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Bautechnik aktuell 10/2014 Bautechnik 10/2014 777-780 Bautechnik aktuell

Abstract


Veranstaltungen:
Behälterbau mit WU-Beton / Fertigteilkonstruktionen im Hochbau / 8. Bahn-Fachtagung des Deutschen Verbandes für Lärmschutz e.V.

Nachrichten: Ein Bergrücken aus Beton / Feuerverzinkte Straßenbrücken - Neue Forschungsergebnisse machen den Weg frei

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 10/2014 781-782 Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Bautechnik 9/2014 Bautechnik 9/2014 Inhalt

Abstract

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Ernst & Sohn (Hrsg.) Sonderheft: Innovative Fassadentechnik II 2014 Bautechnik 9/2014 1-100 Sonderheft

Abstract

Konstruktive Gestaltung, Materialwahl und Schichtenaufbau der Fassade sollen heute nicht nur ma√ügeblich das Klima im Geb√§udeinnern regulieren, sondern auch die Nachhaltigkeit der Geb√§udeh√ľlle selbst garantieren. Die Fassadengestaltung ist heute wesentlich mehr als nur eine architektonische Entwurfsaufgabe. In diesem Sonderheft stellen Planer und Architekten Ans√§tze der komplexen Planungsaufgabe "Fassade und Au√üenwandkonstruktion" vor. Realisierte Projekte, Hintergrundinformationen und Praxisbeispiele zeigen innovative, zukunftsorientierte und nachhaltige Konstruktionsl√∂sungen f√ľr individuelle Fassaden.

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Sänger, Christof Sind die Berufsperspektiven eines angehenden Bauingenieurs nicht großartig?! Bautechnik 9/2014 595-596 Editorial

Abstract

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Achmus, Martin; Schr√∂der, Christian Installation und Tragverhalten von Bucketgr√ľndungen f√ľr Offshorebauwerke Bautechnik 9/2014 597-608 Aufs√§tze

Abstract

Eine Bucketgründung besteht aus einem oder bei aufgelösten Gründungsstrukturen aus mehreren oben geschlossenen Stahlzylindern, welche offshore mittels Abpumpen von Wasser und damit durch Realisierung eines Unterdrucks in den Baugrund bzw. Seeboden eingebracht werden. Diese Installationsmethode, derentwegen auch die Bezeichnung Suction Bucket für dieses Gründungselement verwendet wird, benötigt relativ wenig Aufwand und vermeidet Rammschallemissionen, weshalb die Bucketgründung eine interessante Alternative zu herkömmlichen Offshoregründungen mit Rammpfählen darstellt. Allerdings muss der Installationsvorgang genau berechnet und kontrolliert werden, um einen hydraulischen Grundbruch, Schalenbeulen oder unzulässige Schiefstellung zu vermeiden. Überdies bestehen hinsichtlich des Tragverhaltens von Bucketgründungen insbesondere unter transienten oder zyklischen Belastungen noch offene Fragen. In dem Aufsatz werden Methoden zur Prognose der Eindringwiderstände bei der Installation vorgestellt und beispielhaft für typische Baugrundverhältnisse in der deutschen Nordsee angewandt. Außerdem werden die spezifischen Anforderungen an das Tragverhalten von Bucketgründungen für Offshore-Windenergieanlagen beschrieben und die diesbezüglichen Kenntnisse, aber auch die noch vorhandenen Kenntnislücken dargestellt. Abschließend werden die Grundzüge eines Dimensionierungskonzepts für Bucketgründungen von Offshore-Windenergieanlagen vorgestellt und die diesbezüglich noch offenen Fragen diskutiert.

Installation and bearing behaviour of bucket foundations for offshore structures
A bucket foundation consists of one or, in case of a jacket or tripod structure, of three or four steel cylinders with a steel lid on top, which is installed offshore by pumping water and thus inducing underpressure below the lid. This installation method, which is the reason for the often used term 'suction bucket', is rather simple and avoids driving noise emissions. This makes it an interesting alternative to usual offshore foundations with driven piles instead of buckets. However, the installation process must be accurately calculated and controlled to avoid hydraulic failure, buckling and inadmissible rotations. Moreover, open questions regarding the bearing behavior of bucket foundations particularly under transient or cyclic loads exist. The paper firstly presents methods for the prediction of penetration resistances during installation and applies them exemplarily for typical soil conditions of the German North Sea. Secondly, the specific requirements on the behavior of buckets for offshore wind energy converter foundations are described and the respective state of knowledge is outlined. Finally, the basics of a general design concept for buckets as foundation elements of offshore wind energy converters are presented and open questions are discussed.

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Akdag, Cihan Taylan; √Ėzden, G√ľrkan; Stopper, Juliane Nichtlineare p-y-Beziehung von Stahlbetonpf√§hlen und stahlfaserverst√§rkten Stahlbetonpf√§hlen in mitteldichtem Sand Bautechnik 9/2014 609-621 Aufs√§tze

Abstract

Das Primärziel der vorliegenden Studie besteht darin, den Einfluss des nichtlinearen Materialverhaltens von Gründungspfählen auf die Pfahl-Boden-Interaktion zu untersuchen. Dies ist ein Aspekt, der bisher nicht eingehend für Stahlbetonpfähle (RC) erforscht worden ist. Aus diesem Grund wurde ein umfassendes Versuchsprogramm mit RC- und stahlfaserverstärkten RC-Modellpfählen geplant und durchgeführt. Basierend auf Vorkenntnissen zu stahlfaserverstärkten biegebewehrten Modellpfählen (WS-SFRC) wurde der Stahlfasergehalt auf 1 % festgelegt. Vor den Versuchen zur Pfahl-Boden-Interaktion wurden Biegeversuche durchgeführt, um die Moment-Krümmungs-Beziehung (M-&PHgr;) der Modellpfähle zu erhalten. Die Wirkung der Pfahlbiegesteifigkeit (EI) auf die p-y-Kurven wurde in der Analyse sorgfältig geprüft. Der Einfluss der Belastungsgeschwindigkeit sowie der Axiallast auf die Pfahl-Boden-Interaktion wurde ausgewertet. Es wurde erkannt, dass die Axiallast die Pfahl-Boden-Reaktion des RC-Pfahles signifikant erhöht. Die Belastungsgeschwindigkeit beeinflusst die p-y-Kurve des RC-Pfahles erheblich, während sie geringere Auswirkungen auf die p-y-Kurve des stahlfaserverstärkten RC-Pfahles hat. Eine neue Methodik zur Verbesserung des etablierten Verfahrens zur p-y-Kurvenermittlung wird präsentiert, welche die Parameter für die Pfahlflexibilität in die p-y-Kurvenermittlung integriert.

Nonlinear p-y relationships of reinforced concrete and steel fiber added reinforced concrete piles in medium dense sand
The primary goal of this study is to investigate the influence of nonlinear pile material behavior on soil-pile interaction (SPI), an aspect of SPI which was not studied extensively for reinforced concrete (RC) piles. For this purpose a model pile test program was implemented, which involved testing of RC piles and RC with steel fiber piles. The steel fiber ratio by volume was decided as 1 % based on previous experience. Prior the model pile tests, bending tests were made on flexural elements to obtain the moment-curvature relationship of piles. Therefore, the influence of pile bending stiffness was taken into consideration in the p-y curve analyses. The effects of loading rate and axial load on soil-pile interaction were evaluated. It is concluded that axial load significantly increases the soil-pile stiffness of the RC pile. Rate of loading considerably alters the p-y curve of RC pile whereas it slightly influences the p-y curve of RC with steel fiber pile. A new methodology to improve currently accepted p-y curve establishment procedures is suggested by incorporating pile flexibility parameters into the formulation.

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Ausgelobt: Deutscher Ingenieurpreis Straße und Verkehr 2015 Bautechnik 9/2014 621 Auslobung

Abstract

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Kinzler, Steffen; Morgen, Karl R√ľckverankerte Betonsohlen - Nachweise in den Grenzzust√§nden UPL, GEO-2 und STR Bautechnik 9/2014 622-632 Aufsatz

Abstract

Rückverankerte Betonsohlen dienen der Sohlabdichtung gegen drückendes Grundwasser z. B. bei Trogbaugruben. Durch rückverankerte Betonsohlen wird eine grundwasserschonende Bauweise ermöglicht, da auf Grundwasserhaltungsmaßnahmen verzichtet werden kann.
Rückverankerte Betonsohlen sind anspruchsvolle Ingenieurbauwerke. Die Nachweise im Grenzzustand des Versagens durch Verlust der Lagesicherheit infolge Aufschwimmen sowie im Grenzzustand des Versagens der Verankerung erfolgen auf Grundlage der DIN EN 1997-1. Der Nachweis im Grenzzustand des inneren Bauteilversagens für die Betonsohle erfolgt gemäß DIN EN 1992-1-1.
Im vorliegenden Beitrag werden die normativen Grundlagen zusammengestellt und ihre Anwendung an einem Beispiel veranschaulicht. Neben der Nachweisführung auf Grundlage der aktuell gültigen Regelwerke wird ein Bemessungsmodell für den Lastabtrag im Sohlbeton vorgestellt. Dem Tragverhalten der in der Regel unbewehrten Sohlen wird dabei im Hinblick auf den Ansatz stabilisierender Einwirkungen entlang der Sohlränder, die Unterscheidung zwischen Rand- und Mittelbereich sowie die aus der Schlankheit der Sohle resultierenden Anforderungen besondere Aufmerksamkeit gewidmet.
Der vorliegende Beitrag greift einen Beitrag aus dem Jahr 2008 in dieser Zeitschrift auf [3]. Behandelt werden die Änderungen durch die Einführung der Eurocodes sowie die Nachweise der inneren Tragfähigkeit der Betonsohle.

Anchored concrete base slabs - Structural analysis in limit states UPL, GEO-2 and STR
Anchored concrete base slabs are used as base sealing against pressurized groundwater e. g. at watertight excavations. Anchored concrete base slabs allow a minimum effect on groundwater.
Anchored concrete base slabs are sophisticated engineering structures. The ultimate limit states by loss of static equilibrium due to uplift as well as anchorage failure are based on DIN EN 1997-1. The ultimate limit state of structural failure considering the concrete base slab is based on DIN EN 1992-1-1.
In this paper the normative basics are compiled and their application is illustrated with an example. Besides the analysis based on the currently valid regulations a mechanical model for the load transfer in the concrete base is shown. The structural behavior of the generally non-reinforced base slabs is shown taking stabilizing effects along the edges as well as the distinction between peripheral and central region and the results from the slenderness ratio of the base slab into consideration.
This paper refers to a paper from 2008 in this journal [3]. It features the changes through the introduction of the Eurocodes and the ultimate limit state of the concrete base.

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Aktuelle Ernst und Sohn Sonderhefte Bautechnik 9/2014 632 B√ľcher

Abstract

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Moormann, Christian; Klein, Linus Bemessung tiefer Baugruben mit rechteckigem Grundriss unter Ber√ľcksichtigung des r√§umlichen Erddrucks Bautechnik 9/2014 633-655 Aufsatz

Abstract

Die Bemessung von tiefen Baugruben mit begrenzten Grundrissabmessungen erfolgt in der Regel vereinfachend durch die Betrachtung vertikal ebener Schnitte, also als ebener Verzerrungszustand, was letztlich nur für Linienbaugruben unmittelbar zutreffend ist. Die Grundrissform wird in der Ingenieurpraxis meist nur bei schachtartigen Baugruben, insbesondere bei Baugruben mit kreisförmigem Grundriss, berücksichtigt. Dabei zeigen auch Baugruben mit rechteckigem Grundriss und größeren baupraktischen Abmessungen ein ausgeprägtes räumliches Trag- und Verformungsverhalten, das u.a. durch das Verhältnis der Nachgiebigkeit der Baugrubenecken zur Nachgiebigkeit der Verbauwände entlang der Baugrubenseiten geprägt wird. Basierend auf der messtechnischen Untersuchung der Verformungscharakteristik tiefer Baugruben mit rechteckigem Grundriss und einer zusammenfassenden Darstellung analytischer Ansätze zur Ermittlung des räumlichen aktiven Erddrucks werden in dem Beitrag die Ergebnisse einer numerischen Studie vorgestellt, mit der für Baugruben mit rechteckigem Grundriss in Abhängigkeit von deren geometrischer Konfiguration der Einfluss der räumlichen Tragwirkung u.a. auf das Verformungsverhalten, die Verteilung des Erddrucks und die innere Beanspruchung der Verbaukonstruktion untersucht wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die rechnerische Berücksichtigung der per se vorhandenen räumlichen Tragwirkung tiefer Baugruben mit (annähernd) rechteckigem Grundriss eine technische und ökonomische Optimierung der Verbaubemessung ermöglicht.

Design of deep excavations with rectangular ground plan - Spatial earth pressure considerations
For the design of deep excavations with limited dimensions in ground plan usually vertical sections are designed as a plain strain situation, which applies finally for line-wise excavations. In engineering practice the shape of the ground plan is regularly considered only for shaft-shaped excavations, particularly excavations with circular ground plan. Although excavations with rectangular plan and large dimensions show a distinctive spatial bearing and deformation behavior, which is amongst others influenced by the relation of the flexibility of the excavation corners to the flexibility of the retaining walls along the sides of the excavation. Based on field measurements on the spatial deformation behavior of deep excavations with rectangular shape and a synopsis of the analytic approaches for the calculation of spatial active earth pressure, the results of a numerical parametric study are presented. These results illustrate for deep excavations with rectangular shape as a function of their geometric configuration the influence of the spatial bearing behavior on the deformations, the distribution of earth pressure and the internal stresses of the retaining walls and the excavation support system. Moreover they indicate that the consideration of the per se existent spatial bearing behavior of deep excavations with (almost) rectangular ground plan affords an optimized design of retaining systems in technical and economical view.

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Schäfer, René; Belmann, Thomas Einsatz und Anwendungsgrenzen von Schneckenbohrpfählen (Auger-cast-in-place Piles - ACIP-Piles) Bautechnik 9/2014 656-665 Berichte

Abstract

Für die Gründung einer Düngemittelanlage in Port Neal/Iowa wurden durch den Bauherrn Schneckenbohrpfähle (sog. ACIP-Piles) als Gründungsentwurf vorgegeben. Angesichts der bis in große Tiefen unterhalb des Grundwassers anstehenden, sehr enggestuften, feinkörnigen Sande wurde die Ausführung im Hinblick auf DIN EN 1536 als kritisch eingestuft. Im Rahmen von umfangreichen Pfahlprobebelastungen konnte jedoch zunächst gezeigt werden, dass bei ausreichender Qualitätssicherung Schneckenbohrpfähle auch bei ungünstigen Baugrundverhältnissen ordnungsgemäß hergestellt und gute Tragfähigkeiten erzielt werden können. Im Rahmen der Ausführung der Bauwerkspfähle sind jedoch erhebliche Schäden aufgetreten, da die Bohrschnecke auf einer Tonschicht höherer Konsistenz aufsaß und Boden in nennenswertem Umfang gefördert wurde. Zurückzuführen sind die Schäden neben den ungünstigen geologischen Randbedingungen auf einen Wechsel des ausführenden Spezialtiefbauunternehmens, welches die nach DIN EN 1536 geforderte örtliche Erfahrung nicht über Probepfähle nachgewiesen hat. Zudem wurden im vorliegenden Fall die Schäden durch die eingesetzte Maschinentechnik des Drehbohrgeräts begünstigt, welche sich in den USA von der in Europa verwendeten Technik unterscheidet.

Application and limitation of auger-cast-in-place (ACIP-) Piles - Experiences of an industrial project in Iowa/USA
For an industrial complex in Port Neal/Iowa, auger-cast-in-place piles (ACIP-Piles) haven been chosen for the foundation structure. With reference to the purely graded sand deposits, which have been encountered to greater depth in conjunction with a high ground water level, the installation of such piles has to be critically expected with reference to DIN EN 1536. However, the installation technique as well as acceptable pile capacities could be verified in the course of extensive pile testing. Nevertheless, considerable damages occured during the installation of the working piles. The damages can partly be attributed to an interlayered very stiff to hard cohesive soil layer at a depth of app. 20 m, which couldn't be smoothly drilled and which led to a soil extraction in the vicinity of the pile shaft. Moreover, a new drilling company was commissioned for the installation of the working piles, whose specific experience with the chosen pile type was not directly verified before. Finally, the damages were benefit by the chosen drilling technique.

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Absolvent der FH Potsdam gewinnt Wissenschaftspreis Bautechnik 9/2014 665 Nachrichten

Abstract

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Stock, Lars-Michael; Spang, Christian Nachtr√§gliche Sicherung alter Bergbausch√§chte - Konkrete Richtlinie f√ľr die Planung und Ausf√ľhrung erforderlich Bautechnik 9/2014 666-670 Berichte

Abstract

Mit dem Ende des Steinkohlenbergbaus hat sich der Fokus auf die zugehörigen Ewigkeitslasten und die erforderliche Nachsorge verstärkt. Neben Fragestellungen wie der Nachnutzung der bergbaulich geprägten Flächen oder den Folgen des Grubenwasseranstiegs ist der Zustand vieler alter Bergbauschächte zu klären. Im Zweifelsfall ist zu überprüfen, ob der Zustand eines Schachtes dem Stand der Technik entspricht oder eine nachträgliche Sicherung erfolgen muss. Dabei ist eine Sicherung in der Qualität und Dauerhaftigkeit, wie sie bei der Verwahrung jüngerer Tiefbauschächte nach dem Stand der Technik ausgeführt wird, nachträglich nur schwer zu erreichen. Die begrenzte technische Lebensdauer der nachträglichen Sicherung in Verbindung mit der Ewigkeitslast der Bergbauschächte stellt ein Problem dar, das besonders betrachtet werden muss. Vom Arbeitskreis 4.6 “Altbergbau” der DGGT wurden Empfehlungen zur Sicherung und Verwahrung des Altbergbaus erarbeitet. Für NRW wurde von der Bezirksregierung Arnsberg der Leitfaden für das Verwahren von Tagesschächten herausgegeben. Nach Auffassung der Autoren ist darauf aufbauend eine konkrete und umfassende Richtlinie für die Sicherung alter Bergbauschächte erforderlich, die den Bergwerksgesellschaften, Ingenieurbüros, Behörden und ausführenden Firmen als Richtschnur dient. Mit dem vorliegenden Beitrag liefern die Autoren eine Diskussionsgrundlage für die Erstellung dieser Richtlinie.

Subsequent backup of old mining shafts - concrete guidelines for the planning and execution required
With the end of the coal industry, the focus has intensified on the associated eternity burden and the required follow-up. In addition to issues such as the use of former mining-dominated areas or the consequences of the mine water rise in the condition of many old mining shafts should be clarified. If in doubt, check whether the state of the prior art shaft corresponds or must be a subsequent backup. This is an assurance in quality and durability, as performed in the custody of younger civil engineering shafts according to the state of the art, subsequently difficult to achieve. The limited technical lifetime of the subsequent assurance in connection with eternity burden of mining shafts is a problem that needs to be particularly considered. The working circle 4.6 “abandoned mines” of the DGGT recommendations were developed for securing and safekeeping of the old mining. For NRW the “guide to the keep of days manholes” was issued by the district government of Arnsberg. According to the authors concrete and comprehensive guideline for hedging old mining shafts is required on this basis that serves the mining companies, engineering firms, government agencies and contractors as a guide. With this paper the authors provide a basis for discussion in the preparation of this Directive.

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Brand, Thomas; Bauer, Matthias; Hamm, Friderike; Merkel, Holger Entnahmebauwerk Kohlekraftwerk Wilhelmshaven - Planung und Ausf√ľhrung eines au√üergew√∂hnlichen Einschwimm- und Absenkverfahrens Bautechnik 9/2014 671-680 Berichte

Abstract

In Wilhelmshaven wird derzeit in unmittelbarer Nähe zur Jade ein Kohlekraftwerk gebaut. Das Kühlwasser für die gesamte Anlage wird durch zwei Entnahmetürme aus der Jade entnommen. Für die Herstellung dieser Entnahmetürme kam als Sondervorschlag ein Einschwimm- und Absenkverfahren zur Ausführung. Hierbei wurden beide Entnahmetürme mit einem Schwimmkörper zusammengefasst. Der erste Teilabschnitt wurde in einem Schwimmdock gefertigt und anschließend über die offene See bis in den Hafen von Wilhelmshaven verschleppt. Im Hafen von Wilhelmshaven wurde das Bauwerk in mehreren Phasen - teilweise schwimmend, teilweise auf einer temporären Pfahlgründung abgesetzt - vervollständigt. Da der fertige Rohbau zwar schwimmfähig, jedoch nicht schwimmstabil war, wurde für das Verschwimmen zum Endstandort eine zusätzliche temporäre Schwimmeinheit aus gekoppelten Flexifloat-Elementen sowie für das Anheben und Absenken Litzenheber, installiert. Nach dem Absenken des Entnahmebauwerks wurde der Spalt zwischen Bodenplatte und Gründungssohle mittels Dämmer verpresst. Abschließend erfolgten der Anschluss der Kühlwasserleitungen, die Befüllung der Ballastkammern mit Sand und der Einbau des Kolkschutzes.

Intake riser for a coal-fired power station in Wilhelmshaven - Design and construction using an extraordinary floating-in and submerging method
At present, a coal-fired power station is being built adjacent to the River Jade in Wilhelmshaven. The cooling water for the whole plant will be taken from the Jade by means of two intake structures. In order to construct the intake structures, it was decided to use an alternative proposal involving floating-in and submerging of the structure. For this, both the intakes and buoyancy tanks were incorporated in one structure . The first section of the intake structure was constructed in a dry dock, and subsequently towed on the open sea to the port of Wilhelmshafen. The structure was then completed in several phases in the port of Wilhelmshaven, in some phases floating, and in others supported on a temporary pile foundation. In the completed condition the structure was buoyant, but however unstable. Therefore coupled Flexifloat-units were used for additional buoyancy during the tow to the final location, with strand jacks installed for raising and lowering the structure. After submersion of the intake structure, the joint between the base slab and formation level was sealed using grout. The cooling water pipelines were then connected, the ballast compartments were filled with sand, and scour protection was installed.

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Sachstandsbericht VDE 2014: 86 Prozent der Projekte umgesetzt Bautechnik 9/2014 680 Nachrichten

Abstract

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Herbort, Johannes; Helfers, Bj√∂rn Ausf√ľhrungsplanung f√ľr die Baugrube des Trogbauwerkes 2852-08 im Zuge der B 96n auf R√ľgen Bautechnik 9/2014 681-686 Berichte

Abstract

Nach der Fertigstellung der 2. Strelasundquerung, einschließlich der Anbindung an die BAB1, BAB11 und BAB20 ist die Insel Rügen schnell und komfortabel zu erreichen. Zur Abwicklung der an- und abfahrenden Verkehre ist der Neubau der B 96n auf Rügen erforderlich.
Mit einem ca. 485 m langen Trogbauwerk (BW 2852-08) kreuzt die neue Trasse der B 96n die Bahnstrecke 6321 niveaufrei. Das Bauwerk wurde 2014 fertiggestellt.
Gegenstand des Berichtes sind die bauablauf- und geotechnisch begründeten Planungsherausforderungen zur Umsetzung und wirtschaftlichen Optimierung der Baugrube sowohl in der Angebots- als auch in der Ausführungsplanung.

Detailed design for the excavation pit of the trough construction 2852-08 in the course of B 96n on Rügen
After completion of the 2nd Strelasundquerung, including the transport connection to the motorways A1, A11 and A20, the isle of Rügen will be quickly and comfortable accessible. The construction of the B 96n on Rügen is required in order to handle the in- and outbound traffic.
Due to the new construction of the 485 meter trough construction 2852-08, the B 96n crosses the railway line 6321 without changing height above terrain level. The construction has been completed in 2014.
The report is based on the building process and the geotechnical planning challenge concerning the implementation and the economical optimization of the excavation pit. Both refer to the tender planning as well as to the detailed engineering.

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Richter, Thomas; Kirsch, Fabian Komplexe Bauvorhaben heute - eine rein ingenieurtechnische oder auch gesellschaftspolitische Aufgabe? Bautechnik 9/2014 687-695 Kommentar

Abstract

Die Motivation zu diesem Essay entspringt der praktischen Erfahrung der Autoren, die bei ihrer Arbeit in einem auf anspruchsvolle geotechnische Projekte spezialisierten Ingenieurbüro immer wieder aufs Neue feststellen, dass bei vielen heute beplanten und leider viel zu oft auf die lange Bank geschobenen Bauvorhaben die überkommenen Strategien nicht ausreichen, um den technischen, ökonomischen und kommunikativen Anforderungen in Verbindung mit dem berechtigten Beteiligungsinteresse der Öffentlichkeit zu genügen. Bei diesen Vorhaben handelt es sich nicht selten um Strukturen, bei denen eine innige Zusammenarbeit der einzelnen Spezialdisziplinen des Bauingenieurwesens erforderlich ist und deren Verzahnung so eng zu sein hat, dass die Aufgabe nur in einem umfassenden Iterationsprozess unter Inkaufnahme aller dabei auftretender und mit entsprechendem Aufwand verbundener Reibungen gelöst werden kann.

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Bautechnik aktuell 9/2014 Bautechnik 9/2014 697-698 Bautechnik aktuell

Abstract


Auslobung:
Fotografiepreis “Baukultur im Bild. Räume + Menschen” der Bundesstiftung Baukultur

Firmen und Verbände: VDI will zeigen, wie Ingenieure unseren Alltag verbessern / Bauaufsichtliche Zulassung für nichtrostende Stähle aktualisiert und verlängert bis Mai 2017 / Fördermittel für die Bauforschung

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Kongresse - Symposien - Seminare - Messen Bautechnik 9/2014 699-700 Veranstaltungskalender

Abstract

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Inhalt: Bautechnik 8/2014 Bautechnik 8/2014 Inhalt

Abstract

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Hansen, Michael; Schmidt, Boso Sicherheit von Offshore-Windenergieanlagen Bautechnik 8/2014 525-532 Berichte

Abstract

Die Offshore-Windenergie ist mit dem ersten deutschen Offshore-Windpark alpha ventus in Wassertiefen über 30 m vorgedrungen. Gelten für diese Offshore-Windenergieanlagen (OWEA), die 60 km vor der Küste stehen, die gleichen Designprinzipien wie für landgestützte Anlagen? Wie sieht es mit dem Risiko dieser Anlagen aus und wie ist dieses definiert?
Diese und weitere Fragen führten dazu, dass seit 2009 in dem interfakultativen Verbundforschungsvorhaben Probabilistische Sicherheitsbewertung von Offshore-Windenergieanlagen (PSB OWEA) zehn Institute aus den Fakultäten Bauingenieurwesen, Elektrotechnik und Maschinenbau der Leibniz Universität Hannover gemeinsam an wesentlichen Fragen zur Anlagensicherheit offshore forschen. Aufgrund des immensen Investitionsvolumens offshore besteht das wesentliche Ziel darin, die Zuverlässigkeit der gesamten Anlage sowie einzelner Anlagenteile und Bauteilkomponenten zu bestimmen und zu bewerten. Die Forschungsschwerpunkte wurden an den Interessen und Notwendigkeiten der Wirtschaft und Zertifizierung gespiegelt und ausgerichtet.
In diesem Beitrag werden aktuelle Sicherheitsbetrachtungen für OWEA mit Bezug zu den nationalen und internationalen Regelungen dargestellt.

Safety of Offshore Wind Turbines
The first German offshore wind farm alpha ventus was built in water depth more than 30 m. Are the design principles for these offshore wind turbines (OWT) erected about 60 km distance to the coast similar to the principles used for wind-turbines onshore? What about the risk of these investments and how is it defined?
In 2009 researchers of the Leibniz Universität Hannover started the research project Probabilistic safety assessment of offshore wind turbines (PSA OWT) to think about these and further questions. Since then ten institutes from the faculties of civil engineering, electrical and mechanical engineering research together in the field of the safety of OWT. Regarding the immense volume of offshore investment the target objective is to determine and to evaluate the reliability of the total system as well as individual system components. The main questions were discussed with representatives of industry and certification to bring the interests and needs into line.
The current safety assessment of OWT are presented in this paper with respect to national and international regulations.

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Schmidt, Boso; Ernst, Benedikt; Wilms, Mayumi; Hildebrandt, Arndt; Hansen, Michael Messdatenbasierte Empfehlungen von Wind- und Wellenparametern f√ľr die Auslegung von Offshore-Windenergieanlagen Bautechnik 8/2014 533-542 Aufs√§tze

Abstract

Mit der Forschungsplattform FINO 1 in der Nordsee werden seit 2003 Daten über Wind und Seegang für den Standort des ersten deutschen Offshore-Windparks alpha ventus gesammelt. An weiteren Standorten in Nord- und Ostsee wurden seither mehrere Forschungsstationen mit ähnlicher Zielstellung installiert. Damit liegen langjährige Datenbanken über maßgebende Einflussgrößen im Offshore-Bereich vor, die im Rahmen eines Verbundforschungsvorhabens gezielt wissenschaftlich ausgewertet werden. Windlasten werden auch für die Offshore-Standorte normenkonform nach validierten Windlastmodellen bestimmt. Der Seegang hingegen wird zumeist rechnergestützt simuliert und die maßgebenden Parameter wie Wellenhöhe, -periode sowie Wellen- und Strömungsrichtung somit abgeschätzt. Mit den Messstationen in Nord- und Ostsee ist es möglich, Einwirkungsparameter aus Wind und Seegang messdatenbasiert zu analysieren. In diesem Beitrag werden die Herangehensweise und die verwendete Methodik der durchgeführten Analysen getrennt für den Wind und den Seegang beschrieben. Die nach der Auswertung verfügbaren Ergebnisse werden mit den nach nationalen und internationalen Regelwerken anzusetzenden Größen qualitativ und quantitativ verglichen und daraus Empfehlungen für die praktische Umsetzung abgeleitet.

Measurement based recommendations of wind and wave parameters for the design of offshore wind turbines
At the research platform FINO 1 near the first German offshore wind farm alpha ventus wind and wave data are collected since 2003. With a similar objective several research platforms have been installed at other locations in the North and Baltic Sea. Based on the extensive measurements at these platforms a long-term database of significant parameters was created. These parameters are scientifically analyzed in a joint research project. Currently, wind loads at offshore locations are determined according to predefined wind load models from standards. However, sea state usually is simulated by computer and significant parameters such as wave height, wave period as well as the direction of wave and sea current are estimated. But now, based on this pool of data it is possible to analyze the load parameters from wind and sea state more reliable. Within this paper the approach and methodology of these analyzes are described separately for wind and sea state. The outcomes are compared qualitatively and quantitatively with equivalent parameters in standards and recommendations for the practical implementation are given.

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Kelma, Sebastian; Schmoor, Kirill Alexander; Goretzka, Jan; Hansen, Michael Sicherheitsaspekte der Tragstruktur von Offshore-Windenergieanlagen Bautechnik 8/2014 543-553 Aufsätze

Abstract

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) sind den Beanspruchungen aus Wind, Seegang und Anlagenbetrieb ausgesetzt. Während ihrer Lebensdauer treten umweltbedingte veränderliche Einwirkungen auf, die zu zyklischen Beanspruchungen der Tragstruktur führen. Bei OWEA mit Jacket-Unterstrukturen sind im Rahmen der Tragfähigkeitsanalyse vor allem die axial beanspruchten Gründungspfähle und die ausbetonierten Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen zwischen Jacket und Gründungspfahl (sogenannte Grouted Joints) relevant.
In diesem Beitrag werden die Jacket-Unterstruktur und die Pfahlgründung einer OWEA mit probabilistischen Methoden untersucht. Die dafür verwendeten methodischen Ansätze und Verfahren zur Ermittlung der Tragfähigkeit von Gründungselementen werden beschrieben. Als Eingangswerte werden die aus Messwerten abgeleiteten Auftrittswahrscheinlichkeiten von Wind und Seegang verwendet. Zur Beschreibung der Bodentragfähigkeit gehen probabilistische Modelle ein. Die Ergebnisse der zuverlässigkeitstheoretischen Analyse werden zu den üblichen Berechnungen nach aktuellen nationalen und internationalen Regelwerken in Bezug gesetzt. Aus diesem qualitativen und quantitativen Vergleich resultieren Empfehlungen für die probabilistische Bemessung von Offshore-Gründungen.

Safety aspects for support structures of offshore wind turbines
Offshore wind turbines (OWT) are subjected to loads induced by wind, sea and operation. During their life-time environmental varying impacts occur, which lead to cyclic loading of the support structure. Within the structural analysis of OWTs with jacket substructures, especially the proofs of the ultimate limit state for the axially-loaded foundation pile and for the grouted pile-in-sleeve connection between jacket and foundation pile (so-called grouted joints) are relevant.
In this paper the jacket substructure and the piled foundation of an OWT are investigated by applying probabilistic methods. The methodical approaches and procedures to determine the load-bearing capacity of the foundation are described. Input values for the environmental impacts of wind and sea are taken into account by their probability distributions. The stochastic pile bearing capacity is derived by applying probabilistic models. The result of the reliability-based analysis is compared to the structural analysis as stated in valid standards, and derived recommendations are given for the probabilistic design of offshore foundations.

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Lohaus, Ludger; Werner, Michael Ausf√ľhrungstechnische Einfl√ľsse auf Aspekte der Tragsicherheit von Grouted Joints Bautechnik 8/2014 554-560 Aufs√§tze

Abstract

Grouted Joints sind Rohr-in-Rohr-Steckverbindungen, die typischerweise beim Bau von Offshore-Windenergieanlagen verwendet werden. Sie verbinden beispielsweise die gerammten Gründungspfähle mit dem aufgehenden Teil der Unterstruktur bei allen bislang in Deutschland verwendeten Bauarten vom Monopile bis zum Jacket. Der Ringspalt zwischen den Rohren unterschiedlichen Durchmessers, der zum Ausgleich von Exzentrizitäten und Schiefstellungen aus dem Rammprozess erforderlich ist, wird auf hoher See mit einem hochfesten Feinkornbeton (Grout) verfüllt, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung herzustellen.
In diesem Fachaufsatz wird auf den Stand der Normung, auf die ausführungsbedingten Besonderheiten und den Verfüllvorgang selbst eingegangen. Aufgezeigt werden die Anforderungen an die Materialeigenschaften zur Sicherstellung eines störimgsfreien Verfüllvorgangs. Weiterhin wird der Ausführungsprozess analysiert, um mögliche Fehlerfaktoren ausfindig zu machen. Es werden zwei Ansätze zur experimentellen Simulation von Verfüllvorgängen im Labor- und im Großmaßstab vorgestellt. Daraus können Erkenntnisse bezgl. der Fließwege des Materials im Ringspalt hergeleitet werden. Weiterhin werden Ergebnisse zur Materialdruckfestigkeit, die aus Proben aus solchen Verfüllversuchen gewonnen wurden, diskutiert.

Influences of in situ production of grouted joints on aspects of structural safety
Grouted joints represent tube-in-tube connections which are typically used for the construction of offshore wind turbines. These connections connect, for example, the driven pile to the topside of the substructure of all constructions used in Germany up to now, from monopiles to jacket substructures. The gap between the tubes of different sizes is later filled with a high-performance grout to secure a force- and form-fitting connection. These connections compensate the tolerances caused by the pile-driving process.
This scientific paper shows the regulations used for grouted joints and the special characteristics of the filling process itself. The requirements of the material behavior of grout to secure an undisturbed filling process are also shown. Furthermore, the erection process and possible failures during this process are analyzed. Two approaches for the experimental simulation of the filling process are shown in laboratory scale and in real scale. Hence, new results considering the flow behaviour of grout materials in the gap of grouted joints can be derived. Finally, results of these filling tests considering the compressive strength are shown and discussed.

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