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40 Jahre nach ihrer Erbauung wird die 302 m lange Talbrücke Windelbach einer Instandsetzung unterzogen, die eine Erneuerung der Überbauten auf zu sanierenden Talpfeilern erforderlich macht. Dabei kommt als Ersatzneubau für die bestehenden Spannbetonträger ein moderner Verbundüberbau zum Einsatz. Aufgrund der topographischen Verhältnisse und der Bedingungen zur Aufrechterhaltung eines 4+0-Verkehrs wurde ein innovatives Montageverfahren mit Schwerlastgleiswagen zur Montage der neuen Stahlverbundkästen und Demontage der bestehenden Spannbetonträger entwickelt (Bild 1).

The Windelbach viaduct - Renewal with an innovative assembly method.
40 years after its construction, the 302 m long Windelbach viaduct undergoes repairs, which requires a renewal of the superstructure on to be rehabilitated pillars. At this a modern composite-steel-superstructure replaces the existing prestressed concrete beams. Due to the topographical conditions and the conditions for maintaining a 4+0 traffic an innovative assembly method with heavy-duty rail-trolleys to mount the new composite steel boxes and removal of existing prestressed concrete beams has been developed (fig. 1).

Sandwichelemente werden üblicherweise als einachsig spannende Bauelemente verwendet. Diese werden durch auf sie einwirkende Querlasten auf Biegung beansprucht und leiten die Kräfte in eine Unterkonstruktion ab. Eine neuere Entwicklung ist es kleinere Gebäude aus Sandwichelementen auch ohne Unterkonstruktion herzustellen. Bei dieser Bauweise haben die Elemente nicht nur die Funktion des Raumabschlusses, sondern werden auch zur Lastabtragung und zur Aussteifung des Gebäudes herangezogen. Zusätzlich zu Biegemomenten und Querkräften wirken in den Elementen dann auch Normalkräfte. Ein Bemessungsvorschlag für axial beanspruchte Sandwichelemente, durch den auch die auftretenden Kriecherscheinungen berücksichtigt werden können, wird vorgestellt. Außerdem werden die maßgebenden Versagensmodi an der Lasteinleitungsstelle aufgezeigt und ein mechanisches Modell erläutert.

Axially loaded sandwich panels in frameless buildings.
Traditionally sandwich panels are used as unidirectional spanning flexural members transferring loads to a substructure. As a recent development, sandwich panels are used to design small buildings without substructure. In this application the panels are not only used as cladding element but also for load transfer and bracing of the building. A design model for axially loaded sandwich panels, which also considers creeping effects, is presented. Additionally the basic failure modes at the area of load application are illustrated and a mechanical model is introduced.

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Die geometrische Gestaltung des Kronendübels stellt eine neue Formgebung für eine Betondübelleiste dar und ist eine Entwicklung des Instituts für Tragkonstruktionen - Stahlbau der TU Wien. Ausgehend davon werden in diesem Beitrag zwei Tragmodelle zur Beschreibung des Tragvermögens einer solchen Schubverbindung mit allgemeiner Geometrie vorgestellt, deren Aufgabe die Sicherstellung der gemeinsamen Tragwirkung von Stahl- und Betonbauteil durch die Aufnahme des Schubflusses in der Kontaktfuge ist. Grundkonzept dieser Modelle ist, dass die Längsschubtragfähigkeit durch das Tragvermögen der vollkommen plastizierten Stahlkrone definiert wird. Der Vergleich mit einem experimentell erzielten Ergebnis zeigt, dass mittels der angeführten Modelle die Längsschubtragfähigkeit richtig prognostiziert werden kann. Zur Verifizierung des Tragmodells werden Ergebnisse einer nichtlinearen FE-Analyse mit dem Programm ABAQUS angeführt.

Die Konstruktion eines Doppelmantel-Stahlbehälters bewirkt spezifische Gefahren für seine lokale Stabilität und Tragfähigkeit. Diese Probleme sind Gegenstand des vorliegenden Beitrags, in dem auf drei Aspekte eingegangen wird: Gefährdung der Stabilität des Innenmantels bei Wasserdruckproben des Tanks, Verformung des Bodenblechs im Mantelzwischenraum durch Aufwärmung des Lagergutes und unterschiedliche Setzung des Baugrundes infolge unterschiedlicher Belastung von Innentank und Mantelzwischenraum.

Die Bahnhofshalle für den viergleisigen ICE-Bahnhof wird auf einer Fläche von ca. 55 m x 700 m in unmittelbarer Nähe des Flughafens errichtet. Das Dach der Bahnhofshalle stellt eine Plattform dar, auf der in einem späteren zweiten Bauabschnitt verschiedene mehrgeschossige Überbauungsvarianten möglich sind, wobei keine zusätzlichen Verstärkungen im Bahnhofsbereich erforderlich sein werden. Das Haupttragwerk der Plattform besteht aus 43 Stahlfachwerkrahmen, die im Abstand von 15 m angeordnet sind. Sie überbrücken mit einer Spannweite von ca. 50 m Gleise und Bahnsteige. Den oberen Abschluß bildet ca. 13 m über den Gleisen eine 30 cm dicke Stahlbetonverbundplatte. Das fertiggestellte Bauwerk wird über seine gesamte Länge fugenlos sein.

Locker gelagerte nichtbindige Böden werden in zahlreichen Anwendungsfällen erfolgreich durch den Einsatz von Tiefenrüttlern bei der Rütteldruckverdichtung verbessert. Eine verlässliche, physikalisch fundierte Prognose des Verdichtungserfolgs kann für die wirtschaftliche Umsetzung der Maßnahmen jedoch entscheidend sein. Die Ausbreitung von seismischen Wellen, großräumige, plastische Verformungen, Porenwasserdruckaufbau und Materialtransport infolge der Bewegung des Tiefenrüttlers bestimmen den Verdichtungserfolg maßgeblich, können aber in ihrer Gesamtheit bei Simulationen nicht berücksichtigt werden. Zur Verbesserung der Prognosequalität wird ein Vorgehen vorgeschlagen, bei welchem zunächst eine mehrdimensionale Dehnungsamplitude zur Beschreibung der auftretenden Verformungen berechnet und anschließend die Akkumulation der Verformungen infolge einer Vielzahl von Zyklen (Rotationen des Rüttlers) mit einem Akkumulationsmodell abgeschätzt wird. Dazu stehen analytische und numerische Ansätze zur Verfügung, welche einen begrenzten Bodenbereich um den Tiefenrüttler betrachten und vergleichbare, plausible Ergebnisse sowohl für die Wellenausbreitung als auch für die Dehnungsamplitude liefern. Zur Untersuchung des Verformungsverhaltens eines Sands bei Dehnungsamplituden bis in den Prozentbereich wurden Hohlzylindertriaxialversuche mit einer zyklischen Verdrehung der Fußplatte durchgeführt, welche ein überwiegend homogenes Dehnungsfeld zeigten. Durch die Nachrechnung der Laborversuche mit einem Akkumulationsmodell für große Dehnungsamplituden und Anpassung der Modellparameter ist es möglich, das Verformungsverhalten im Falle der Rütteldruckverdichtung zu beschreiben und durch Erweiterung des Vorgehens für die Abschätzung des Rastermaßes zu verwenden.

Experimental, analytical and numerical investigations on vibro compaction of sand
Loosely bedded non-cohesive soils are successfully improved in numerous applications through the use of deep vibrators in vibro compaction treatments. However, a reliable, physically sound prognosis of the compaction success can be decisive for the economic implementation of the measures. The propagation of waves, large-scale plastic deformations, pore water pressure build-up and material transport as a result of the movement of the deep vibrator are decisive ingredients of compaction success, but cannot be taken into account as a whole in simulations. In order to improve the prediction quality, a procedure is proposed in which a multidimensional strain amplitude is calculated to describe the occurring deformations and then the accumulation of the deformations due to a multitude of cycles (rotations of the vibrator) is estimated with an accumulation model. For this purpose, analytical and numerical approaches are available which consider a limited soil area around the deep vibrator and provide comparable, plausible results both for wave propagation and for the strain amplitude. In order to investigate the deformation behaviour of a sand at strain amplitudes up to the percentage range, hollow cylinder triaxial tests with a cyclic rotation of the base plate were performed, which showed a predominantly homogeneous strain field. By recalculating the laboratory tests with an accumulation model for large strain amplitudes and adjusting the model parameters, it is possible to describe the deformation behaviour in the case of vibro compaction and to use it for the estimation of the grid dimension for the densification points by extending the procedure.

Mit dem zunehmenden Einsatz von Holz für Ingenieurbauwerke steigen die Ansprüche an eine montagefreundliche und materialgerechte Ausbildung effektiver Anschlüsse mit hoher Tragfähigkeit auch unter mehrachsig interagierenden Beanspruchungen. Dieser Beitrag stellt baustellengerechte Varianten für Zug-, Druck- sowie Biegeanschlüsse im Holzbau auf der Basis polymergebundener Vergussmassen vor. Hierbei werden typisierte frei geformte Einbauteile, z. B. aus Stahl mit metrischem Gewinde als Muffen- oder Gewindeanschluss, bereits vom Hersteller mittels “Vergusskleben” in nahezu beliebig geformten, auch größer dimensionierten Ausnehmungen im Holzbauteil verankert. Damit ermöglichen derartige Vergusslösungen dem Holzbau nicht nur einen optimalen Kraftschluss, sondern auch das effiziente direkte Zusammenspiel mit typisierten Anschlüssen anderer Bauweisen, wie sie z. B. im Stahl- oder Stahlbetonbau üblich sind. In diesem Kontext können daher die als Stütze oder Biegeträger optimierten Holzbauteile effektiver als bisher eingesetzt werden. Darüber hinaus eignet sich der Polymerverguss hervorragend für die Ein- sowie Durchleitung lokaler hoher Druckbeanspruchungen quer zur Holzfaserrichtung. Der vorliegende Artikel zeigt zudem, dass mittels geeigneter numerischer 3-D-FE-Modelle der vorhandene komplexe Beanspruchungszustand dieser Vergussanschlüsse zuverlässig beurteilt werden kann.

Joints in timber engineering with cast-in connectors
The increasing usage of timber in structures has led to higher requirements for load-bearing capacities and usability for constructions - including high performance joints. This paper presents solutions for connecting details in timber constructions to carry tension, compression and bending loads, which are appropriate for the anisotropic material timber. A polymer compound grout allows cast-in connectors made of standardized or customized steel members. The polymer grout enables a rigid connection between the connector and the timber. Such joints are convenient for assembling structural elements of timber or with constructions made of steel or concrete - fast and simple. The polymer grout can also be used to distribute a high compression load through a timber element perpendicular to the grain, as it appears in multiple storey buildings at crossing points. Further information about the special numerical models (3D FEM) are provided to determine the polymer grout and the very special material timber.

Das mittelalterliche Kloster Unser Lieben Frauen in Magdeburg gehört zu den bedeutendsten romanischen Klosteranlagen in Deutschland und ist heute Heimstatt des Kunstmuseums der Landeshauptstadt. Im Jahre 1977 erfolgte die Einweihung der ehemaligen Klosterkirche als Konzerthalle “Georg Philipp Telemann”, welche durch ihre ansprechende Aura als Konzertstätte bekannt und begehrt ist.
In den letzten Jahren führten offensichtliche Schäden, wahrscheinlich Spätfolgen des 2. Weltkriegs, zu einer eingeschränkten Nutzungsfähigkeit des Querhauses. Eingeleitete Untersuchungen, bei denen die Schäden dokumentiert und eingehender untersucht wurden, ließen Zweifel an der Standsicherheit der Gewölbe aufkommen. Zur Klärung der aufgeworfenen Fragen war eine Untersuchung der tatsächlichen Tragwirkung der gemauerten Kreuzgewölbe erforderlich, über die in diesem Beitrag berichtet wird.

Empfehlung Nr. 3 des Arbeitskreises "Geotechnik historischer Bauwerke und Naturdenkmäler" der DGGT

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Beton ist der weltweit meistverwendete Baustoff und wird u. a. aufgrund seiner hohen Leistungsfähigkeit, Vielseitigkeit und Beständigkeit für Infrastrukturbauten häufig eingesetzt. Seine Produktion und Verwendung verursacht allerdings signifikante Mengen an Treibhausgasemissionen (CO2eq). Jede Reduktion von CO2eq des Baustoffs trägt folglich dazu bei, das gesellschaftliche Ziel der CO2-Neutralität zu erreichen. Im vorliegenden Beitrag wird an einem Kleintierdurchlass einer Eisenbahnlinie der ÖBB beispielhaft gezeigt, wie Klimaverträglichkeit bzw. CO2-Äquivalente (kg CO2eq/m3) unmittelbar in den Mischungsentwurf eingehen. Es wird zudem ausgeführt, wie die wesentlichen Leistungsmerkmale klimaschonender Betone - das sind neben CO2-Äquivalenten insbesondere deren Frühfestigkeit und Dauerhaftigkeit - in ihrer Gesamtheit betrachtet und optimiert werden können. Dafür werden performancebasierte Konzepte zur Bindemitteloptimierung mit kombinierten Zusatzstoffen und zum Nachweis der Dauerhaftigkeit angewandt. Außerdem wird über Erfahrungen bei der Ausführung, Prüfung und Qualitätssicherung von CO2-reduziertem Beton im Vergleich zu äquivalentem Standardbeton berichtet.

Climate Compatibility as a Criterion for the Design and Performance of Concrete illustrated by the Example of an ÖBB Small Animal Passage
Concrete is the world's most widely used building material and is preferred for infrastructure construction inter alia due to its high performance, versatility and durability. Its production and use, however, generates significant amounts of greenhouse gas emissions (CO2eq). Consequently, any reduction of CO2eq of the building material contributes to achieving the societal goal of CO2 neutrality. In this paper, a small animal passage of an ÖBB railway line is used as an example to show how climate compatibility or CO2-equivalents (kg CO2eq/m3) are directly integrated into the mix design. It is also explained how the essential performance characteristics of climate-compatible concretes - in addition to the CO2-equivalents, in particular their early strength and durability - can be considered and optimised in their entirety. For this purpose, performance-based concepts are applied for the optimisation of binders with combined additives and for the verification of durability. Furthermore, experiences with the realization, testing and quality assurance of CO2eq-reduced concrete in comparison to equivalent standard concrete will be reported.

Die Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit von Spannstählen bei Bauwerken unter nicht vorwiegend ruhenden Einwirkungen gewinnt im Rahmen zunehmender Verkehrsbeanspruchungen, einer längeren Lebensdauer von Bauwerken sowie der Verwendung von innovativen und hochfesten Baustoffen weiter an Bedeutung. Insbesondere im eingebauten Zustand wird die Ermüdungsfestigkeit von Spannstählen aufgrund der komplexen Beanspruchungsverhältnisse von vielen Einflussfaktoren beeinträchtigt. Der Beitrag gibt einen Überblick über den derzeitigen Kenntnisstand zum Ermüdungsverhalten von Spannstählen. Dabei werden grundlegende Zusammenhänge der Reibermüdung erläutert und eine Datenbank über durchgeführte Untersuchungen aufgestellt. Die Ergebnisse werden hinsichtlich unterschiedlicher Einflussfaktoren ausgewertet und den WÖHLERdiagrammen des Eurocode 2 gegenübergestellt. Des Weiteren werden besondere Aspekte aus der Versuchsinterpretation und Nachweisführung diskutiert.

Fatigue behaviour of post-tensioned tendons
The assessment of the fatigue strength of prestressing steel in structures under non-predominantly static loads becomes more important within increasing traffic loads, longer life time of structures and the use of innovative and high-strength materials. In particular, when installed, the fatigue strength of prestressing steel is affected by many factors due to the complex stress conditions. The article gives an overview of the current knowledge of the fatigue behavior of prestressing steels. The fundamental relationships of fretting fatigue are explained and a database is established after an evaluation of tests executed so far. The results are compared with the Woehler diagram of the Eurocode 2 and specific aspects of the experimental interpretation and verification are discussed.

In unserer wachsenden Infrastruktur werden die Forderungen nach wartungsarmen und langlebigen Bauwerken, die zugleich den Forderungen der Nachhaltigkeit entsprechen, immer größer. Dass Ultrahochfester Beton - nachfolgend UHFB genannt - ein solch hohes Potenzial in Bezug auf seine Festigkeits- und Dauerhaftigkeitseigenschaften aufweist, zeigten bereits Forschungsergebnisse vor mehr als 20 Jahren, die aktuelle Untersuchungen inzwischen bestätigen. Berücksichtigt man die enormen Stärken dieses Baustoffes konsequent bei der Umsetzung in einem materialgerechten Entwurf, lassen sich wirtschaftliche, dauerhafte und nachhaltige Bauwerke mit eminentem Nutzen für unsere Volkswirtschaft errichten. Die Fertigteilsegmentbögen des Pilotprojektes Wildbrücke Völkermarkt vereinigen das hohe Potenzial von UHFB mit einer materialgerechten Tragwerksausbildung, mit einem effizienten und schnellen Bauverfahren und einer einfachen und schnellen aber auch robusten und dauerhaften Fügetechnik.

Bridge WILD Völkermarkt - prestressed arched structure made of precast UHPC-segments. Part 1 - Design and detailing
Our steadily expanding infrastructure requires long-lasting buildings which can be maintained with low effort. At the same time they should meet the comprehensive demands of sustainability. Ultra high performance concrete (UHFB) is a building material which is, due to its particular properties, predestined for the application in such buildings. It is strong, tough and durable. Its high potential for application in this field was already recognised twenty years ago. Since then this was confirmed by means of manifold research. It is very important to keep in mind that normal strength concrete cannot simply be replaced by UHFB. It is a new material the properties of which must be considered carefully and consistently when designing structures. This is how the beneficial material properties can be utilised in buildings, which consequently will result in a great economic exploitation. The pilot project WILD-bridge follows these basic principles. The development of the bridge led to a pre-cast segmental arch which is slender and therefore very light. Thus, it can quickly be assembled and erected. Not only do the pre-cast elements meet the demands of sustainability but also the joints. They are realised simple and robust by means of high precision dry joints. Part 1 of the paper deals with form finding, structural detailing and the structural analysis of the WILD-bridge.

A camera system has been developed, which can cover the full face when mounted in disc housings, thus imaging the tunnel face to provide greater transparency for client and contractor and to provide more objective geological assessment. No manholes or extra apertures are needed to accommodate the camera system. The images recorded are used to generate a 3D reconstruction of the face, revealing depths and volumes of breakouts. For the determination of the orientation of discontinuities, plugins based on .NET have been developed to enable the use of AutoCAD or Civil3d of Autodesk for the geological assessment of the face. The contribution describes the application, images and computed results of the camera system based on its regular use over a period of more than 20 months.
Um die Ortsbrust transparenter für Auftraggeber und -nehmer zu machen und deren Beurteilung objektiver zu gestalten, wurde ein Kamerasystem entwickelt, das in Diskengehäusen installiert, die Ortsbrust vollflächig aufnimmt. Für die Aufnahmen bedarf es keiner Mannlöcher oder eigens für ein Kamerasystem konzipierter Öffnungen. Die aufgenommenen Bilder werden zu einer 3D-Rekonstruktion prozessiert, die eine Bestimmung von Ausbruchvolumina und Raumstellungen von Trennflächen ermöglicht. Die Auswertungen werden mittels CAD-Software AutoCAD bzw. Civil3d von Autodesk durchgeführt, deren Funktionsumfang durch unter .NET entwickelte Add-Ins für strukturgeologische Anwendungen erweitert wird. Der Beitrag stellt Anwendung, Aufnahmen und Auswertungen des Kamerasystems aus seinem regelmäßigen Einsatz über die Dauer von mehr als 20 Monaten vor.

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Es wurden unmittelbare Messungen der Schubspannungs-Verzerrungs-Beziehung von Baustählen im plastischen Bereich durchgeführt und daraus die charakteristischen Werkstoffkennwerte im plastischen Bereich abgeleitet. Dadurch konnten die bekannten grundlegenden Beziehungen zwischen Werkstoffkennwerten auch im plastischen Bereich verifiziert werden. Beim Schubfließen wurde die Entstehung von sehr kleinen Versätzen auf den Stahloberflächen beobachtet.

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Hammerschrauben zur Verankerung von großen Zugkräften oder von Schwermaschinen waren bisher hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Formgebung für die Festigkeitsklassen 3.6 in DIN 7992, für Sonderformen und die Festigkeitsklassen 3.6 und 4.6 in DIN 186, DIN 188 und DIN 261 (1) gereglet. In DIN 18800-1 (2) findet sich kein Hinweis auf Hammerschrauben. Durch den Auslegungsausschuß zu DIN 18800 kam es im November 1996 (3) und nachfolgend mit einer Ergänzung (4) zu einer Auslegung, wobei die Hammerschrauben dem El. (406): Schrauben, Muttern und Scheiben der DIN 18800-1 zugeordnet wurden. Die Auslegung bezieht sich in erster Linie auf die Bemessung des Gewindeteils auf Zug entsprechend DIN 18800, El. (809). Umfangreiche Untersuchungen zeigen, daß die Beanspruchbarkeiten im Bereich des Hammerkopfes für die Festlegung der Grenzzugkräfte eine Hammerschraube maßgebend werden. Aus diesen Ergebnissen wird ein Bemessungsvorschlag für Hammerschrauben abgeleitet.

Textile-reinforced concrete (TRC) is a combination of small-grain high-performance concrete (HPC) and high-strength textile reinforcement. TRC enables thin layers and has high tensile and compressive strengths. In this paper, TRC was used for the face layers and combined with a core of lightweight expanded polystyrene concrete (EPC) to create lightweight sandwich beams without special joint reinforcement to connect the layers. The experimental testing of the loadbearing behaviour of this kind of sandwich beam, along with the influence of the shear span-to-depth ratio (a/d) as observed during three- and four-point bending tests, will be summarized. The failure behaviour of the sandwich beams is influenced by the shear span-to-depth ratio, the type of bending test and the tensile capacity of the TRC layer. A diagonal tension failure occurred in experimental beams with 2.6 ≤ a/d ≤ 5.2 in three-point bending tests and 3.1 ≤ a/d ≤ 4.1 in four-point tests. The shear strength of the beams could be conservatively estimated according to the current European standards.