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Derzeit wird bei stark chloridbelasteten Bauteilen die Dauerhaftigkeit im Allgemeinen durch dichte Betone, große Überdeckungen, konstruktive Maßnahmen und Beschichtungen sichergestellt. Die Dauerhaftigkeit durch den Einsatz nichtrostender Stähle zu gewährleisten, bleibt zumeist aus ökonomischen Gründen unberücksichtigt. Zukünftig kann der Einsatz niedrig legierter und damit weniger kostenintensiver Stähle eine Option zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit werden.
Der vorliegende Bericht zeigt zum einen Untersuchungsergebnisse zum Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle aus experimentellen Untersuchungen. Zum anderen zeigt diese Veröffentlichung in rechnerischen Analysen, welchen Vorteil die Verwendung eines nichtrostenden Stahls auf die korrosionsfreie Lebensdauer bzw. die erforderliche Bewehrungsüberdeckung gegenüber einem normalen Betonstahl bietet.
In den Laboruntersuchungen an Mörtelproben wurde für niedriglegierten nichtrostenden Stahl der Stahlsorte 1.4003 der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt Ckrit gemessen und mit dem eines üblichen, warmgewalzten Betonstahls B500B verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung des kritischen Chloridgehalts Ckrit um den multiplikativen Faktor ca. 2 bis 3 gegenüber einem normalen Betonstahl. In Lösungsversuchen und Auslagerungsversuchen in Beton wurden ergänzend kritische Chloridgehalte an hochlegierten Duplexstählen der Werkstoffnummer 1.4462 bestimmt. Hierbei konnten um den Faktor > 5 erhöhte kritische Chloridgehalte festgestellt werden.
In den rechnerischen Analysen wurde untersucht, welchen Einfluss ein ca. zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt auf die Nutzungsdauer und die erforderliche Bewehrungsüberdeckung haben kann. Die Berechnungen wurden deterministisch sowie probabilistisch durchgeführt. Die probabilistischen Berechnungen erfolgen für Zuverlässigkeitsniveaus von &bgr; = 0,5 bis 1,5. Die rechnerische Analyse erfolgt auf Basis des fib-Modells. Der Einfluss wurde für drei bestehende Bauwerke der XD3-Exposition ermittelt. Dabei führt ein zwei- bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt, je nach gewähltem Zuverlässigkeitsniveau, zu einer 1,5- bis > 13-mal höheren rechnerischen Lebensdauer.

On the effect of stainless steel on service life of reinforced concrete structures
At present, service life of reinforced concrete exposed to sea or deicing salts is generally enhanced by densifying concrete, increasing cover thickness, concrete coating or by constructive measures. Increasing the durability by the use of highly alloyed stainless steel instead of ordinary carbon steel is mostly not considered for economic reasons. However, the use of low-alloyed stainless steels, that are less costly, may be a realistic alternative option for ensuring durability.
This paper presents, firstly, experimental investigations on the corrosion behavior of stainless steels in mortar. Secondly, by means of model computations, the paper shows how stainless steel type (alloy grade) affect service life and required cover thickness compared to ordinary carbon steel.
In the laboratory tests on mortar samples, the critical, corrosion-inducing chloride content Ccrit was measured for low-alloyed stainless steel of the steel grade 1.4003 and compared with that of a conventional, hot-rolled reinforcing steel B500B. The results show an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative fact
or about 2 to 3 compared to the ordinary reinforcement steel. In solution tests and exposure tests in concrete, additional critical chloride contents were determined on high-alloyed duplex steels of material number 1.4462. In these studies an increase of critical chloride content by a factor of 5 or larger were determined.
In the model computation the influence of critical chloride content in the range of experimental observations (2 to 5 times Ccrit of carbon steel) on service life and required cover thickness were investigated. The calculations were carried out deterministically and probabilistically. The probabilistic calculations were performed for reliability levels of &bgr; = 0.5, 1.0 or 1.5. The computational analysis is based on the fib model. The influence was determined for three practical situations under XD3 exposure. The results show that an increase in the critical chloride content Ccrit by the multiplicative factor about 2 to 5 compared to carbon steel leads to an increase in service life of 1.5 to > 13 in dependency of the selected reliability level.

Können quellfähige Acrylatgele möglicherweise eine interessante Alternative für die Instandsetzung von undichten Bewegungsfugen in Wasserbauwerken sein? Im Rahmen eines FuE-Vorhabens wurden drei handelsübliche Acrylatgele für diesen Anwendungsfall untersucht, für den derzeit noch keine eigenen Regelungen bestehen. Zwei dieser Gele sind laut Herstellerangaben auch für die Instandsetzung von Fugen verwendbar. An den Gelen wurden ausgewählte physikalische Eigenschaften bestimmt. Die Verträglichkeit mit Bauelementen, mit denen die Gele im Fugenbereich Kontakt haben könnten, wurde anhand von Betonmodellen untersucht. Der Fokus der Untersuchungen richtete sich dabei auf etwaige nachteilige Auswirkungen auf Fugenbänder aus PVC und Elastomer sowie auf Einbauteile aus Stahl, inkl. Betonstahlbewehrung. Über die Injektion von Betonbauteilen wurde die Injektionsfähigkeit von Acrylatgelen gegen drückendes Wasser hinterfragt. Außerdem erfolgten Betrachtungen zur Umweltrelevanz derartiger Instandsetzungsmaßnahmen unter Verwendung von Acrylatgelen.

Swellable acrylatgels - An alternative maintenance method for expansion joints at navigable waterway constructions?
Could swellable acrylatgels offer an interesting application possibility for navigable waterway constructions? Within a research and development project three for other applications commercially used acrylatgels were investigated with respect to this application. The maintenance of expansion joints is currently unregulated. Concerning the manufacturer two gels are applicable for the maintenance of joints. Selected physical properties of the gels were determined. For statements concerning the compatibility with structural elements, which are in contact with the gels within the joint, concrete models were developed and constructed. The focus on the investigations was on the harmful impacts of waterstop types like PVC and Elastomer and of build-in parts of steel, incl. concrete reinforcement steel. On investigations concerning the injectability of acrylatgels on reinforced concrete the applicability against heavy water pressure was questioned. Furthermore, considerations concerning the ecological relevance of such measures using acrylatgels were carried out.

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On major infrastructure projects with a long period of operation, construction costs are only a fraction of the total lifetime costs. Transport infrastructure facilities can be considered sustainable when, in addition to safe operation, the availability is good with reasonable maintenance costs and correspondingly low operating costs. The precondition for the construction of sustainable transport infrastructure is the implementation of an interdisciplinary planning and design process with specialists in railway equipment and operation being involved in addition to the classic construction professionals in infrastructure design. The example of the Brenner Base Tunnel is used to demonstrate how the interdisciplinary design process can best be optimised. A systematic interdisciplinary design process, with the involvement of the specialists in all necessary fields of technology for the operation of transport infrastructure at an early stage, can reduce construction costs and permit the optimisation of the maintenance concept so that maintenance costs and the effects on operations (optimal closure times with low operational obstruction costs) are kept as small as possible. Particularly for longer rail tunnels, it is important to consider the overall picture in the design work and not just concentrate on the construction of the tunnel. On very large projects like the Brenner Base Tunnel, this demands that attention is paid to subjects, which lie in the distant future.
Bei großen Verkehrsinfrastrukturanlagen mit langer Nutzungsdauer machen die Herstellungskosten nur einen Bruchteil der über die Lebensdauer anfallenden Gesamtkosten aus. Die Nachhaltigkeit von Verkehrsinfrastrukturanlagen ist dann gegeben, wenn neben dem sicheren Betrieb eine hohe Verfügbarkeit bei geringem Instandhaltungsaufwand und dementsprechend geringen Betriebskosten gegeben ist. Voraussetzung für die Erstellung nachhaltiger Verkehrsinfrastrukturanlagen ist die Durchführung eines interdisziplinären Planungsprozesses, an dem neben den klassischen bautechnischen Disziplinen der Infrastrukturplanung auch die Disziplinen der bahntechnischen Ausrüstung und der Betriebsführung beteiligt werden. Am Beispiel des Brenner-Basistunnels wird gezeigt, wie ein interdisziplinärer Planungsprozess optimal ablaufen kann. Durch einen interdisziplinären, gewerkeübergreifenden systemischen Planungsprozess, bei dem frühzeitig alle notwendigen Fachbereiche für den Betrieb von Verkehrsinfrastrukturanlagen eingebunden werden, können die Herstellungskosten reduziert und das Instandhaltungskonzept dahingehend optimiert werden, dass die Instandhaltungskosten und die Auswirkungen auf den Betrieb (optimale Sperrpausen mit geringen Betriebserschwerniskosten) möglichst gering sind. Gerade bei langen Eisenbahntunneln ist es wichtig, bei der Planung das Gesamtbild zu betrachten und sich nicht nur auf den reinen Tunnelbau zu fokussieren. Bei sehr großen Projekten wie dem Brenner-Basistunnel erfordert dies das Befassen mit Themen, die aus heutiger Sicht noch weit in der Zukunft liegen.

The Koralm tunnel forms the central part of the route of the Koralmbahn railway from Graz to Klagenfurt in the section Deutschlandsberg- St. Andrä. The tunnel, split into three construction contracts (KAT 1,2 and 3) connects the federal states of Carinthia and Styria in Austria with a length of 32.8 km. Continuous tunnelling is intended for the section through the central mountain complex of the Koralpe. The very variable geological conditions (rock and loose ground sections, overburden of up to approx. 1,200 m, possible high water pressures and pronounced zones of faulting and fracturing) represent a major challenge for the implementation of mechanical tunnelling (tunnelling, lining and logistics concepts). The present article discusses the geological and hydrogeological conditions as well as the basic concepts for support and machine system and the particular measures to overcome squeezing rock conditions.

Der Koralmtunnel bildet das zentrale Trassenstück der Koralmbahn Graz-Klagenfurt im Abschnitt Deutschlandsberg-St. Andrä. Der in drei Baulose (KAT 1, 2 und 3) gegliederte Tunnel verbindet auf einer Gesamtlänge von 32,8 km die Bundesländer Steiermark und Kärnten in Österreich. Für die Durchörterung des zentralen Gebirgskomplexes der Koralpe sind kontinuierliche Vortriebe vorgesehen. Die stark wechselnden geologischen Randbedingungen (Fest- und Lockergesteinsabschnitte, Überlagerungen bis ca. 1.200 m, mögliche hohe Wasserdrücke sowie ausgeprägte Störungs- und Zerrüttungszonen) stellen höchste Anforderungen an die Realisierung des Maschinenvortriebs (Vortriebs-, Ausbauund Logistikkonzept). Im vorliegenden Beitrag werden die geotechnischen und hydrogeologischen Randbedingungen analysiert sowie die Grundkonzepte für Ausbausicherung und Maschinensystem und die besonderen Vorkehrungen zur Bewältigung der druckhaften Gebirgsverhältnisse vorgestellt.

- Spritzbetonausrüstungen von SIKA
- JORDAHL-Produkte im Tunnelbau
- Neuerungen in der Grundbausoftware 2008 von RIB Software AG

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Wetterfeste Stähle und die daraus hergestellten Hüttenerzeugnisse werden in Polen seit über 40 Jahren produziert. Es wurde die Produktion wetterfester Stähle in zehn verschiedenen Klassen und Sorten eingeführt und verwendet. Dabei handelt es sich um niedriglegierte Baustähle mit erhöhter Luftkorrosionsbeständigkeit gemäß der polnischen Norm PN-83/ B-84017 und den Hüttenfertigungsbedingungen. Diese Rohstoffe werden in Polen in begrenztem Umfang z. B. beim Bau von Brücken, Straßenüberquerungen, Gittermasten für Freileitungen, Schornsteine sowie im Bergbau und der Hüttenindustrie eingesetzt. Untersuchungen zur Eigenschaft von Hüttenerzeugnissen aus wetterfesten Stählen werden in Polen seit über 30 Jahren durchgeführt. Nach einer Übersicht der in Polen durchgeführten Untersuchungen werden die Untersuchungen der Verfasser vorgestellt. Analysiert wurden die Stähle 10HA, 12HJA, 12H1JA, 12PJA, 10HNAP im Vergleich zum Kohlenstoffstahl St3SX. Neben Felduntersuchungen wurden auch Laboruntersuchungen, Strukturanalysen der Korrosionsprodukte, Stoffuntersuchungen und statistische Analysen der mechanischen Eigenschaften von wetterfesten Stählen durchgeführt. Die eigenen Untersuchungen bestätigten die Anwendbarkeit wetterfester Stähle für den Stahlbau, auch unter spezifischen Bedingungen einer petrochemischen Atmosphäre.

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Monopiles sind die bevorzugte Gründungsvariante für Offshore-Windenergieanlagen bei moderaten Wassertiefen. Hinsichtlich der Erfassung des Systemverhaltens im Rahmen der Bemessung bestehen jedoch einige Unsicherheiten bzw. offene Fragen. Zum einen stellt sich die Frage, ob die p-y-Methode als bislang übliches Berechnungsverfahren für Pfähle sehr großer Durchmesser angewandt werden kann, zum anderen ist unklar, wie von der Genehmigungsbehörde geforderte explizite Nachweise des Tragverhaltens unter zyklischen Lasten erbracht werden können. Im Aufsatz wird der Stand der Technik und des Wissens zur Bemessung und zum Tragverhalten von Monopiles dargestellt und diskutiert, und offene Fragen bzw. Forschungsbedarf werden aufgezeigt. Darauf aufbauend werden Konzepte zur praktischen Bemessung vorgestellt.

Design of monopile foundations for offshore wind energy converters - Concepts and open questions.
Monopiles are the favorized variant of the foundation of offshore wind energy converters at moderate water depths. However, some open questions and uncertainties exist regarding the analysis of the behavior of a monopile foundation in the scope of the design. It is questionable whether the usually applied p-y method is suitable for the calculation of the behavior of piles with very large diameter. Moreover, it is uncertain how explicit proofs of the monopile behavior under cyclic loads, which are required by the approving authority, can be carried out. In the paper at hand, the state of knowledge regarding behavior and design of monopiles is presented and discussed, and open questions and research needs are identified. Based on that, concepts for practical design are proposed.

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