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Aus einem praktischen Anlaß - dem Auftreten von hochfrequenten, mehrwelligen Kabelschwingungen an einer bekannten Schrägkabelbrücke - wurden die möglichen Erregungsmechanismen des Kabelsystems untersucht. Es wurde dabei der bislang unbekannte Erregungstyp Parameter-Doppelresonanz entdeckt, der vermutlich auch für weitere, aus früheren Berichten bekannte Erregungsfälle verantwortlich ist: Die axialen Resonanzschwingungen lösen unter Umständen intensive mehrwellige Kabelschwingungen aus. Charakteristisch für das Erscheinungsbild der erregten Schwingungen ist, daß in ihnen immer zwei benachbarte, hochfrequente Quereigenschwingungen beteiligt sind. Der vorliegende Aufsatz erklärt den Erregungsmechanismus und leitet die kritische Erregungsamplitude in Abhängigkeit der Eigenfrequenzkonstellationen ab. Es wird gezeigt, daß es sich hier um einen massiven Erregungsfall handelt, der häufig vorkommen kann.

Bisher wurde der Stützdruck bei Erddruckschilden indirekt über die Schneckendrehzahl oder Pressenvorschubgeschwindigkeit gesteuert. Ein grundsätzliches Problem dieser Vorgehensweise ist, daß unter Berücksichtigung der Strömungsverhältnisse in der Abbaukammer der gemessene Stützdruck nicht mit dem tatsächlichen an der Ortsbrust vorhandenen übereinstimmt. Desweiteren gelangt der Erddruckschild in Böden mit unzureichender Verformbarkeit oder hohem Kompressionsmodul sowie beim Anfahren von Hindernissen oder Felsschichten an die verfahrenstechnische Grenze. Neueste Erfahrungen aus der Praxis zeigen, daß die Verfahrenstechnik zur Herstellung von Polymerschäumen beim heutigen Stand der Technik zur aktiven Kontrolle des Stützdrucks genutzt werden kann. Hierzu wird an möglichst vielen Stellen des Schneidrades und der Abbaukammer des Schildes Schaum injiziert, der sich mit dem gelösten Boden vermischt. Die regelungstechnische Überwachung der Injektion ermöglicht es, den Stützdruck innerhalb der Abbaukammer auch in kritischen Betriebszuständen konstant zu halten. Außerdem kann der Strömungsprozeß des gelösten Bodens durch die Abbaukammer unterstützt werden. Dies führt verfahrenstechnisch zu einer Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit und Reduzierung der Antriebskräfte.

In diesem Beitrag wird ein mechanisches Modell zur Beschreibung des Verbundverhaltens zwischen Stahl und Beton präsentiert. Das Modell erlaubt, alle bei den Verbundversuchen beobachteten Phänomene zu berücksichtigen und rechnerisch zu erfassen. Die Rolle der Betondeckung auf das Verbundverhalten wird genauer als bisher untersucht, so daß der Unterschied zwischen hochfestem und normalfestem Beton bezüglich des Verbunds quantitativ erklärt werden kann. Die allgemeine Anwendbarkeit des Modells wird durch zahlreiche Versuchsnachrechnungen bestätigt. Mit diesem Modell ist eine einfache theoretische Untersuchung der Verbundprobleme wie Verankerung, Stöße usw. möglich.

Axial belastete kontinuierlich gelagerte Stäbe kommen in der Ingenieurpraxis, z. B. in der Geotechnik (als Pfähle) oder in Komposition (als gedrückte Fasern in einer weichen Matrix) vor. Mit zunehmen der Axialdruckkraft kann der Stab ausknicken. Frühere Untersuchungen setzten voraus, daß die axiale Kraftverteilung über die ganze Stablänge konstant ist. Aber in wirklichen Ingenieurproblemen variieren die Axialkräfte, verursacht durch den axialen Widerstand entlang der Berührungsfläche mit dem Untergrund. Der Zweck der vorliegenden Abhandlung ist die Bestimmung der Wirkung des Axialwiderstandes auf die die Instabilität verursachende Kraft. Die Untersuchung wird an einem langen, am freien Ende gedrückten Stab durchgeführt, der in einem Winkler-Medium gelagert ist. Der axiale Widerstand wird naheliegend durch axiale Federn modelliert. Dieses Modell führt zu einer veränderlichen Axialkraft entlang des Stabes und deshalb zu einer Differenzialgleichung mit einem variablen Koeffizienten. Das Problem wird numerisch für drei verschiedene Lagerungsbedingungen gelöst. Die Lösungen werden graphisch dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß der Axialwiderstand die Knicklast vergrößert und außerdem einen starken Eindruck auf die Form der ersten Eigenfunktion für die Fälle der gelenkig (momentenfrei) gelagerten und eingespannten Enden hat.

Die reproduzierbare Messung kleiner Dehnungen ist wesentlicher Bestandteil einer langzeitigen Bauwerksüberwachung. Ein neuartiger faseroptischer Sensor, der quasi kalibrierungsfrei arbeitet, ermöglicht es über viele Jahre hinweg, den Dehnungszustand zu messen. Der Beitrag beschäftigt sich mit dem pysikalischen Wechselprinzip des Sensors sowie einer Anwendung unter realen Bedingungen. Dazu wurden Sensoren aufgebracht und in einer Spannbetonbrücke in Höhe der Spannglieder einbetoniert. Nach Aufbringen der Vorspannung und einer statischen Belastung wurden Dehnungsmessungen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigen die Funktionstüchtigkeit der Sensoren.

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Im Rahmen einer Forschungsarbeit, die vom Deutschen Betonverein E.V. über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AIF) mit Mitteln des Bundesministers für Wirtschaft gefördert wurde, wurden am Institut für Baumaschinen und Baubetrieb der RWTH Aachen (ibb) Untersuchungen zur Optimierung der Hochdruck-Wasserstrahl- Technik zur Betonuntergrund-Vorbereitung durchgeführt. Dabei wurden etliche neue Erkenntnisse über die Auswirkung von Prozeßparametern auf die Ergebnisse bei der Wasserstrahlverwendung gewonnen. Erstmals wurden dabei die Auswirkungen von alters- und umweltbedingten Werkstoffveränderungen des Betons und der Einfluß der Bewehrung untersucht. Von besonderer Bedeutung sind die Erkenntnisse zur Leistungssteigerung des Verfahrens durch eine rotierende Strahlführung. Untersuchungen der Traggrundbeschaffenheit nach dem hydrodynamischen Betonabtrag geben Aufschluß über die Eignung des Wasserstrahl-Verfahrens zur Betonuntergrundvorbereitung. Besondere Beachtung fand die Änderung von Materialparametern in ihrer Auswirkung auf die Arbeitsergebnisse mit dem Werkzeug Wasserstrahl. Neben den von der Betonrezeptur abhängigen Parametern, z. B. Betondruckfestigkeit, Zuschlagart und -korngröße, wurden auch umweltbedingte Veränderungen wie Karbonatisierung, Chloridkorrosion und Betonalter in die Untersuchungen einbezogen. Ein weiteres Ziel der Untersuchungen war die Optimierung der Strahlführung. Die Eigenschaften des Traggrunds nach der hydrodynamischen Belastung waren ein weiterer Gegenstand der Untersuchung. Hier sollte insbesondere geklärt werden, ob Traggrundschädigungen durch Mikrorißbildung bestehen. Die Forschungsarbeit kann dazu beitragen, die Ausschreibung von Arbeiten mit Wasserstrahl zu verbessern, weil klargestellt wird, welche Möglichkeiten die Technik verfahrenstechnisch bietet.

Für die Berechnungen der Stahlbetonquerschnitte ist es vorteilhaft, die Spannungs-Stauchungs-Beziehung des Werkstoffs Beton durch einfach zu differenzierende bzw. einfach zu integrierende Gleichungen anzugeben. Der vorliegende Beitrag beschreibt die Näherung der im Eurocode 2 angegebenen nichtlinearen Werkstofformulierungen des Betons durch Polynome beliebigen Grades. Besonders geeignet sind diese Polynome für Berechnungen von Querschnitten, deren Druckzone nicht rechteckig ist.

Durch Vergleich im Versuch gemessener Traglasten von Zweigelenkrahmen mit den unter einem Fließgelenkdrehwinkel von 5% berechneten wird gezeigt, daß diese mit oder ohne Iteration gewinnbaren Rechenwerte mindestens so wirklichkeitsnah sind wie die nach DIN 1045 und nach Eurocode EC 2 ermittelten.

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