-Tau-Beanspruchung zu prognostizieren.

Effect of preconditioning on the freeze-thaw resistance of concrete
The pore system in concrete, consisting of gel and capillary pores, influences its water absorption capacity and thus directly also the freeze-thaw resistance. Different exposure conditions in the young age of concrete have a significant influence on the formation of the pore system. To clarify the role of preconditioning on the forming pore structure and thus the freeze-thaw resistance of concrete, specimens were preconditioned at different relative humidities and then tested according to the CDF test. It was found that the freeze-thaw resistance of specimens with a water-cement ratio of 0.40 depended significantly on the degree of hydration near the surface. This varied due to the different humidities during preconditioning. The decisive criterion for the freeze-thaw resistance of the specimens with a water-cement ratio of 0.55 is the degree of water saturation due to the distinctive capillary pore system of this w/c. The degree of water saturation of the specimens with a water-cement ratio of 0.55 is also a decisive criterion for the freeze-thaw resistance. Specimens with a particularly distinct capillary pore system possessed very high amounts of weathering. Finally, a prediction model based on an artificial neural network is presented. This model is able to predict the weathering of mortar samples in the CDF test on the basis of moisture measurements before freeze-thaw exposure.

Elementdecken aus vorgefertigten Stahlbetonplatten mit Gitterträgern und aufbeto-nierter Ortbetonschicht werden bei einem zusätzlichen Nachweis der Verbundfuge wie Ortbetondecken bemessen. Während nichtlineare und plastische Bemessungsverfahren in bauaufsichtlichen Zulassungen für Gitterträger derzeit aufgrund mangelnder Erfahrung ausgeschlossen sind, ist eine lineare Schnittgrößenermittlung mit nachträglicher begrenzter Momentenumlagerung wie bei Ortbetondecken möglich. Für Momentenumlagerungen von 30 % muß nach DIN 1045-1 hochduktiler Betonstahl für die Biegezugbewehrung verwendet werden. Wenngleich DIN 1045-1 hierbei normalduktilen Betonstahl für Gitterträger nicht ausschließt, ist die notwendige Rotationsfähigkeit sicherzustellen. Vier Versuche am Institut für Massivbau der RWTH Aachen haben gezeigt, daß auch mit Gitterträgern aus normalduktilem Betonstahl große plastische Rotationen möglich sind, ohne daß eine Reduktion der Querkrafttragfähigkeit festzustellen war.

Die gekrümmte Grundrißform lässt sich optimal mit der fugenlosen Bauweise kombinieren. Denn Zwängungen aus Temperaturschwankungen und Betonschwinden lassen sich durch horizontales "Atmen" des Überbaus auf niedrigem Niveau halten. Damit können aufwendige technologische und konstruktive Maßnahmen zur Beherrschung der Rißbildung vermieden und Kosten gesenkt werden. Zudem eröffnen sich in Hinblick auf die Gestaltung neue Möglichkeiten. Im nachfolgenden Beitrag wird gezeigt, daß zum Entwerfen gekrümmter Betonbrücken bereits wenige Parameter ausreichen.

Die Kraftbestimmung in Kabeln von Schrägseilbrücken und externen Spanngliedern ist zur Prüfung und Beurteilung dieser Bauteile erforderlich. Die Feststellung der Kräfte durch Abhebekontrollen mit hydraulischen Pressen ist mit erheblichem Aufwand sowie der Gefahr von Beschädigung verbunden. Auch Schwingungsmeßmethoden zur Bestimmung der wirksamen Kabelkräfte zeigen nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse. Vor allem bei hohen Zugkräften und kurzen Kabeln sind fallweise Fehler von bis zu ± 10 % feststellbar. Aus diesem Grund sind Verfahren erforderlich, die eine effiziente und sehr genaue Bestimmung der Kabelkraft ermöglichen. In diesem Beitrag wird eine praktisch einsetzbare Methode für eine genaue Kraftbestimmung auf Basis von Schwingungsmessungen am Beispiel der Schrägseilbrücke über den Wiener Donaukanal präsentiert.

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Das Modell des “äquivalenten T-Stummels” ist ein anerkanntes Verfahren zur Beurteilung der Tragfähigkeit geschraubter Plattenverbindungen. In DIN EN 1993-1-8 wird diese Methode als Standard vorgegeben. Die dort angegebenen Formeln für die Berechnung der effektiven Länge beruhen auf der Auswertung umfangreicher Versuchsergebnisse und ergänzender FE-Berechnungen. Ein schlüssiges mechanisches Modell fehlt bis heute. Im Folgenden wird nun ein solches mechanisches Modell vorgestellt, welches es erlaubt, auf der Basis der Fließlinientheorie die effektive Länge von Fließlinien für unterschiedliche Versagensmuster auf einfache Weise zu berechnen.

To the mechanics of the equivalent T-stub.
The “equivalent T-stub” model is a recognized method of assessing the load bearing capacity of bolted end-plate connections. In DIN EN 1993-1-8 this method is specified as standard. The formulas given there for calculating the effective length are based on the evaluation of a large number of test results and supplementary FE calculations. A conclusive mechanical model is still missing. In the following, such a mechanical model will be presented, which allows to easily calculate the total effective length of yield lines for different collapse patterns on the basis of the plastic hinge line theory.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Säulengründungen können ummantelte Säulen zur Baugrundverbesserung auch in sehr weichen Böden eingesetzt werden, da die radiale Stützwirkung durch die Ummantelung im Verbund mit dem umgebenden Boden sichergestellt wird, wobei der Geokunststoff durch Ringzugkräfte beansprucht wird. Beim Vorliegen von weichen bindigen oder organischen Böden wie Torf wird dieses Bauverfahren daher zunehmend zur Gründung von Bauwerken, insbesondere von Dämmen, eingesetzt. Es werden numerische und analytische Berechnungsverfahren vorgestellt, mit denen eine Berechnung und Bemessung des Gründungsverfahrens möglich ist.