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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Kromoser, Benjamin; Strieder, Emanuel; Kirnbauer, JohannesSelbstvorspannende ultrahochfeste Betonelemente - Die Aktivierung von mit eisenbasierten Formgedächtnislegierungen bewehrten Betonelementen durch thermische NachbehandlungBeton- und Stahlbetonbau5/2019315-326Fachthemen

Kurzfassung

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Durch thermische Nachbehandlung können die Eigenschaften von Materialien gezielt beeinflusst werden. Ein Beispiel dafür ist Beton. Durch den Erwärmungsprozess können der Aushärtungsprozess beschleunigt und etwaig vorhandene puzzolanische Zuschlagstoffe zugunsten einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften aktiviert werden. Eisenbasierte Formgedächtnislegierungen reagieren unter bestimmten Umständen auch sensitiv auf Temperatureinwirkung. Eine vorab mechanisch eingeprägte Form, die beispielsweise durch Vordehnen hergestellt wird, kann durch eine thermische Behandlung wieder rückgängig gemacht werden. Wird diesem “Formgedächtniseffekt” ein Widerstand entgegengesetzt, so führt dieser zu einer Zugkraft im Metallteil, die gezielt als Vorspannung genutzt werden kann. Bewehrt man nun Beton mit Stäben oder Matten aus einer eisenbasierten Formgedächtnislegierung und behandelt die Bauteile entsprechend thermisch nach, kann ein Selbstvorspannungseffekt erzeugt werden, der sich vorteilhaft auf die Gebrauchstauglichkeit und Steifigkeit der Bauteile auswirkt. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über eine erste Machbarkeitsstudie zu diesem Ansatz. Nach einer Beschreibung der verwendeten Ausgangsmaterialien wird eine erste Serie von Dreipunktbiegeversuchen präsentiert, anhand derer der beschriebene Effekt bereits experimentell nachgewiesen werden konnte. Abschließend werden mögliche Anwendungsfelder vorgestellt.

Self post-tensioning ultra-high performance concrete elements
The activation of with iron based shape memory alloys reinforced UHPC elements by thermal follow up treatment Thermal treatment can be used to influence the properties of materials. One example is concrete. The heating procedure allows to accelerate the hardening process and to activate pozzolanic additives if available in favor of improved mechanical properties. Shape-memory alloys are in some cases also sensitive to temperature treatment. A previously mechanically shaped element, produced for example by pre-stretching can be reversed by thermal treatment. The reverse effect leads to a tensile force in the shape-memory alloy if the shortening of the material is hindered and can therefore be used for post-tensioning. The newly presented approach of the present paper is to reinforce concrete construction parts with shape-memory alloys. A thermal post treatment of such construction parts leads to a self-prestressing effect and to improved properties regarding durability and stiffness. The aim of the presented research was to investigate the feasibility of the approach. The first part of the present paper gives an overview of the construction materials concrete and shape-memory alloys and their behavior in the course of thermal treatment. Subsequently a first test series of three-point bending tests is presented. The results allow to proof the desired self post-tensioning effect. Summarizing pos-sible application areas are described.

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Empelmann, Martin; Cramer, JonasModell zur Beschreibung der zeitabhängigen Rissbreitenentwicklung in StahlbetonbauteilenBeton- und Stahlbetonbau5/2019327-336Fachthemen

Kurzfassung

Die Begrenzung der Rissbreite ist eine wesentliche Bemessungsaufgabe bei Stahlbetonkonstruktionen, um Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit zu gewährleisten. Unter Langzeitbeanspruchungen vergrößern sich die Rissbreiten durch das zeitabhängige Materialverhalten von Beton. Aufgrund der Überlagerung der unterschiedlichen Effekte (Verbundkriechen, Betonkriechen und Betonschwinden) sind konsistente und mechanisch basierte Untersuchungen für eine zuverlässige Vorhersage der Rissbreiten unerlässlich. Zu diesem Zweck wurde ein rheologisches Modell entwickelt. Das Modell wurde anhand von Versuchsergebnissen unter Langzeitbelastung validiert und zeigt eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den zeitabhängigen rechnerischen und experimentellen Rissbreiten.

Model for the description of time-dependent crack width development in reinforced concrete
In order to ensure serviceability and durability, limiting crack width is an essential task within the design of reinforced concrete structures. However, under long term loading crack widths increase due to the time-dependent material behaviour of concrete. As various time depending effects (such as bond creep, concrete creep and concrete shrinkage) are superimposed, consistent and mechanically based investigations are essential for an accurate prediction of crack widths. In this context, a rheological model was developed. The prediction accuracy of the model was evaluated using test results under long term loading showing good agreement between the time-dependent calculated and the experimental crack widths.

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Brühwiler, Eugen; Friedl, Herbert; Rupp, Christoph; Escher, HanspeterBau einer Bahnbrücke aus bewehrtem UHFB - Weltweit erste Bahnbrücke aus UHFB auf einer HauptlinieBeton- und Stahlbetonbau5/2019337-345Berichte

Kurzfassung

Herrn Prof. Dipl.-Ing. Dr.phil. Dr.techn. Dr.-Ing. E.h. Konrad Bergmeister zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Am 11. November 2017 wurde die weltweit erste Bahnbrücke aus bewehrtem UHFB auf einer Hauptlinie in Betrieb genommen. Das Bauvorhaben der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) wurde im Rahmen des Ersatzneubaus einer doppelspurigen Bahnbrücke kurzer Spannweite bei Sempach im Kanton Luzern, Schweiz, realisiert. UHFB ist ein neuartiger faserverstärkter, zementgebundener Verbundbaustoff, der durch seine hohe Festigkeit und Dichtigkeit ideale Voraussetzungen für den Einsatz bei Infrastrukturbauwerken mit sich bringt. Neben geringeren Lebenszykluskosten können durch eine modulare Bauweise mit hohem Vorfabrikationsgrad kürzere Bauzeiten realisiert werden, womit geringere Betriebseinschränkungen verursacht werden. An der UHFB-Brückenplatte einer Spannweite von 6,0 m wurde ein Monitoringsystem installiert, um das Tragverhalten bei Zugüberfahrten zu erfassen. Erste Ergebnisse der Messungen bestätigen die erwarteten Werte, die deutlich unter den berechneten Kenngrößen liegen. Dieser Aufsatz beschreibt den Entwurf, die Bemessung, die Ausführung und das Monitoring dieser neuartigen Brückenkonstruktion.

Design and construction of a railway bridge in reinforced UHPFRC - World's first UHPFRC bridge on a main railway line
On November 11, 2017, the world's first railway bridge built in reinforced UHPFRC on a main railway line lane was put in service. The building project of the Swiss Federal Railways was realized within a replacement project of a double-lane railway bridge of short span at Sempach in the Canton of Lucerne, Switzerland. UHPFRC is a novel cementitious fibre-reinforced composite material of high strength and durability that provides ideal properties for application to structures of transportation infrastructure. In addition to lower life cycle costs, the modular construction method including a high prefabrication degree allows for shorter construction time and thus reduced service restrictions. The UHPFRC structure with a span of 6.0 m was equipped with a monitoring system to capture the structural behavior due to train crossings. First results of the measurements confirm the expected values that lie significantly below the calculated values. This article describes the design, dimensioning, execution and monitoring of this novel bridge structure.

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Bechmann, Roland; Schmid, Angelika; Noack, Torsten; Sobek, WernerNeuland in Planung und Realisierung: Die Kelchstützen des neuen Stuttgarter HauptbahnhofsBeton- und Stahlbetonbau5/2019346-355Berichte

Kurzfassung

Im Rahmen des Bahnprojekts Stuttgart-Ulm wird der Stuttgarter Hauptbahnhof komplett umgebaut und erneuert. Der alte Kopfbahnhof wird hierbei durch einen unterirdischen Durchgangsbahnhof ersetzt. Wesentliches Gestaltungselement der neuen Bahnsteighalle sind die sogenannten Kelchstützen. Diese tragen nicht nur das Schalendach, sondern dienen auch der natürlichen Belichtung und Belüftung des Innenraums. Der vorliegende Beitrag beschreibt Formfindung und Berechnung dieser einzigartigen Geometrien und erläutert, wie durch die Tragwerksplanung eine technisch und ökonomisch nachhaltige Umsetzung ermöglicht wurde.

Unchartered Waters for Engineers and Contractors Alike: Stuttgart's New Main Station and its Complex Geometry
As part of the Stuttgart-Ulm railway project, Stuttgart Central Station is currently being completely refurbished and rebuilt. The old terminus station will be replaced by an underground through station. The so-called “Kelchstützen” (chalice-shaped columns) are a significant design element of the new underground station. These columns not only support the shell roof, but also provide natural lighting and ventilation for the interior. The present article describes the form finding and calculation of these unique geometries and explains how a technically and economically sustainable implementation was made possible by the structural engineers.

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau5/2019355Veranstaltungskalender

Kurzfassung

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 5/2019Beton- und Stahlbetonbau5/2019357-366Beton- und Stahlbetonbau aktuell

Kurzfassung


Persönliches:
Konrad Bergmeister zum 60. Geburtstag
Oberingenieur Dipl.-Ing. Wolfgang Verch verstorben

Nachrichten: Digitalisierung der Baustelle
Michael Frenzel von der Technischen Universität Dresden gewinnt “Innovationspreis Bautechnik 2019” des DBV
Carl Friedrich Gauß-Medaille 2019 an Prof. Manfred Curbach verliehen
Bemessung von Befestigungen in Beton - Veröffentlichung der neuen Norm EN 1992-4 und Erläuterungsheft des DAfStb
“Darmstädter Betonfertigteiltage” - seit zwölf Jahren ein Selbstläufer in Sachen Wissenstransfer von der Praxis in die Lehre
Studierende des Bauingenieurwesens der TH Köln geehrt. Kickartz Stiftung verleiht Förderpreise in Höhe von 9.000 Euro
HANNOVER MESSE: Carbonbeton als Best-Practice-Beispiel für den Leichtbau in Deutschland
Deutscher Brückenbaupreis 2020 ausgelobt
CALL FOR PAPERS zum 9. Kolloquium Parkbauten am 4. und 5. Februar 2020

Bücher:Rupert Springenschmid: Betontechnologie für die Praxis

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68. Geomechanics ColloquiumGeomechanics and Tunnelling5/2019Cover Pictures

Kurzfassung

Currently, the City of Edmonton's public transportation system in Edmonton, Canada is being expanded by the addition of a new line - the Valley Line. The first stage, a 13.1 km long section, includes besides other feature a 400 m long twin tube tunnel, which southern portal was secured by an AT-Pipe Umbrella System with threaded nipple couplings. (Foto: DSI Underground)
Derzeit erweitert die Stadt Edmonton in Kanada das öffentliche Nahverkehrssystem um eine neue Stadtbahnlinie - die Valley Line. Der erste, 13,1 km lange Abschnitt Valley Line Southeast beinhaltet unter anderem einen rund 400 m langen, zweiröhrigen Tunnel, dessen Südportal durch eine AT-Rohrschirmsystems mit Gewindenippelverbindungen gesichert wurde. (Foto: DSI Underground)

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Content: Geomechanics and Tunnelling 5/2019Geomechanics and Tunnelling5/2019Contents

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Schubert, Wulf; Moritz, Bernd68. Geomechanics Colloquium / 68. Geomechanik-KolloquiumGeomechanics and Tunnelling5/2019396Editorials

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News: Geomechanics and Tunnelling 5/2019Geomechanics and Tunnelling5/2019398-409News

Kurzfassung

Driving of Filder Tunnel completed / Vortrieb im Fildertunnel beendet
Deutsche Bahn awards contract for construction supervision for the major project 2nd Stammstrecke / Deutsche Bahn vergibt Auftrag für Bauüberwachung im Großprojekt 2. Stammstrecke
First tunnel boring machine in the Albvorland Tunnel has reached its destination / Erste Tunnelvortriebsmaschine im Albvorlandtunnel ist am Ziel
ITA Tunnelling Awards 2019: 32 nominations published in eight categories / ITA Tunnelling Awards 2019: 32 Nominierungen in acht Kategorien veröffentlicht
Moving buildings at the south portal of the Albula Tunnel / Gebäudeverschiebung am Südportal des Albulatunnels
TBM for Sarner Aa flood protection is ready for work / TBM für Hochwasserschutz Sarner Aa ist einsatzbereit
Fifth tunnel boring machine delivered for the Thames Tideway Tunnel / Fünfte Vortriebsmaschine für den Thames Tideway Tunnel angeliefert
Lucerne through station is an important step further / Durchgangsbahnhof Luzern ist einen wichtiger Schritt weiter
Jahrbuch Ingenieurbaukunst: hand in proposals by December / Jahrbuch Ingenieurbaukunst: Vorschläge bis Dezember einreichen
Construction contract awarded for the Kramer Tunnel / Bauauftrag für den Kramertunnel vergeben
Implenia wins large infrastructure project in Sweden / Implenia erhält großes Infrastrukturprojekt in Schweden
S-Bahn tunnel started at the Rosenstein portal / S-Bahn-Tunnel am Portal Rosenstein angeschlagen
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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Leitner, AndreasPeople: Geomechanics and Tunnelling 5/2019Geomechanics and Tunnelling5/2019411-412People

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Obituary: Baurat h.c. Dipl.-Ing. Nejad Ayaydin / Nachruf Baurat h.c. Dipl.-Ing. Nejad Ayaydin

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Nebois, Christian; Gartner, Ilse; Herzfeld, ThomasVienna Underground, Neubaugasse Station - Preparatory works and challenges on the surface / U-Bahn Wien, Station Neubaugasse - Vorarbeiten und Herausforderungen an der OberflächeGeomechanics and Tunnelling5/2019417-423Topics

Kurzfassung

The U2 station Neubaugasse will become one of the busiest interchange stations in the Vienna underground network, with passengers changing between the existing line U3 running along under the Mariahilfer Straße and the new line U2 crossing the Mariahilfer Straße. The Mariahilfer Straße, one of the best known shopping streets in Vienna with shopping centres and high numbers of passers-by in the middle of a densely built-up residential area, and its side streets have been redesigned in the last few years with the aim of traffic calming and creating new public spaces.
The building of an underground railway station in such surroundings thus poses a great challenge. Extensive soil investigations, house strengthening measures and utility diversions were carried out in advance. The shafts were constructed top-down in restricted space conditions. Due to the scarcity of available site facilities areas, deliveries to the site are only possible “just-in-time". Access for local inhabitants and delivery traffic to the side streets, and also for emergency services, has to be maintained during the construction period.
Die U2-Station Neubaugasse stellt zukünftig eine der meist frequentierten Umsteigerelationen des Wiener U-Bahnnetzes zwischen der bestehenden, unter der Mariahilfer Straße längsverlaufenden U-Bahnlinie U3, und der die Mariahilfer Straße querenden neuen U2 dar. Die Mariahilfer Straße, eine der bekanntesten Geschäftsstraßen in Wien mit Einkaufzentren und hohen Passantenfrequenzen inmitten eines dicht bebauten Wohngebiets, und deren Seitenstraßen wurden in den letzten Jahren mit den Zielen Verkehrsberuhigung und Schaffung neuer öffentlicher Plätze umgestaltet.
Die Errichtung einer U-Bahnstation in einer solchen Umgebung stellt somit eine große Herausforderung dar. Im Vorfeld wurden umfangreiche Bodenerkundungen, Hausertüchtigungen und Einbautenumlegungen durchgeführt. Die Schächte werden unter sehr beengte Platzverhältnisse in Deckelbauweise errichtet. Aufgrund der kaum vorhandenen Baustelleneinrichtungsflächen ist eine Baustellenanlieferung nur “just-in-time” möglich. Die Zufahrt für Anrainer und Lieferverkehr in den Seitenstraßen wie auch die für Einsatzkräfte muss während des Baus gewährleistet sein.

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Schmeiser, Josef; Hoppe, Peter; Theiss, ReinholdTechnical and logistical challenges of the construction of the Museumsinsel Station in Berlin / Technische und logistische Herausforderungen beim Bau des Bahnhofs Museumsinsel in BerlinGeomechanics and Tunnelling5/2019426-433Topics

Kurzfassung

The closing of the gap in line U5 of the Berlin underground completes the missing connection between the Alexanderplatz and Brandenburger Tor stations. The existing line U5 currently ends at the Alexanderplatz. With the closure of the gap, the existing tunnels at the Berliner Roten Rathaus will be connected to the Brandenburger Tor station on the line U55. The project includes the construction of three new underground stations and two single-track tunnels connecting them, which are being tunnelling by shield machines. The new alignment thus passes deep under the city, under the River Spree, the new Berliner Schloss and the Spreekanal as well as running along beneath the street Unter den Linden to the Brandenburger Tor. The construction activities are taking place right in the centre of Berlin and the particular local conditions are a logistical and technical challenge.
Der Lückenschluss der U-Bahnlinie U5 stellt die fehlende Verbindung zwischen den Haltestellen Alexanderplatz und Brandenburger Tor her. Die bestehende Linie U5 endet derzeit am Alexanderplatz. Mit dem Lückenschluss werden die bestehenden Tunnelanlagen am Berliner Roten Rathaus mit der U-Bahnstation Brandenburger Tor der Linie U55 verbunden. Das Projekt umfasst den Neubau von drei U-Bahnstationen und zwei sie verbindende eingleisige Tunnel, die im Schildvortrieb hergestellt werden. Dabei unterfährt die neue Trasse innerstädtisch in Tieflage die Spree, das Neue Berliner Schloss und den Spreekanal sowie in Längsrichtung die Straße Unter den Linden bis zum Brandenburger Tor. Die Bautätigkeiten finden im Herzen Berlins statt und stellen aufgrund der zentralen Lage und der besonderen Randbedingungen eine logistische und technische Herausforderung dar.

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Zeidler, Kurt; Gall, VojtechModern urban tunnelling - Responding to social needsGeomechanics and Tunnelling5/2019434-439Topics

Kurzfassung

Urban Tunnelling requires handling of a wide range of ground conditions and multiple challenges generated by work access constraints, settlement sensitive structures, as well as testing socio economic needs such as limitations to noise and dust emissions as well as impact on traffic. Such projects and their bespoke technical solutions come at a price. The realisation of large-scale urban infrastructure projects is often accompanied by intensive discussions about the cost in support of the social need for such projects. This article provides socio-economic reasoning for major urban infrastructure projects and insight in selected technical solutions that are required to realise these projects in urban settings.

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Urschitz, Gerhard J.At the Limit - Soft-ground tunnelling under the city highway of Toronto / Am Limit - Lockergesteinsvortriebe unter der Stadtautobahn von TorontoGeomechanics and Tunnelling5/2019440-449Topics

Kurzfassung

During the Design-Build-Finance procurement of the “RER Highway 401 Rail Tunnel”, the option with two single SEM tunnels was selected as preferred alternative. The challenges of this project lie not only in the conditions and requirements by the Ministry of Transportation of Ontario, the owner of the highway above and the existing tunnel beside the new tunnels, but also in construction beneath one of the busiest highways in North America. Pre-support measures for tunnel excavation, which cannot involve any type of grouting directly beneath the roadway surface, were evaluated based on their risk exposure, resulting in the selection of a pipe jacked umbrella above the tunnel crowns. A sophisticated monitoring programme is implemented with online access at any time to allow for immediate response and implementation of pre-determined mitigation measures as required.
Im Zuge einer funktionalen Ausschreibung mit Bauzeitfinanzierung (Design-Build-Finance) wurde in einer Methodenevaluierung für den Bau des “RER Highway 401 Rail Tunnels” die Variante mit zwei eingleisigen Tunnelröhren in sequentieller Bauweise als bester Vorschlag ausgewählt. Die Herausforderungen dieses Projekts liegen nicht nur in den Rahmenbedingungen und Vorgaben des Verkehrsministeriums von Ontario als Eigentümerin der darüberliegende Autobahn und des unmittelbar daneben liegenden bestehenden Bahntunnels, sondern auch in der Abwicklung und Ausführung des Projekts unter einem Verkehrsknotenpunkt einer der meistbefahrenen Autobahnen Nordamerikas. Voraussicherungsmaßnahmen für den Tunnelausbruch, die Injektionen unter der Fahrbahn größtenteils ausschließen müssen, wurden in einer detaillierten Risikoevaluierung ausgewählt, wobei einer Rohrvorpressung zur Herstellung eines Rohrschirms der Vorzug gegeben wurde. Ein aufwändiges und jederzeit online einsichtiges Messprogramm soll ein frühes Erkennen von Hebungen und Setzungen und ein rasches Umsetzen von zuvor festgelegten Gegenmaßnahmen sicherstellen.

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Laubbichler, Jürgen; Schwind, Thomas; Karner, Christian; Gakis, AngelosInnovative NATM solutions for major subway stations in North America - An overview of recent developments and project case historiesGeomechanics and Tunnelling5/2019450-455Topics

Kurzfassung

Since the first mined subway stations were constructed in Washington, DC in the mid-80s, European engineers and construction professionals have been promoting the benefits of the conventional tunneling method for major urban infrastructure projects throughout North America. In recent years, significant advances have been made in the use of numerical design tools, innovative construction approaches, fiber reinforced shotcrete mixes and the increased use of robotics and laser-scanning equipment. This article provides an overview of key technologies and innovations applied on recent projects, including Chinatown Station in San Francisco; Parliament, Lyon and Rideau Stations in Ottawa; and Laird, Avenue and Oakwood Stations in Toronto.

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Lienhart, Christoph; Chiaverio, Flavio; Rauscher, Wolfgang; Kurtz, MatthiasFeuerbach and Bad Cannstatt Tunnels - special requirements of the inner-city Location and difficult geotechnical Conditions / Tunnel Feuerbach und Bad Cannstatt - spezielle Anforderungen bei innerstädtischer Lage und schwierigen geotechnischen VerhältnissenGeomechanics and Tunnelling5/2019456-466Topics

Kurzfassung

The Feuerbach and Bad Cannstatt Tunnels on the Stuttgart 21 project are two central elements of the future Stuttgart inner-city rail node. Due to the central location in the middle of Stuttgart, there are particular requirements for construction operations and logistics. These effects are additionally reinforced by the very difficult geological and geotechnical conditions in the valley of Stuttgart: very changeable strengths of the prevailing formations of the gypsum Keuper, sometimes with shallow overburden with dense building and roads above. The tunnel also passes through sections with anhydrite content, which tends to swell on contact with water. In this paper, both the challenges of the inner-city location are described and the methods and solutions used to counter an impairment of structural safety and serviceability in the anhydrite sections.
Die Tunnel Feuerbach und Bad Cannstatt des Projekts Stuttgart 21 sind zwei zentrale Elemente des künftigen Bahnknotens der Stuttgarter Innenstadt. Aufgrund der zentralen Lage mitten in Stuttgart ergeben sich bei beiden Tunneln besondere Anforderungen an den Baubetrieb und die Baulogistik. Diese Effekte werden zusätzlich verstärkt durch sehr schwierige geologische und geotechnische Verhältnisse im Stuttgarter Talkessel: Sehr wechselhafte Festigkeiten der anstehenden Formationen des Gipskeupers bei z. T. geringer Überlagerung zur darüber liegenden dichten Bebauung und den Verkehrsflächen. Darüber hinaus durchörtern beide Tunnel anhydritführende Abschnitte, die bei Zutritt von Wasser zum Quellen neigen. In diesem Beitrag werden sowohl die sich aus der innerstädtischen Lage ergebenden Herausforderungen beschrieben als auch die Methoden und Lösungen, mit denen in den Anhydritstrecken einer Beeinträchtigung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit der beiden Tunnel begegnet wird.

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Schachinger, Tobias; Arbeiter, Florian J.; Eichinger, Stefanie; Saliger, FlorianResearch on pipe materials for tunnel drainage by the ÖBB Task Force Drainage / Forschung der ÖBB-Task Force Drainage zu Rohrmaterialien der TunnelentwässerungGeomechanics and Tunnelling5/2019467-471Topics

Kurzfassung

Due to the additional tunnels that are currently under design or construction, drainage maintenance costs are expected to rise significantly over the next few years. An increased amount of maintenance will also be necessary due to older drainage pipes damaged during intensive cleaning and flushing. To counter these problems, an internal task force for drainage pipes has been installed within the ÖBB. Together with research institutions from several fields of science, projects are being carried out to find ways to decrease the overall maintenance effort. Topics include screening of possible rehabilitation methods for damaged pipes, and investigation of currently used materials with regard to their mechanical suitability. A multi-disciplinary research topic has also been initiated to investigate the potential of material modifications with the goal to decrease overall precipitation in drainage pipes and associated maintenance. First results on modified materials already show potential to decrease calcite precipitation.
Aufgrund der aktuell in Bau befindlichen Tunnelbauwerke wird sich der Aufwand für die Instandhaltung von Bauwerksdrainagen bei der ÖBB innerhalb der nächsten Jahre vervielfachen. Ein weiteres Problem stellen ältere Tunneldrainagen dar, die durch intensive Reinigung beschädigt werden und einen zusätzlichen Instandhaltungsaufwand bedeuten. Ausgehend von diesen Problemstellungen wurde innerhalb der ÖBB die Task Force Drainage gegründet. Gemeinsam mit Forschungspartnern aus verschiedenen Fachdisziplinen wird derzeit untersucht, wie die Instandhaltung optimiert werden kann. Dabei werden sowohl potenzielle Möglichkeiten zur Instandsetzung als auch die Materialeignung der derzeit verbauten Drainagen untersucht. Zusätzlich wird versucht in einem Disziplinen-übergreifenden Projekt neue Materialien mit verringertem Versinterungspotenzial und einhergehender Reduktion des Reinigungsaufwands zu entwickeln. Erste Untersuchungen zeigen dabei bereits auf, dass Potenzial hinsichtlich Materialoptimierung gegeben ist.

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Erharter, Georg H.; Marcher, Thomas; Reinhold, ChrisApplication of artificial neural networks for Underground construction - Chances and challenges - Insights from the BBT exploratory tunnel Ahrental PfonsGeomechanics and Tunnelling5/2019472-477Topics

Kurzfassung

The interaction of tunnel boring machines with the rock mass is highly influenced by human, technical and geological factors. Interpretation of geological observations and TBM data is currently done on a subjective basis. Technologies based on Artificial Intelligence research, can be used to automatically classify TBM data into rock mass behaviour types. Albeit first results look promising, any technology poses the threat of malicious use that deliberately harms / benefits one or another party.
This paper shows how an Artificial Neural Network (ANN) can be trained to achieve the best possible rock mass behaviour classification, or how such a system can be misused to yield a more optimistic, respectively pessimistic classification to fortify the interests of one party. However, ANN also pose the chance to serve as an independent objective opinion and to improve the self-consistency of geological classifications.

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Bakhshi, Mehdi; Nasri, VeryaNew ACI 533 guide on general design and construction aspects of precast concrete tunnel segmentsGeomechanics and Tunnelling5/2019478-483Topics

Kurzfassung

American Concrete Institute (ACI) is aiming to publish its first guide (ACI 533.2R) on general aspects of precast tunnel segments. This paper presents salient features of the guide including the most recent developments on major aspects of design, manufacturing and construction. This document is drafted based on the knowledge and the experience gained on projects in Asia, Europe, and North America, and available national and international recommendations. Procedures to perform structural design during production, transportation, construction and final service stages are explained. Details of segmental ring geometry and systems, concrete strength, curing, and reinforcement detailing are discussed. Gasket design, segment connection devices, anchorage systems, tolerances, measurement and dimensional control, and repair of defects are among other topics that are covered. This document also addresses durability and degradation mechanisms of tunnel linings and their mitigation methods. While some parts of this guide may only consider the procedures adopted by ACI, they can be extended to other national and international codes and used worldwide.

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Meschke, Günther; Neu, Gerrit Emanuel; Marwan, AhmedRobust segmental lining design - Potentials of advanced numerical simulations for the design of TBM driven tunnelsGeomechanics and Tunnelling5/2019484-490Topics

Kurzfassung

Loading assumptions used for the structural design of segmental linings often improperly reflect the complex load combinations that develop during the construction of a bored tunnel. Therefore segment designs used in practice tend to be on the safe side and often rely on conventional reinforcement methods instead of including other reinforcement concepts, such as steel fibres. In this contribution, a multi-scale computational modelling framework is proposed to investigate the response of steel-fibre reinforced, traditionally reinforced, and hybrid-reinforced lining segments to radial loadings with an emphasis on the longitudinal joints. This modelling approach offers an opportunity to directly investigate the influence of type and content of steel fibres on the performance of segmented linings at the structural scale. Using this framework, a method for robust optimization is applied in order to generate damage-tolerant hybrid segment designs.

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Peila, Daniele; Martinelli, Daniele; Todaro, Carmine; Luciani, AndreaSoil conditioning in EPB shield tunnelling - An overview of laboratory testsGeomechanics and Tunnelling5/2019491-498Topics

Kurzfassung

The application of full-face mechanized tunnelling, mainly with EPB shielded machines, has widely increased in the last years and today it can be considered the key technology when tunnelling in soils above and below the water table. The applicability range of EPB machines has widened thanks on one side to the technological and mechanical progresses and on the other side to the quality and effectiveness of the conditioning products. No recognized standards are available for laboratory testing of conditioned soil and each research centre has developed its own procedures and methods. In this paper, an overview of the most frequently used procedures is presented and discussed briefly.

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Ritter, Stefan; DeJong, Matthew; Giardina, GiorgiaExperimental evaluation of analytical methods to assess building response to tunnelling subsidenceGeomechanics and Tunnelling5/2019499-504Topics

Kurzfassung

This paper evaluates the performance of currently available analytical procedures to assess building response to tunnelling-induced ground displacements. The focus is on methods that account for the interaction between the soil and the structure during tunnelling. These methods relate the soil to the building stiffness and are often called Relative Stiffness Methods (RSMs). Results from centrifuge model tests are used to evaluate the ability of these RSMs to predict building deformations. This evaluation benefits from detailed building models including facade openings, intermediate walls and strip footings. The range of RSM predictions was large, and the accuracy of each RSM was quantified. It was found that no RSM accurately predicts flexural building deformations. Recommendations that consider the building-to-tunnel position to achieve accurate predictions are indicated. This contribution provides a better understanding of the performance of currently available criteria to assess the risk of urban tunnelling.

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Rebhan, Matthias J.; Marte, Roman; Vorwagner, Alois; Tschuchnigg, Franz; Kwapisz, MaciejCorrosion damage to cantilever MR walls - Representation in tests and calculations / Korrosionsschäden an Winkelstützmauern - Versuchstechnische und rechnerische NachbildungGeomechanics and Tunnelling5/2019506-514Topics

Kurzfassung

After the failure of a cantilever retaining wall with counterfort on the Brenner Autobahn, intensive investigation of existing structures showed considerable corrosion damage to cantilever walls with and without counterforts, at the location of construction and day joints. This is difficult to detect and assess due to the placing of the main reinforcement at the back of the construction. The present paper presents a monitoring concept, which enables detection of corrosion damage and also provides a gain of information about the behaviour of the structure. The basis for this concept is the installation of inclination and strain gauges on the front of a retaining wall. In order to explain the functioning of the concept, a rudimentary cantilever model of the effect of corrosion damage is first described. Then the results and findings from a test series with artificial corrosion representation to reinforced concrete structures to validate the presented monitoring concept is described.
Nach dem Versagensfall einer Spornmauer auf der Brennerautobahn zeigte sich im Zuge intensiver Bestandserfassungen, dass vor allem im Bereich der Arbeits- und Betonierfugen von Winkelstütz- und Spornmauern erhebliche Korrosionsschäden vorliegen können. Diese sind aufgrund der Lage der Hauptbewehrung an der Hinterseite der Konstruktion schwierig zu erfassen und zu beurteilen. In vorliegendem Beitrag soll ein Monitoringkonzept vorgestellt werden, das die Erfassung von Korrosionsschäden ermöglicht und zudem auch einen Informationsgewinn in Bezug auf das Bauwerksverhalten aufweist. Die Grundlage für ein derartiges Konzept bildet die Anbringung von Neigungs- und Dehnungsaufnehmern an der Vorderseite eines Stützbauwerks. Um die Funktionsweise dieses Konzepts zu veranschaulichen, wird einleitend an einem rudimentären Stabmodell der Einfluss einer Korrosionsschädigung auf das Bauwerksverhalten aufgezeigt. Anschließend werden die Ergebnisse und Erkenntnisse aus einer Versuchsreihe zur künstlichen Korrosionsnachbildung bei Stahlbetonbauwerken zur Validierung des vorgestellten Monitoringkonzepts ausgeführt.

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Nöhrer, Franz; Rebhan, Matthias J.; Saurug, Bernhard; Marte, Roman; Grubinger, Stefan S.; Mauerhofer, GottfriedLong-term experiences for the safety Assessment of exisiting retaining structures in Styria / Risikomanagement bei Stützbauwerken im Streckennetz des Landes SteiermarkGeomechanics and Tunnelling5/2019515-522Topics

Kurzfassung

The road network of the Austrian state of Styria, comprises of about 5,000 retaining structures along a total distance of about 5,100 km. In order to be able to carry out a useful and efficient inspection methode to this number of structures, a risk management (priority management) concept has been developed in collaboration with a university. This is based on the recording of significant parameters regarding the stability of these structures. In addition, the damage potential resulting from a failure of a structure is given, which enables an estimation of the associated risk. These documents can also be used as a design basis or for the determination of necessary inspection measures. The approach presented here is the first version of this concept for existing retaining structures in the state road network and is currently in a phase of trial and validation.
Im Streckennetz des Landes Steiermark befinden sich auf einer Streckenlänge von ca. 5.100 km rund 5.000 Stützbauwerke. Um eine zielführende und effiziente Inspektionstätigkeit an dieser Anzahl von Bauwerken durchführen zu können, wurde im Zuge einer universitären Zusammenarbeit ein Konzept für das Risikomanagement (Prioritätenmanagement) erarbeitet. Dieses basiert auf der Erfassung maßgebender Parameter hinsichtlich der Standsicherheit der Bauwerke. Zusätzlich wird auch das in einem Versagensfall vom Objekt ausgehende Schadenspotenzial dargestellt, das eine Einschätzung des vom Bauwerk ausgehenden Risikos ermöglicht. Ebenso können diese Unterlagen auch als Planungsgrundlage sowie für die Ausarbeitung des erforderlichen Umfangs von Inspektionsmaßnahmen verwendet werden. Der hier vorgestellte Ansatz stellt eine erste Fassung dieses Konzepts für das Risikomanagement bei bestehenden Stützbauwerken auf Ebene des Landesstraßennetzes dar und befindet sich aktuell in einer Erprobungs- und Validierungsphase.

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