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Bei der Nachrechnung älterer Spannbetonbrücken mit Hohlkastenquerschnitt werden derzeit häufig große rechnerische Defizite beim Nachweis der schubfesten Verbindung zwischen gedrückter Bodenplatte und den Stegen im Bereich der Zwischenunterstützungen festgestellt. Neben erhöhten Beanspruchungen als Folge stetig steigender Verkehrslastzahlen sind diese Defizite im Wesentlichen auf die mit Einführung der DIN-Fachberichte für den Brückenbau im Jahr 2003 geänderten Bemessungsvorschriften zurückzuführen. In Deutschland erfolgt die Ermittlung des Tragwiderstands im GZT seither auf Grundlage des Fachwerkmodells mit Rissreibung. In den hier vorgestellten Untersuchungen wird gezeigt, dass die Übertragung dieses für Stegquerschnitte entwickelten Modells auf Druckgurte mechanisch nicht begründet ist und zu sehr konservativen Ergebnissen führt. Auf Basis der Ergebnisse numerischer und analytischer Betrachtungen werden Bemessungsmodelle entwickelt, die das Tragverhalten vorwiegend gedrückter Gurtbereiche realitätsnäher erfassen. Die Kalibrierung und Verifikation der FE-Modelle erfolgt in den durchgeführten Untersuchungen stets durch den Vergleich mit Ergebnissen gut dokumentierter Versuche aus der Literatur.

Investigation on structural behaviour of the compression slabs in box girder bridges
The reassessment of older prestressed concrete box girder bridges frequently yields large calculative load bearing capacity deficits in the detection of the shear resistance between webs and flanges. In addition to increased traffic loads, these deficits result from various recent modifications of the design standards. In Germany, the determination of the shear resistance at Ultimate Limit State (ULS) is calculated in consideration of “DIN-Fachbericht 102” on the basis of the “truss model with crack friction”. This model was developed to calculate the shear resistance of webs. The use of this model to calculate the shear resistance between webs and flanges leads to conservative results and is not mechanically motivated. Based on the results of numerical and analytical examinations, design models are being developed that determine the carrying capacity of flange sections under compression more realistic. The calibration and verification of FE models in the tests are always carried out by the comparison with the results of well-documented tests from the literature.

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Ausgangspunkt für die Dauerüberwachung der Brücke über die Bahn in Waren (Müritz) bilden die Ergebnisse der Nachrechnung und der Spannstahluntersuchungen. Entsprechend diesen war davon auszugehen, dass das Bauwerk zwar spannungsrisskorrosionsgefährdeten Spannstahl enthält, jedoch eine ausreichende Ankündigung bezüglich eines duktilen Versagens besitzt. Damit ist der Weiterbetrieb der Brücke unter Voraussetzung eines verkürzten Inspektionsintervalls möglich. Wegen der stark eingeschränkten Inspizierbarkeit des Bauwerks im laufenden Betrieb wurde die erforderliche zeitlich engmaschige visuelle Begutachtung durch ein Bauwerksmonitoring ersetzt. Im Fokus stand dabei nicht die ganzheitliche messtechnische Observation des Bauwerks, sondern die zielgerichtete und wirtschaftliche Registrierung einer eventuell auftretenden Biegerissbildung.
Innerhalb des bisher zweijährigen Messzeitraums wurde das Auftreten eines Biegerisses unter Gebrauchslasten und damit das tatsächliche Eintreten des Riss-vor-Bruch-Kriteriums detektiert. Der Beitrag zeigt die prinzipielle Vorgehensweise beim zielgerichteten Sammeln von Informationen als Grundlage für eine sichere Entscheidungsfindung sowie bei der Planung, Ausführung und Bewertung der Dauermessungen und deren Einordnung in den Begutachtungsprozess des Bauwerks.

Structural monitoring for safeguarding the remaining life time of a bridge building endangered by stress corrosion cracking
Initial point of the structural monitoring of the bridge over the railway in Waren (Müritz) were the results of recalculation and the investigations of the prestressed wires. In this regard it was documented, that the bridge is in fact endangered by stress corrosion cracking, but ductility provides a sufficient prior notice of failure. Thus the further use of the bridge is possible, provided of a shortened inspection interval. Due to ongoing use the inspection of the building is possible to a limited extend only, the necessary frequent visual assessment was replaced by a structural monitoring. So the focus was not on the complete measurement based observation of the building. The main aim of the structural monitoring rather was the purposeful and economical registration of possibly developing bending cracks.
During the monitoring period of two years the development of a bending crack under service load was detected and thereby the real arise of the crack-before-failure-criterion was confirmed. The paper shows the principle procedure of collecting information as basis for a safe decision making as well as on planning, execution and evaluation of structural measurements and their integration into the assessment process of the structure.

In statisch unbestimmten Systemen erzeugen ungleichmäßige Erwärmungen Zwangsspannungen. Für die Berechnung und Bemessung von Brücken werden diese üblicherweise durch lineare Temperaturgradienten berücksichtigt. Neben dem vertikalen Gradienten gilt die mittlere Querschnittstemperatur als bemessungsrelevant. Gängige Regelwerke geben für beide feste Einzelwerte bzw. vereinfachte Verteilungen für die Nachrechnung vor. Diese basieren auf Untersuchungen grundlegender Bauwerkstypen, die als repräsentativ für die Gesamtheit der Brücken angesehen werden. Die daraus abgeleiteten Kennwerte erfassen daher lokale, bauwerksspezifische - und ggf. beanspruchungsmindernde - Besonderheiten, regionale klimatische Unterschiede, Beschattungssituationen sowie die Ausrichtung des Bauwerks nicht.
Werden die relevanten Temperaturanteile aus einem Zeitverlauf des Temperaturfelds ermittelt, können die allgemeinen Kennwerte der Regelwerke durch bauwerksspezifische diskrete Verteilungen der Temperaturbeanspruchungen ersetzt werden. Im Beitrag wird gezeigt, wie die instationären Temperaturfelder mittels eines Tabellenkalkulationsprogramms unter Verwendung langzeitiger, lokaler Klimadaten berechnet werden können. Dazu wird die FOURIER'sche Differenzialgleichung der Wärmeübertragung mit einem Finite-Elemente-Ansatz gelöst und um Randbedingungen der Wärmeübertragung durch äußere Einflüsse ergänzt. Besonderheiten und Eigenschaften des Verfahrens werden diskutiert und die Berechnungsergebnisse mit Messdaten eines Temperaturmonitorings an einer Spannbetonbrücke verglichen. Es zeigen sich gute Übereinstimmungen für das Temperaturfeld sowie die daraus abgeleiteten Größen wie die rechnerischen Temperaturgradienten.

Computation of temperature fields on bridges - Implementation by means of spread-sheets
Non-uniform heating causes internal stresses in statically indeterminate systems. In bridge calculation and design, these are usually considered by linear temperature gradients. Beside these linear vertical gradients, the average temperature of the cross-section is relevant for structural design. In return, nowadays standards provide deterministic values or simplified distributions for recalculation which are based on investigations of typical structures seen as representative for the entire stock. Thus, characteristics derived therefrom do not cover local features that might be beneficial like regional ambient conditions, partial clouding or a structure's specific orientation.
Actually, general temperature characteristics from codes can be substituted with local information if the temperature distribution and its key parameters are extracted from the local time-variable temperature field directly. The paper shows how transient, non-stationary temperature fields can be computed from long-term climate data by means of spread-sheet analysis. For this purpose, FOURIER's differential equation of heat transfer is solved with finite elements employing boundary conditions, which reflect the ambient climate conditions. Key features of the methodology are discussed in detail, while the obtained results are strictly compared to measurement data from a temperature-monitoring of a pre-stressed concrete bridge. Computed results comply well with these measurements.

Bei Integralbrücken ist die realistische Erfassung der Zwangbeanspruchungen und der Boden-Bauwerks-Interaktion von entscheidender Bedeutung für eine gelungene Bauwerksplanung. Im vorliegenden Beitrag werden wesentliche Ergebnisse zum Einfluss des Baugrunds auf die Schnittgrößen infolge von Temperaturänderung und des Erddrucks für Bauwerkslängen bis zu 30 m dargestellt und diskutiert. Damit werden mehr als 80% der Brücken im Straßennetz von Österreich und Deutschland behandelt. Weiterhin wird der Frage nach dem Abbau der Zwangkraft im ULS und SLS nachgegangen. Auf diesen Ergebnissen basierend, werden Empfehlungen für die Planung und Bemessung von Integralbrücken bis zu 30 m Länge vorgeschlagen.

Quantification of restraint stresses in integral bridges due to temperature and earth pressure with spans up to 30 m
The design of integral bridges requires a realistic quantification of restraint stresses as well as of soil-structure-interaction. This contribution discusses key findings regarding internal forces due to change of temperature and earthpressure while taking the influence of the subsoil into account. The observation is carried out for bridges with spans up to 30 m. This covers more than 80% of the existing road-bridges in Austria and Germany. Additionally the reduction of restraint forces in ultimate limit state and serviceability is investigated. Recommendations for the design of integral brides with spans up to 30 m are given based on the results of this study.

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Optimiert man die Form eines Betontragwerks entsprechend den Lastpfaden beispielsweise zu einer Schale, so kann das Material Beton, charakterisiert durch eine hohe Druckfestigkeit und vergleichsweise niedrige Zugfestigkeit, bestmöglich ausgenutzt werden. Problematisch dabei ist die Herstellung der Schalung der meist komplexen freigeformten Strukturen. Ein an der TU Wien entwickelter Ansatz zur Reduktion des Herstellungsaufwands für die Schalung von Betonschalen ist, ursprünglich ebene, bewehrte Betonplatten aushärten zu lassen und diese nachträglich zu einfach und/oder zweifach gekrümmten Strukturen zu verformen. Kern des Verfahrens ist der Umformungsprozess, bei dem der ausgehärtete Beton und die Bewehrung in der Lage sein müssen, die großen Verformungen aufzunehmen. Die Verformungseigenschaften von 50 mm dicken Plattenelementen konnten bereits in vorangegangenen Versuchsreihen erforscht werden. Die praktische Anwendbarkeit des Ansatzes konnte an zwei Großversuchen an einer Kugelschale mit 13 m Durchmesser und 3,2 m Höhe und einer freigeformten Betonschale mit 10,8 m x 17,6 m und einer Höhe von 2,9 m jeweils mit 50 mm Dicke erfolgreich getestet werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt weiterführende experimentelle Untersuchungen zum Biegetragverhalten von Elementen mit größerer Plattendicke von 100-120 mm und unterschiedlichen Bewehrungstypen für die Anwendung des Bauverfahrens zur Errichtung einer Wildbrücke über eine zweigleisige Bahnstrecke.

Active bending of hardened concrete plates for the construction of spatially curved surfaces
The utilization of concrete as construction material can be increased sharply by optimizing the form of the structure according to impacting loads. The particular forms found can exemplarily be concrete shells and have a free formed geometry in most cases requiring a complex mold to be produced. One approach invented at the TU Wien is to simplify the production by bending initially flat hardened concrete plates to single and double curved structures. The core of the construction method is the bending process itself. The concrete as well as the reinforcement have to be able to absorb the occurring strains. The bending properties of 50 mm thick concrete plates could already be determined in previous test series and the practical functionality of the new approach could already be successfully tested in two large scale experiments. In the first experiment a concrete shell with 13 m diameter and a height of 3.2 m was erected. Within the second experiment a free form shell with a dimension of 10.8 m x 17.6 m and a height of 2.9 m was built. The present article describes continuing research about the bending capacity of plates with higher thickness (100-120 mm) for the application of the construction method to building a shell bridge for wildlife over a two track rail.

Der Neubau des Überführungsbauwerks BW 03 über die B20 im Zuge des dreistreifigen Ausbaus der Bundesstraße im Abschnitt Burghausen - Marktl am Inn stellte eine spannende Ingenieuraufgabe dar. Der gestalterische Anspruch und die vielfältigen Anforderungen aus Nutzung und Trassierung der sich kreuzenden Verkehrswege erforderten eine unkonventionelle Entwurfslösung. Der Beitrag beschreibt den Entwurf, die Konstruktion und die Ausführung der aufgelösten Rahmenbrücke als integrale Spannbetonkonstruktion.

An integral post-tensioned concrete bridge
The new overcrossing BW 03 over highway B20 near Burghausen was a challenging engineering task. The creative demands, traffic requirements of crossing roads and highways as well as demands of future use lead to an unconventional solution.
This article describes layout, design and construction of an unraveled frame bridge as an integral post-tensioned concrete bridge.

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Persönliches:
Nachruf auf Dr.-Ing. Martin Zink

Nachrichten: Digitale Transformation der Bauindustrie: Deutschland holt nach Fehlstart auf
Staatssekretärin Iris Gleicke überreicht die Preise im Wettbewerb “Auf IT gebaut”
First announcement and call for papers: FIBRE CONCRETE 2017 (FRC, TRC, UHPC)

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Asfinag invests EUR 1.2 billion / Asfinag investiert 1,2 Mrd. Euro
Assembly of the TBM for the Bözberg Tunnel / Montage der TVM für den Bözbergtunnel
Last block concreted in the Ceneri Base Tunnel / Letzter Betonblock im Ceneri-Basistunnel betoniert
Part section of the urban transit line U5 in Frankfurt awarded / Teilabschnitt der Stadtbahnlinie U5 in Frankfurt vergeben
Freiburg regional council awards the Herrschaftsbuck Tunnel / Regierungspräsidium Freiburg vergibt Herrschaftsbucktunnel
Zuidasdok transport project in Amsterdam awarded / Verkehrsprojekt Zuidasdok in Amsterdam vergeben
Implenia wins contract on the Stockholm bypass E4 / Implenia erhält Los der Stockholmer Stadtumfahrung E4
Austrian consortium takes over tunnelling for GKI / Österreichisches Baukonsortium übernimmt Tunnelvortrieb für GKI
ILF to design the operational and safety systems for tunnels on the A44 / ILF plant die betriebs- und sicherheitstechnische Ausrüstung für Tunnel an der A44
Femern A/S answers 12,600 objections / Femern A/S übermittelt Antworten auf 12.600 Einwendungen
Atlas Copco takes over Erkat / Atlas Copco übernimmt Erkat
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

The 8.8 km long Boßler Tunnel was tendered in 2012 as a NATM tunnel, although a variant with a tunnel boring machine (TBM) was permitted for the first 2,800 m of the tunnel from the north side. The joint venture Tunnel Albaufstieg ATA won the contract in a negotiation process with the variant TBM for the first 2,800 m. Out of the conviction that a large part of the Boßler Tunnel should be feasible for a TBM, the ATA made an optimisation proposal, according to which extensive additional investigation should be undertaken in the preceding NATM tunnel and to demonstrate the feasibility of extended TBM operation. This concept was successively implemented, with a 55 m deep investigation shaft being sunk and a 20 m long investigation tunnel excavated. The investigations brought the hoped-for improved estimation of the rock mass behaviour and finally convinced all those responsible for the project (client and the contractor) that a TBM drive along the entire length of the tunnel was feasible. This procedure demanded extreme flexibility from all parties involved since the design work mostly had to be undertaken at the last minute.
Der 8, 8 km lange Boßlertunnel wurde 2012 in Spritzbetonbauweise ausgeschrieben. Für die ersten 2.800 m Tunnel von der Nordseite war auch eine Variante mit einer Tunnelvortriebsmaschine (TVM) zugelassen. Die Arbeitsgemeinschaft Tunnel Albaufstieg ATA gewann das Projekt in einem Verhandlungsverfahren mit der Variante TVM für die ersten 2.800 m. Aus der Überzeugung heraus, dass große Teile des Boßlertunnels mit TVM machbar sein sollten, machte die ATA ein Optimierungsangebot, nach dem in den vorlaufenden Spritzbetonvortrieben umfangreiche zusätzliche Erkundungen gemacht werden sollten und damit ein Nachweis für die Machbarkeit der erweiterten TVM erbracht werden sollte. Dieses Konzept wurde sukzessive umgesetzt. Dabei wurden auch zusätzlich ein 55 m tiefer Erkundungsschacht und ein 20 m langer Erkundungsstollen abgeteuft. Die Erkundungen brachten die erhoffte bessere Einschätzung des Gebirgsverhaltens und schließlich die gemeinsame Überzeugung der Projektverantwortlichen des AG und AN, dass eine TVM-Fahrt über die gesamte Länge des Tunnels machbar ist. Diese Vorgangsweise erforderte extreme Flexibilität von allen Projektbeteiligten, da die Planungsgrundlagen meist erst in letzter Minute bereitgestellt werden konnten.

The Tunnel Albaufstieg consortium won the contract with an alternative proposal to drive a section about 2.8 km long of the 8.8 km long Boßler Tunnel with a tunnel boring machine (TBM). The next section, where squeezing conditions were forecast, was to be tunnelled by the shotcrete method according to the tender documents. Manifold and extensive additional investigations delivered the basis for the extension of the TBM drive along the entire length of the Boßler Tunnels. The driving of the section through the Aalenian 1 geology was problem free due to the low strengths and good cuttability of the rock mass combined with its impermeability. The next section in the intercalation of claystone and sandstone of the Aalenian 2 was much more differentiated but managable. The breakthrough of the east bore of the Boßler Tunnel confirms to the responsible people for the client and contractor that the decision to follow the aim of consistent mechanised tunnelling had been correct.
Die Arbeitsgemeinschaft Tunnel Albaufstieg wurde mit einem Nebenangebot beauftragt, das vorsah, von dem rund 8,8 km langen Boßlertunnel eine Strecke von ca. 2,8 km mit einer Tunnelvortriebsmaschine (TVM) aufzufahren. Die daran anschließende mit druckhaften Gebirgsverhältnissen prognostizierte Strecke war nach den Vorgaben der Ausschreibung in Spritzbetonbauweise aufzufahren. Mannigfaltige und in großem Umfang durchgeführte Zusatzerkundungen lieferten die Basis, die TVM-Fahrt über die annähernd gesamte Tunnellänge des Boßlertunnels zu erstrecken. Das Auffahren des im sogenannten Aalenium 1 liegenden Vortriebsabschnitts war aufgrund der geringen Festigkeiten und der guten Lösbarkeit des Gebirges in Verbindung mit der Wasserundurchlässigkeit unproblematisch. Wesentlich differenzierter, aber dennoch gut beherrschbar, gestalteten sich die Vortriebsarbeiten in den anschließenden Wechselfolgen von Ton- und Sandstein des sogenannten Aalenium 2. Der bereits erfolgte TVM-Durchschlag der Oströhre des Boßlertunnels bestätigt den Projektverantwortlichen des Auftraggebers und des Auftragnehmers, dass es die richtige Entscheidung war, das Ziel einer durchgängigen TVM-Fahrt konsequent zu verfolgen.

Impermeable tunnels are usually built conventionally with drill and blast or excavators followed by an inner lining or by mechanized tunnelling method with a segment lining. A combination of both methods on certain sections is commonly used for large tunnels due to geological and geotechnical considerations. The construction of the same section with both methods is not common and seems bizarre.
However, this is exactly what happened at the 8.8 km Boßler Tunnel, part of the new high-speed line Wendlingen-Ulm. Due to a section of about 800 m built by drill and blast as well as geological explorations, the mechanized tunnel drive could be extended. So a solution had to be developed to enable the TBM to pass through the existing tunnel. Design, economic, contractual and technical issues were considered to obtain the best solution: the TBM passed through the existing shotcrete section cutting replacement soil, followed by the installation of precast tunnel segments.
Vereinfacht dargestellt werden tunnelbautechnische Lösungen im Fall druckwasserhaltender Tunnel entweder im konventionellen Vortrieb mittels Spreng- oder Baggervortrieb mit Spritzbetonaußenschale und Betoninnenschale oder im maschinellen Vortrieb mittels Tunnelvortriebsmaschine (TVM) mit gedichtetem Tübbingausbau realisiert. Die kombinierte Bauweise eines Tunnels in Spreng- und Maschinenvortrieb ergibt sich i. d. R. bei langen Tunneln mit signifikanten geologisch-geotechnischen Einschränkungen. Die zweifache Herstellung desselben Streckenabschnitts unter Verwendung unterschiedlicher Bauweisen erscheint sonderbar und nicht alltäglich.
Beim 8,8 km langen Boßlertunnel der Neubaustrecke Wendlingen-Ulm ist aber gerade dies geschehen: Ein bereits konventionell aufgefahrener ca. 800 m langer Streckenabschnitt sowie weiterführende Erkundungsmaßnahmen ermöglichten aufgrund neuer geologischer Erkenntnisgewinne die weitere Erstreckung des TVM-Vortriebs über das ursprüngliche Soll hinaus. Jedoch musste hierfür eine Lösung gefunden werden, die TVM durch den bereits hergestellten Streckenabschnitt zu bringen. Planerisch, wirtschaftlich, vertragstechnisch sowie bautechnisch mussten diverse Szenarien unter vollem ingenieurtechnischen Einsatz aller am Projekt Beteiligten erörtert werden, um am Ende die beste - und schließlich erfolgreiche - Lösung zu erhalten: Die Durchfahrt einer TVM im Vortrieb durch einen bereits in Spritzbetonbauweise aufgefahrenen Bereich mit Ersatzboden und nachfolgender Tübbingauskleidung.

The 9, 468 m long twin-bored Fildertunnel is the longest railway tunnel of the Stuttgart 21 project. The maximum overburden is approximately 220 m, the tunnel tubes lie up to 60 m below the water table and the distance between the cross-passages is approximately 500 m. The precast concrete segments for the mechanised excavation of the Fildertunnel are equipped with measuring devices in proximity of the cross-passages to assess the lining strains prior to the construction of the cross-passages and to serve as a basis for the further design. The lining stresses are derived by applying an appropriate calculation method, which transforms the measured strains into material stresses, hence achieving the active load configuration. The strains measured on the outside and inside of the lining with embedded vibrating wire strain gauges are converted into stresses and internal forces, enabling a direct assessment of the internal forces along the entire circumference of the segmental lining. In this article the measurement results in the area of the cross passages 6a and 7a of the Fildertunnel are described and interpreted. The significant internal forces in the segments after their installation and their time development are described, their dependence on influence factors such as self-weight, thrust forces, grout pressure, rock mass and water pressure is discussed and the results are compared to the design calculation.
Der zweiröhrige Fildertunnel ist mit einer Länge von 9.468 m der längste Eisenbahntunnel des Projekts Stuttgart 21. Die maximale Überlagerung beträgt circa 220 m, die Tunnelröhren liegen bis zu 60 m unter dem Grundwasserspiegel und die Verbindungsbauwerke sind in einem Abstand von ca. 500 m angeordnet. Um die Auslastung des Tübbingausbaus und die vorherrschende Belastungssituation vor der Herstellung der Verbindungsbauwerke zu berechnen und fundierte Kenntnisse für die weitere Planung zu erhalten, werden beim TVM-Vortrieb Tübbingsegmente mit Messeinrichtungen (Schwingsaitendehnungsaufnehmer) eingebaut. Die Dehnungsmessungen der berg- und hohlraumseitigen Schwingsaitendehnungsaufnehmer werden in Spannungen umgerechnet. Anhand geeigneter Umrechnungsmethode können die Schnittkräfte aus den ermittelten Spannungen über den gesamten Umfang des Tübbingrings abgebildet werden. Im vorliegenden Beitrag werden die Messergebnisse im Bereich der Verbindungsbauwerke 6a und 7a des Fildertunnels dargestellt und ihre Auswertung präsentiert. Die tatsächlichen Beanspruchungen der Tübbinge nach dem Einbau und die zeitliche Entwicklung der Beanspruchung werden in Abhängigkeit von den Einflussfaktoren Eigengewicht, Vortriebspressenkräfte, Mörtelverpressdruck, Gebirgsdruck und Wasserdruck ermittelt und den Berechnungsergebnissen gegenübergestellt.

As part of the Stuttgart 21 infrastructure project, German Railways is building a four-line railway bridge across the River Neckar in Stuttgart, work started in 2016.
The Neckar railway bridge has an overall length of 345 m and has two abutments and six support axes. The structure crosses rail lines from the urban transit (Stadtbahn), the main trunk road B 10, inner city roads, the Neckar River, pedestrian and cycle ways as well as diverse public and private utilities.
The bridge structure is located within the core mineral water protection zone, with its strict restrictions regarding the permissible depth of penetration into the subsoil and groundwater reservoirs. The mineral water springs lie within the construction site 26 m below the surface as artesian aquifers with an artesian pressure of ca. 10 m above ground level. From a groundwater management perspective, and following a program of five ground investigations and their evaluation, a raft foundation at the mid-level of the lower Keuper, built using cut-and-cover technique with a compressed air caisson, was chosen as the most economical foundation type for the three primary supports.
A further programme of hydrochemical and geomechanical ground investigations was undertaken during the construction design phase. Following an evaluation of these additional ground parameters, it was possible to replace the compressed air caisson with a more economical deep foundation using large diameter piles. A management concept for possible scenarios was needed for the large diameter pile construction to achieve the required consent for exceptions from the ban on ground penetration in the area of the mineral springs.
Im Rahmen des Infrastrukturprojekts Stuttgart 21 errichtet die Deutsche Bahn in Stuttgart seit Anfang 2016 eine viergleisige Eisenbahnbrücke über den Neckar. Die Eisenbahnbrücke hat eine Gesamtlänge von ca. 345 m und führt über zwei Widerlager und sechs Pfeilerachsen.
Das Bauwerk überquert Stadtbahngleise, die Bundesstraße B 10, innerstädtische Straßen, den Neckar, Fuß- und Radwege sowie diverse Leitungen. Das Bauvorhaben liegt in der Kernzone des Stuttgarter Heilquellenschutzgebiets mit strengsten Auflagen hinsichtlich zulässiger Eingriffe in den Baugrund und Grundwasserhaltungen. Die Heilquellen liegen im Baufeld ca. 26 m unter Gelände als artesischer Grundwasserleiter mit einem Druckspiegel von rd. 10 m über Gelände vor.
Als schonendste Gründungsvariante der drei Hauptpfeiler hinsichtlich wasserwirtschaftlicher Aspekte wurde nach Auswertung der ersten fünf Baugrunderkundungsprogramme eine Flachgründung auf den Schichten des Unterkeupers mittels Druckluftgründung in Deckelbauweise angesehen. Im Zuge der Ausführungsplanung wurden die hydrochemischen und bodenmechanischen Eigenschaften des Baugrunds mit einem ergänzenden Erkundungsprogramm untersucht. Nach Auswertung aller zur Verfügung stehenden Erkundungsergebnisse konnte von einer Druckluftgründung auf eine wirtschaftlichere Tiefgründungsvariante mit Großbohrpfählen umgeplant werden. Um eine Genehmigung der erforderlichen Eingriffstiefen in der Kernzone des Heilquellenschutzgebiets zu erhalten, mussten im Vorfeld Handlungskonzepte für unterschiedliche Szenarien bei der Herstellung der Großbohrpfähle ausgearbeitet werden.

Built in 1914, the listed Reichsbahn directorate building was formerly used as an administrative building by Deutsche Bahn AG in Stuttgart. The Stuttgart 21 Project requires new tracks from the Feuerbach and Bad Cannstatt Tunnels to be built, which branch off from 4 to 8 tracks in the area beneath the DB directorate. Complete demolition of the directorate building was not possible due to the objection of the listed monument authorities, the city administration, the municipal council of architects and the former building owner Vivico. In view of this the preservation of the main building was specified in the planning decision of 28/01/2005.
In order for the new station to be constructed by cut-and-cover, part of the building had to be secured and underpinned. The design should also take into account two single-track underground rail tunnels beneath the building and newly constructed temporary retaining structures. The temporary works required to distribute the building loads extended over an area of 800 m2, around half of the building footprint, and poses particular constraints on the design and construction approach due to the building preservation order and its inner city proximity.
Das ursprünglich als Reichsbahndirektion 1914 bezogene Gebäude in Stuttgart ist ein, unter Denkmalschutz stehender, ehemaliger Verwaltungsbau der Deutschen Bahn AG. Im Rahmen des Großprojekts Stuttgart 21 verzweigen sich im Bereich unter der DB Direktion die Gleise aus den Tunneln Feuerbach und Bad Cannstatt von 4 auf 8. Da ein vollständiger Abriß gegen den Willen des Denkmalschutzes, der Stadtverwaltung, des Gemeinderates der Architektenschaft und des ursprünglichen Eigentümers Vivico nicht möglich war, wurde im Planfestellungsbeschluß vom 28.01.2005 der Erhalt des Hauptgebäudes festgeschrieben.
Um die Unterquerung des Bahnhofs in offener Bauweise realisieren zu können, musste ein Teil des Gebäudes gesichert und abgefangen werden. Des Weiteren mussten in der Planung zwei unter dem Bauwerk angeordnete eingleisige U-Bahnröhren und neu zu erstellende Verbauwände berücksichtigt werden. Die Teilunterfangung umfasst mit 800 m2 rund die Hälfte der Gebäudefläche und stellt hinsichtlich des bestehenden Denkmalschutzes und der innerstädtischen Schnittstellen besondere Anforderungen an die Planung und Bauausführung.

The tunnels of the railway project Stuttgart-Ulm are located in sedimentary rock of the Keuper Formation, the Black Jurassic, the Brown Jurassic and the White Jurassic formation. The two longest tunnels are excavated by tunnel boring machine over most of their length. The remaining tunnels, which the authors are involved in, are excavated by conventional tunnelling. All tunnels are designed on the basis of the AJRM-method. This method is based on an anisotropic, elasto-viscoplastic model for jointed rock and corresponding FE-software, which has been extended to seepage and swelling. The method has been applied to practical projects for the last 40 years. By means of rock mechanical test programs and back-analyses of projects in a variety of rocks, the reliability of the predictions is quite high and the application leads to safe and economic solutions.
Special emphasis is given to tunnels located in swelling gypsum Keuper. The phenomena of swelling and leaching are described and a swelling model is outlined. The evaluation of the rock mechanical parameters and a method of analyses are explained. On this basis, the design principles and package of measures applied for the tunnels located in anhydrite-bearing rock are described. Some important aspects with regards to tunnelling in leached Gypsum Keuper and in the other Keuper layers as well as the Black Jurassic are addressed. For the 8.8 km long Boßler Tunnel, located in the Brown and White Jurassic, for an approx. 900 m long section in the Aalenium 2 with a maximum overburden of 280 m squeezing rock conditions had to be anticipated. By means of a vertical exploration shaft and a connecting exploration gallery, an improvement of the predicted characteristic rock mechanical parameters could be justified, thus enabling TBM-tunnelling also in this section, with an increase of the segment thickness from 45 to 65 cm. For the Steinbühltunnel located in White Jurassic, special emphasis was placed on karstic rocks. The corresponding measures are described.