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Inhalt: Bautechnik 2/2017 Bautechnik 2/2017 Inhalt

Abstract

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Kleiser, Michael Formlogik an Br√ľcken - Teil 2 - √úberlegungen zur authentischen Formbildung von fugenlosen St√ľtzenanschl√ľssen Bautechnik 2/2017 83-92 Aufs√§tze

Abstract

Der allgemeine Trend im konzeptionellen Brückenentwurf zur Wahl dauerhafter, fugenloser Rahmensysteme erfordert nicht nur vertiefte, statisch konstruktive Überlegungen zur Kraft- und Momentenweiterleitung vom Überbau in den Unterbau, sondern auch erweiterte Betrachtungen hinsichtlich einer ganzheitlich ästhetischen Lösung. Um zu authentischen Entwürfen zu gelangen, muss eine Kohärenz zwischen der Form der Brücke und dem ihr zugrunde liegenden statischen System erkennbar sein. In diesem Aufsatz werden Formüberlegungen von biegesteifen Stützenanschlüssen an Überbauten einerseits als zusammenhängende, kontinuierlich wirkende und anderseits als getrennt wirkende Funktionseinheiten erläutert. Anschließend wird auf die Sonderstellung der eingespannten Rundstütze und deren Anwendungsgrenzen sowie auf hybride Stützenanschlüsse eingegangen. Dem planenden Ingenieur werden Anregungen zum Brückenentwurf über seine ingenieurtechnische Kernaufgabe hinaus hin zu einer ingeniösen Herangehensweise gegeben, mit dem Ziel, bewusst Verantwortung als Gestalter unseres Lebensraums übernehmen zu können. Die Formüberlegungen werden mit Beispielen untermauert.

Form logic at bridges (Part 2) - Considerations on authentic shaping of jointless column connections
The common tendency within conceptual bridge design towards durable jointless frame systems requires not only deepened structural considerations of force and moment transition from the superstructure into the substructure, but also broadened approaches of a holistic aesthetical solution. The coherence between the form and its underlying structural system has to be recognisable in order to achieve authentic designs. In this paper form considerations of columns, which are monolithically connected to the superstructure as associated and separated function units, respectively, are illustrated. Furthermore, the special standing of the fixed circular column and its application limits as well as hybrid column connections will be discussed. For the planning engineer impulses in bridge design are provided to work far beyond his structural core tasks towards an ingenious approach with the aim of consciously taking over responsibility in designing our living space. The form considerations are underlined with examples.

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Romberg, Martin Neue Queensferry Br√ľcke in Schottland - Herausforderungen bei der Planung und Montage Bautechnik 2/2017 93-103 Berichte

Abstract

Die neue Queensferry Brücke in Schottland in der Nähe von Edinburgh ist eine insgesamt 2 640 m lange Schrägkabelbrücke mit drei bis zu 210 m hohen Pylonen. Die beiden seilüberspannten Haupttragweiten sind 650 m, die beiden Seitenfelder 223 m und die Spannweiten der Vorlandbrücken sind bis zu 104 m lang. Die zwei Seilebenen sind mittig zwischen den beiden Fahrbahnen angeordnet und überlappen sich in der Mitte der Hauptöffnungen. Diese Besonderheit ist notwendig, um den Verbundüberbau und insbesondere den mittleren Pylon zu stabilisieren. Sowohl die Planung mit den damit verbundenen Nachweisen der außergewöhnlichen Bauzustände, wie z. B. dem mit zwei 322 m langen Kragarmen frei stehenden mittleren Pylon, als auch die Montage bei zum Teil äußerst widrigen Wetterbedingungen verlangten den beteiligten Ingenieuren und Arbeitern einiges ab. Aber nicht nur die Dimensionen und die Komplexität des Bauwerks machen diese Brücke auch für erfahrene Brückenbauer zu einer Besonderheit, sondern auch die Nähe zu den beiden bestehenden Brücken über den Firth of Forth. Dies sind zum einen die im Jahre 1890 eröffnete Forth Rail Bridge, die im Sommer 2015 in die UNESCO-Weltkulturerbeliste aufgenommen wurde, als auch die Forth Road Bridge, eine im Jahre 1964 eröffnete Hängebrücke. Die drei Brücken aus drei verschiedenen Jahrhunderten werden nach Fertigstellung der Schrägseilbrücke eine einmalige Brückenkollektion bilden. Die Veröffentlichung fasst die Herausforderungen bei der Planung und Montage dieser einzigartigen Brücke zusammen. Einige Teile des Beitrags sind [4] entnommen, wo vor allem Aspekte der Bauausführung vertieft werden.

New Queensferry Crossing in Scotland - challenges in design and construction
The new Queensferry Crossing near Edinburgh in Scotland is a cable-stayed bridge with a total length of 2 640 m and three towers up to 210 m high. The two cable supported main spans are 650 m, the two back spans are 223 m and there are approach viaducts at each end of variable spans up to 104 m. The two cable planes are arranged centrally between both carriageways and overlap in the centre of the main spans. This special feature is necessary in order to stabilize the deck and especially the Centre Tower. Unique design features such as having the World's longest pair of free-standing cantilevers with an overall length of 644 m and constructing the works in an exposed location experiencing adverse weather conditions, put very high demands on the engineers and workers involved. It is not only the scale and complexity of the new structure that makes it special for even experienced bridge engineers, but also its proximity to the two existing bridges over the Firth of Forth. The Forth Rail Bridge, which opened in 1890 and was awarded World Heritage Site status in summer 2015, lies alongside the Forth Road Bridge, a large Suspension Bridge opened in 1964. On completion of the Queensferry Crossing these bridges, representing engineering expertise from three different centuries, will form a unique collection of iconic structures. The paper summarizes the challenges in design and construction of this outstanding bridge.

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Lienhart, Christoph; Heer, Sebastian; Wenger, Philipp; Zimmerer, Martin Planung und Bau der neuen Eisenbahnbr√ľcke √ľber den Neckar - Herausforderungen bei der Gr√ľndung Bautechnik 2/2017 104-114 Berichte

Abstract

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 Pfeiler-Achsen.
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.

Design and construction of the new railway bridge over the Neckar river - challenges of the foundations
As of the beginning of 2016, as part of the Stuttgart 21 infrastructure project, the Deutsche Bahn is building a four-line railway bridge across the Neckar River in Stuttgart.
The Neckar railway bridge has an overall length of 345 m and comprises of two abutments and six support axes. The structure crosses rail lines from the city rail network (Stadtbahn), the main trunk-road, the 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 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 aquafers with an artesian pressure of circa 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 “Unterkeuper”, built using cut-and-cover technique with a pneumatic caisson was chosen as the most economical foundation type for the three primary supports.
A program of further hydrochemical and geomechanical ground investigations were undertaken during the detailed design phases. Following an evaluation of these additional ground parameters it was possible to substitute the pneumatic caisson for a more economical deep foundation type using large diameter piles. A management concept for possible scenarios was needed for the large diameter pile construction to achieve the required consent for derogations from the banned ground penetration in the area of the mineral springs.

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Keil, Andreas; Sch√§chner, Frank Schlank und elegant - Stahlbogenbr√ľcke √ľber die A 8 bei Stuttgart Bautechnik 2/2017 115-124 Berichte

Abstract

Die stark befahrene A 8 wird zwischen dem Kreuz Stuttgart und der Anschlussstelle Leonberg/Ost um einen Fahrstreifen erweitert. Aufgrund des zu geringen Lichtraumprofils wurde die bestehende Bogenbrücke “Rotes Steigle”, die einen Forstweg über die Autobahn überführt, abgebrochen und durch einen markanten Neubau ersetzt. Das Tragwerk der neuen, ca. 75 m langen Verbundbrücke besteht aus einem unten liegenden Stahlbogen mit veränderlichen Querschnitten, schräg nach außen geneigten Stahlstreben und einer Stahlbetonfahrbahnplatte. Das schlanke Bogentragwerk ist als 2-Gelenk-Bogen ausgeführt und ruht auf Edelstahl-Kippleisten. Der Überbau stützt sich mit dünnen, geneigten Streben auf dem Bogen ab und ist mit den Widerlagern über je ein etwa 1, 10 m hohes und nur 2 cm dickes Stahlblech, einer sogenannten “Federlamelle”, monolithisch angeschlossen.
Bei der Herstellung des Stahltragwerks wurden die einzelnen Stahlbauteile zu zwei großen, ca. 40 m langen und 120 t schweren Bogenhälften auf dem nahe gelegenen Vormontageplatz verschweißt, sodass für den Einhub lediglich zwei nächtliche Vollsperrungen der A 8 erforderlich waren. Das Betonieren der Fahrbahnplatte erfolgte mit einem verfahrbaren Schalwagen in fünf Betonierabschnitten unter fließendem Verkehr. Durch abschnittsweise Herstellung des Stahl- und Betonbaus waren aufwändige Verformungsberechnungen bzw. Überhöhungsberechnungen für die Fertigung und die Bauausführung erforderlich.
Als moderner Kontrast zur vorherigen Brücke ist so eine filigrane Stahlbogenbrücke entstanden.

Slender and elegant - steel arch road bridge across the highway A 8 close to Stuttgart
The busy highway A 8 is to be expanded by an additional traffic lane between the Stuttgart interchange and the junction Leonberg/Ost. Due to its restricted structural clearance, the existing arch bridge “Rotes Steigle” was replaced by a distinctive new structure, which provides a crossing for a forest road over the highway. The load bearing structure of the integral composite bridge comprises a lower arch steel box girder with varying cross-section dimensions, steel struts that are angled outwards and a reinforced concrete deck slab.
The slender construction was designed as a two-hinged arch that rests on stainless steel rocker bearings at the arch-support. The superstructure is supported on the arch by slender, inclined steel braces. The deck is monolithically connected to each abutment via a thin vertical steel plate acting as an elastic spring, with a height of approximately 1.10 m and a thickness of merely 2 cm.
The individual steel elements were pre-assembled into two large segments of 120 t each, which could rapidly be installed. This way, the highway had to be closed for only two nights. The concrete work on the deck could be carried out without the need for further interruptions to highway traffic. Due to the incremental production of the steel structure and the bridge deck, the fabrication and the execution of the construction work called for extensive deformation analyses and camber calculations.
Now, a slender steel arch structure presents a modern contrast to the previous bridge.

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Schacht, Gregor; Piehler, Jens; Marx, Steffen; M√ľller, Jens Z.A. Belastungsversuche an einer historischen Eisenbahn-Gew√∂lbebr√ľcke Bautechnik 2/2017 125-130 Berichte

Abstract

Die Eisenbahn-Gewölbebrücke über die Aller in Verden wurde im Oktober 2015 nach über 150 Jahren außer Betrieb genommen und im Sommer 2016 endgültig abgebrochen. Durch das entstandene Zeitfenster zwischen Außerbetriebnahme und Abbruch ergab sich bei diesem Bauwerk die außergewöhnliche Chance, das Tragverhalten der Gewölbereihe experimentell mithilfe einer Probebelastung zu untersuchen. Ein Projektteam unter Führung des Instituts für Massivbau der Leibniz Universität Hannover führte im März und im Juni 2016 zwei Belastungsversuche durch und konnte das Tragverhalten des Gewölbes weit oberhalb des Gebrauchslastniveaus unter einer maximalen Belastung von ca. 570 t (!) untersuchen. In den zwei Versuchen konnten unter anderem die Einflüsse der Stirnwand und der Abdichtungsschicht auf das Verformungsverhalten erfasst und durch eine Vielzahl lokaler und globaler Verformungsmessungen quantifiziert werden. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen sollen Rechenmethoden und -annahmen verbessert werden, damit die Tragsicherheit bestehender Gewölbebrücken zukünftig zuverlässiger und realitätsnäher bewertet werden kann.

Loading tests on an historic railway arch bridge
After 150 years in use the historic masonry arch bridge over the river Aller near Verden was taken out of service in October 2015 and was demolished in summer 2016. The time gap between decommission and demolition offered the ordinary chance for an experimental investigation of the load-deformation behavior of the arch-row by load testing. A project team under the leadership of the Institute of Concrete Construction of the Leibniz University Hannover has carried out two load test with a maximum load of 570 t (!) in March and June 2016. With the load tests the influence of the front wall and the sealing layer on the bearing behavior could be detected and also quantified with a great number of local and global deformation measurements. The experimental results are the basis for an improvement of the calculation methods and models to be able to evaluate the bearing safety of existing arch bridges more realistically.

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Becker, Patrick; L√ľking, Jan Vergleich der CPT-basierten direkten Berechnungsverfahren nach EA-Pf√§hle und ICP-05 f√ľr Fertigrammpf√§hle Bautechnik 2/2017 131-143 Aufs√§tze

Abstract

Anhand der vorliegenden Datenbanken der EA-Pfähle mit einer Gesamtanzahl von mehr als 1 000 Probebelastungsergebnissen wird exemplarisch für zwei ausgewählte Fertigrammpfahlarten die Anwendung von sogenannten halbempirischen direkten CPT-Verfahren zur Ermittlung des Pfahlwiderstands untersucht. Der Vergleich der Pfahltragfähigkeit des britischen Verfahrens ICP-05 mit den Verfahren der EA-Pfähle für Stahlrohrrammpfähle (offen und geschlossen) und Fertigrammpfähle aus Stahlbeton führt zu deutlichen Unterschieden in der Bemessung. Bei einer Öffnung der nationalen Normen und Regelwerke für internationale Berechnungsverfahren fehlen somit Bewertungsmöglichkeiten zur Anwendung, insbesondere zur Einschätzung des Sicherheitsniveaus dieser Berechnungsverfahren.
Basierend auf den Erfahrungswerten für die Pfahlwiderstände nach EA-Pfähle wird in diesem Beitrag das ICP-05-Verfahren für ein vergleichbares Sicherheitsniveau mit 10 %- und 50 %-Quantilen kalibriert. Die Anpassungsfaktoren sind für beide Quantilbereiche und für die vorgenannten Pfahlsysteme in Abhängigkeit vom Spitzenwiderstand der Drucksonde und Pfahldurchmesser formuliert worden.

Comparison of CPT based calculation methods according to EA-Pfähle and ICP-05
Different empirical calculation methods based on the database of pile load tests are investigated within this paper. The calculation method according to the British method ICP-05 leads to different results in the design compared to the method according to EA-Pfähle for pipe piles (open-ended and closed) and driven pre-stressed concrete piles. Therefore, it would lead to uncertainties in the evaluation regarding the safety philosophy by opening national guidelines for international calculation methods without further investigations.
Based on the experiences of the EA-Pfähle new correlation factors were derived, which calibrate the ICP-05 methods for a 10 % and 50 % quantile. The correlation factors depend on the pile diameter and the cone penetration resistance.

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Kindler, Arne; Schaller, Maria-Barbara; Gl√∂tzl, J√ľrgen Nachweis der Ankertragf√§higkeit auf Grundlage faseroptischer Messtechnik Bautechnik 2/2017 144-151 Berichte

Abstract

Die heute gängigen Dauerüberwachungen (Ankermonitoring) von Ankern basieren überwiegend auf dem Einsatz von Ankerkraftmessdosen. Die Erfahrungen der letzten Jahrzehnte haben jedoch gezeigt, dass die Zuverlässigkeit der Anzeige über die Zeit verloren geht. Darüber hinaus bedingt der Einsatz von Ankerkraftmessdosen eine zusätzliche Bauhöhe am Ankerkopf. Andere Mess- und Prüfverfahren wie z. B. die herkömmlichen Lichtwellenleitersensoren bedingen einen Abgleich mit einem unbelasteten Lichtwellenleiter und geben nur punktuelle Aussagen über das Tragverhalten wieder. Weiterhin kommt hinzu, dass die gewonnenen Aussagen interpretiert werden müssen, um den Zustand der Verankerung beurteilen zu können. Im folgenden Beitrag wird über erste Ergebnisse eines Ankermonitorings auf der Basis von ortsverteilten Messungen einer in den Verpresskörper eingebetteten Glasfaser berichtet. Das neue Messkonzept basiert auf der Rayleigh-Technologie und dient der Prüfung des Tragverhaltens des Ankers sowie der Prüfung des Verpresskörperzustands bei betonschädigenden Grundwässern. Aufgrund der Wirtschaftlichkeit der eingesetzten Glasfaser ist die Ausbildung von redundanten Messsystemen nicht mit hohen Kosten verbunden. Hinsichtlich der Langlebigkeit der Glasfasern kann auf Erfahrungen aus der Telekommunikation zurückgegriffen werden.

Proof of anchor bearing capacity on the basis of fibre optical measurements
Actually, anchor-monitoring is generally based on the use of anchor load measuring sockets. The experiences over the last decades show that over time the reliability of the anchor load measurement is lost. Furthermore, due to the use of anchor load measuring sockets additional building height at the anchor head is necessary.
Other measurement devices like common optical fibre sensors need a comparison with results of the non-loaded optical fibre sensor and only lead to punctual results of the anchor forces. Additionally, the received results have to be interpreted due to the punctual results to receive information on the actual state of the anchor.
The present paper presents first results of an anchor monitoring program based on continuous measurements along the anchor grout using an embedded glass fibre system. The measurement technique is based on Rayleigh-technology and serves for testing of the anchor's bearing behaviour as well as to check the state of the anchor grout for example regarding the influence of concrete-influencing ground water conditions.
Due to economics of the used glass fibre system the installation of a double-checked system can be established without high costs. The long-term behaviour of the glass fibre system can be proven regarding experiences with telecommunication installation.

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Bautechnik aktuell 2/2017 Bautechnik 2/2017 153-154 Bautechnik aktuell

Abstract


Nachrichten:
Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2017 entschieden

Persönliches: Martin Falenski übernimmt die Leitung der Bundesingenieurkammer

Veranstaltungen: 13. Fachtagung Baustatik-Baupraxis 2017

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Lorenz, Werner; May, Roland; Wetzk, Volker Renn, J√ľrgen; Osthues, Wilhelm; Schlimme, Hermann (Hrsg.): Wissensgeschichte der Architektur. Bautechnik 2/2017 155-158 Rezensionen

Abstract

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Erratum zu: Jahresbericht 2016 des Arbeitskreises Baugruben der Deutschen Gesellschaft f√ľr Geotechnik (DGGT) Bautechnik 2/2017 158 Erratum

Abstract

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 2/2017 159 Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 Inhalt

Abstract

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Curbach, Manfred "Und jedem Anfang wohnt ein Zauber inne" (Hermann Hesse, Das Glasperlenspiel. Frankfurt: Suhrkamp 1972) Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 59 Editorials

Abstract

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M√ľller, Matthias; Maurer, Reinhard Untersuchungen zum Tragverhalten von Druckgurtanschl√ľssen in Hohlkastenbr√ľcken Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 60-74 Fachthemen

Abstract

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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"Stored Energy in the Sea" wird erstmals im Bodensee getestet Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 74 Aktuelles

Abstract

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Bolle, Guido; Mertzsch, Olaf; Marx, Steffen Messtechnische Dauer√ľberwachung zur Absicherung der Restnutzungsdauer eines spannungsrisskorrosionsgef√§hrdeten Br√ľckenbauwerks Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 75-84 Fachthemen

Abstract

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.

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Sanio, David; Mark, Peter; Ahrens, Mark Alexander Temperaturfeldberechnung f√ľr Br√ľcken - Umsetzung mit Tabellenkalkulationen Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 85-95 Fachthemen

Abstract

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.

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della Pietra, Regina; Tue, N. V. Quantifizierung der Beanspruchung infolge der Temperatur und des Erddrucks bei Integralbr√ľcken bis 30 m L√§nge Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 96-105 Fachthemen

Abstract

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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Z√ľblin und HOCHTIEF mit Bau des Hafentunnels in Bremerhaven beauftragt Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 105 Aktuelles

Abstract

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Kromoser, Benjamin; Kollegger, Johann Aktives Verformen von ausgeh√§rteten Betonelementen zur Herstellung von r√§umlich gekr√ľmmten Betonfl√§chen Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 106-115 Fachthemen

Abstract

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.

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Fuchs, Maximilian; Blank, Gregor; Schneider, Andreas; Paukner, Florian Neubau einer integralen Spannbetonbr√ľcke Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 116-124 Berichte

Abstract

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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Vernetzter Hafen: Neue Juniorprofessur "smartPORT" am TUHH-Exzellenzkolleg von HPA unterst√ľtzt Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 124 Aktuelles

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 2/2017 Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 125-126 Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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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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Beton Kalender 2017: Spannbeton und Spezialbetone, ca. 400 Seiten Normen und Richtlinien inklusive Beton- und Stahlbetonbau 2/2017 127 B√ľcher

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