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Heydel, G.Vereinfachungen beim Schubnachweis für Querkraft nach EC2.Bautechnik10/1994634-636Fachthemen

Abstract

Die im EC2 für den Schubnachweis angegebenen Gleichungen werden in eine einprägsame Form gebracht. Mit Beiwerten, die aus Tafeln zu entnehmen sind, wird die Rechenarbeit vereinfacht und übersichtlicher gestaltet. Der Nachweis wird damit kürzer als nach DIN 1045.

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau8/2023634Veranstaltungen

Abstract

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Pelke, Eberhard; Kurrer, Karl-EugenWissenstransfer im Stahlbeton-Bogenbrückenbau der 1930er-JahreBeton- und Stahlbetonbau8/2022634-655Berichte

Abstract

Dem langjährigen Schriftleiter dieser Zeitschrift Dr.-Ing. Klaus Stiglat zur Vollendung seines 90. Lebensjahrs gewidmet
Ab Mitte der 1920er-Jahre fand der Stahlbeton auch im Großbrückenbau zu der ihm eigenen Konstruktionssprache. Dies wird im Bau von weitgespannten Bogenbrücken aufgezeigt, die in der Mitte der Inventionsphase des Stahlbetonbaus (1925-1950) ihren Höhepunkt erreichte und sich durch die folgenden Merkmale auszeichnet:
Erstens: Auflösung des im herkömmlichen Massivbrückenbau üblichen Rechteckquerschnitts, welche zur statisch-konstruktiven Querschnittsoptimierung führte und damit eine erhebliche Steigerung der Druckspannungen induzierte.
Zweitens: Mit der Nutzung höherwertiger Zemente sowie der Trennung von Kriechen und Schwinden gelang dem Bogenbrückenbau aus Stahlbeton eine der Querschnittsoptimierung entsprechende Materialoptimierung.
Drittens: Querschnitts- und Materialoptimierung schließlich führten zu einer Verfeinerung der baustatischen Analyse weitgespannter Bogenbrücken aus Stahlbeton, die im Kern aus der Ermittlung des Gleichgewichts am verformten Bogensystem besteht.
Die genannten drei Merkmale werden exemplarisch an der medialen Präsentation des Wissenstransfers durch Fachzeitschriften konkret aufgezeigt. Handlungsleitend ist eine thematische Recherche der Haupt- und Kurzbeiträge der drei den deutschen Sprachraum prägenden Fachzeitschriften “Der Bauingenieur”, “Beton und Eisen” und “Die Bautechnik” zu den Sparten von Theorie, Material und Projekt. Die Überprüfung der internationalen Wertigkeit des zuvor gefilterten Themenkanons gelingt über die Veröffentlichungen der International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE).

Knowledge transfer in reinforced concrete bridges during the 1930s - Dedicated to the long-serving editor of this journal, Dr.-Ing. Klaus Stiglat, on the occasion of his 90th birthday
Beginning in the 1920s, reinforced concrete started to find its own design language for large bridges as well. This is seen in the building of long-span arch bridges, which reached its peak in the invention phase of reinforced concrete construction (1925-1950) and is characterized by the following features:
Firstly: Resolving the rectangular cross-section common in conventional masonry and concrete bridges, which led to a structural and constructional optimisation of the cross-section and hence a considerable increase in the compressive stresses.
Secondly: Using better cements and separating creep and shrinkage resulted in a material optimisation that matched the cross-section optimisation in reinforced concrete arch bridges.
Thirdly: Optimisation of cross-sections and materials in turn led to refinements in the structural analysis of long-span reinforced concrete arch bridges which in essence consisted of determining the equilibrium on the deformed arch system.
These features are demonstrated in examples of how journals contributed to knowledge transfer. The work is based on a thematic study of the main essays and short articles in three journals with a big impact in German-speaking countries: Der Bauingenieur, Beton und Eisen and Die Bautechnik. The international significance of these specific themes was assessed by reviewing publications by the International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE).

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So wird Beton umweltfreundlichBeton- und Stahlbetonbau10/2016634Aktuelles

Abstract

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Fritsche, Th.; Hennecke, M.; Pfisterer, H.; Willberg, U.Die verbundlose interne Längsvorspannung. Das Pilotprojekt Streiflacher WegBeton- und Stahlbetonbau8/2004634-641Fachthemen

Abstract

Im Zuge der Erweiterung des Autobahnrings BAB A99 München-West wurden von der Bayerischen Straßenbauverwaltung zwei Pilotprojekte zur verbundlosen internen Längsvorspannung im Brückenbau initiiert. Das Pilotprojekt Streiflacher Weg (BW 92/1) baut auf den Erfahrungen aus einem Schwesterbauwerk in unmittelbarer Nachbarschaft auf. Über die konzeptionellen Ansätze und die konstruktive Umsetzung wird nachfolgend berichtet.

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Erdbebensicherheit nachträglich eingebautBeton- und Stahlbetonbau12/2002634Information

Abstract

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Zahn, F. A.; Francke, W.Extern bewehrte Betonunterzüge - Eine neuartige Konstruktionsform im VerbundbauBeton- und Stahlbetonbau10/2001634-647Fachthemen

Abstract

Extern bewehrte Betonunterzüge sind eine konsequente Erweiterung einer Verbundbauweise, die in Form betongefüllter Stahl-Hohlprofilstützen und von Trapezblech-Verbunddecken bereits weit verbreitet ist. Es werden mögliche Konstruktionsformen für extern bewehrte Betonunterzüge, sowie deren Verbindungen mit betongefüllten Stahl-Hohlprofilstützen vorgestellt und Vorschläge für die Bemessung gemacht. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie mit dem vorgeschlagenen Konzept sowohl einfach aufgelagerte Balken als auch Durchlaufträger und Rahmen realisiert werden können. Die Riegel-Stützen-Verbindungen sind dabei reine Stahlbetonverbindungen, Schweißungen oder Verschraubungen entfallen auf der Baustelle.

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Sigl, OskarSpecial construction methods for tunnels with very shallow overburden - Challenge for innovationGeomechanics and Tunnelling6/2020634-640Topics

Abstract

Infrastructure in large cities is getting denser over time. Therefore, interferences with existing structures and complying to project constraints are fast becoming a very common feature during the implementation process of new projects in urban areas. As a consequence, actual geotechnical challenges often require application of innovative methods of construction in order to minimize potential construction impact or disruption. The paper intends to direct the focus on the application of unusual construction methods and will highlight and discuss some very specific solutions to some major challenges of constructing underground projects in urban environments. This is presented in the form of examples applying unusual construction methods for underground structures related to shallow overburden situations such as passenger linkways, which do not normally stand in the forefront of the attention. The paper is written from the viewpoint of a practitioner, who is deeply involved in the actual design for the implementation of such projects.

Spezielle Baumethoden für Tunnel in seichter Lage und weichem Baugrund - Herausforderung für Innovation
Die Infrastrukturdichte in großen Städten nimmt stetig zu. Folglich werden Eingriffe in bestehende Strukturen sowie einschränkende Projektbedingungen zunehmend häufige Merkmale der Projektumsetzung im Stadtgebiet. Die daraus folgenden geotechnischen Herausforderungen verlangen oftmals innovative Baumethoden, um mögliche Störungen oder sonstige nachteilige Auswirkungen der Baumaßnahmen zu minimieren. Dieser Beitrag lenkt den Fokus auf die Anwendung ungewöhnlicher Bauweisen und erörtert konkrete Lösungsansätze zu einigen der großen Herausforderungen des unterirdischen Bauens in städtischer Umgebung. Dies wird präsentiert anhand von Beispielen für den Einsatz ungewöhnlicher Konstruktionsmethoden für unterirdische Bauwerke in Bereichen mit geringer Überdeckung wie Fußgängerunterführungen, die normalerweise nicht im Vordergrund der Betrachtung stehen. Der Beitrag ist aus dem Blickwinkel eines Fachmanns verfasst, der stark an der Planung und Umsetzung solcher Projekte beteiligt ist.

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Hofinger, H.; Markiewicz, R.; Adam, D.; Unterberger, W.Geothermal energy systems for major projects - design and construction / Geothermieanlagen bei Großprojekten - Planung und UmsetzungGeomechanics and Tunnelling5/2010634-646Topics

Abstract

The application of geothermal energy has increased in the last couple of years in order to provide the heating or cooling demands of major projects. Open systems using groundwater directly can be used for geothermal energy extraction as well as closed systems with absorber pipes installed in underground structures. An accurate design, which considers the requirements of the energy consumer in particular but also the subsoiland groundwater conditions, the foundation concept and the building structure, as well as project-specific technical, legal and economic conditions, is required for economically efficient application. Diligent supervision is necessary during the construction stage to avoid any damage to absorber pipes, which could result in loss of performance.
Zur Deckung des Heiz- oder Kühlbedarfs bei Großprojekten wird in den letzten Jahren vermehrt auf eine Erdwärmenutzung gesetzt. Dabei kommen sowohl offene Systeme wie eine direkte Grundwassernutzung als auch geschlossene Systeme mit Absorberleitungen in erdberührten Bauteilen zur Anwendung. Für eine wirtschaftliche Umsetzung bedarf es zunächst einer sorgfältigen Planung, wobei insbesondere die Anforderungen des Nutzers, die Untergrund- und Grundwasserverhältnisse, das Gründungskonzept einschließlich der Gebäudestruktur sowie projektspezifische technische, rechtliche und wirtschaftliche Randbedingungen zu berücksichtigen sind. In der Bauphase ist für eine plangemäße Umsetzung mit besonderer Sorgfalt vorzugehen, um Beschädigungen der Absorberleitungen und somit Leistungsminderungen zu vermeiden.

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Gitterkuppel mit Raupenkran versetztStahlbau9/2015634Aktuell

Abstract

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Pahnke, U.Einfluß der Biegung einer Eisenbahnbrücke auf die Schiene in LängsrichtungStahlbau8/1998634-641Fachthemen

Abstract

Die Schubkopplung zwischen Schiene und Tragwerksdeck bei vertikaler Belastung wird auf ein geometrisches Randwertproblem zurückgeführt. Die Lösung dieses Randwertproblems erfolgt mit Hilfe einer Integralgleichung, deren Kern aus Versetzungsdichten in der Schiene aufgebaut wird. Die Lösung gibt die Verläufe von Schienenlängskraft, -absolutverschiebung und -relativverschiebung gegenüber dem Tragwerksdeck in Längsrichtung für symmetrische Lagerung bei Aufbringung einer Streckenlast an. Vergleiche mit numerischen Ergebnissen und einer anderen analytischen Näherungslösung werden angestellt.

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Jaup, A.; Kempfert, H.-G.Setzungen im Hinterfüllungsbereich von EisenbahnbrückenwiderlagernBautechnik9/2001635-640Fachthemen

Abstract

Die Problematik des Setzungsverhaltens im Hinterfüllungsbereich von Brückenwiderlagern unter Verkehrsbelastung wurde mittels Modellversuchen untersucht. Anhand der Versuchsprogramme wurde der Einfluß maßgeblicher Parameter ermittelt, die Wirksamheit von Übergangskonstruktionen überprüft und weitere Optimierungen an den Konstruktionen vorgenommen. Anhand von Modellversuchen ohne Übergangskonstruktionen konnten die maßgeblichen Einflußparameter ermittelt und in eine Setzungsformel eingebunden werden. Bei den Versuchen mit Übergangskonstruktionen zeigte sich, daß die Regellösungen (zementverfestigter Erdkeil und Schleppplatte) die gestellten Anforderungen an einzuhaltende Krümmungsradien nicht immer erfüllen. Bei der optimierten Konstruktion des umgekehrten zementverfestigten Erdkeils zeigte sich, daß mit flacher werdenden Neigungen die Setzungsbeträge geringer werden und sich die Setzungsmulde gleichmäßiger ausbildet. Die Setzungsprognose für die Ausführung wurde durch zwei unterschiedliche Vorgehensweisen vorgenommen und zeigte eine realistische Größenordnung. Darüber hinaus war eine gute Übereinstimmung bei beiden Extrapolationsmethoden vorhanden.

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Umbau der Brücke "Binger Schlag" in MainzBautechnik8/1999635-645Fachthemen

Abstract

Der Aufsatz behandelt den Umbau einer 30 Jahre alten, längs und quer vorgespannten Spannbetonbrücke mit monolithisch einbindenden Rampen. In einem etwa dreieckförmigen Feld zwischen zwei gekrümmten Rampen wird die Fahrbahnplatte durch Ortbeton ergänzt. Die baulichen Maßnahmen mit den Konsequenzen für die statische Berechnung werden beschrieben. Insbesondere wird hierbei auf das Problem der "mitwirkenden Plattenbreite" bei Plattenbalkenquerschnitten eingegangen. Bei den Spannungs- und Dehnungsnachweisen wird die Historie des Bauwerks berücksichtigt. Die statische Modellbildung erfolgt räumlich mit Platten-/Scheibelementen.

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Steffens, AlexanderDas Ziel ist KlimaneutralitätBeton- und Stahlbetonbau9/2023635Editorials

Abstract

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Meyer, LarsWorte allein genügen nicht!Beton- und Stahlbetonbau10/2017635-636Editorials

Abstract

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Weber, Michael; Thiele, CatherinaKorrelation von Betondruck- und Zugfestigkeit historischer Betone - Bewertung der Anwendbarkeit bestehender Regeln nach DIN EN 1992-1-1Beton- und Stahlbetonbau10/2016635-644Fachthemen

Abstract

In der in Deutschland für die Bemessung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken aktuell bauaufsichtlich eingeführten DIN EN 1992-1-1 [1] sind Angaben zur Korrelation zwischen Betondruck- und Zugfestigkeit enthalten. Diese Regeln beziehen sich jedoch ausschließlich auf im Neubaufall verwendete Betone nach DIN EN 206-1 [2]. Aufgrund verschiedener last- und zeitabhängiger Einflüsse kann die Gültigkeit der in DIN EN 1992-1-1 [1] aufgeführten Beziehung zwischen Betondruck- und Zugfestigkeit für Bestandsbetone nicht ohne weitere Überlegungen vorausgesetzt werden.
Die Beeinflussung der Betondruck- und Zugfestigkeit durch z. B. Nacherhärtung und Karbonatisierung ist bisher unzureichend und noch nicht abschließend erforscht. Die in DIN EN 1992-1-1 [1] definierte Betonzugfestigkeit bezieht sich auf Untersuchungen an dauerhaft, d. h. bis zur Prüfung im Alter von 28 Tagen feucht gelagerten Probekörpern. Hinzu kommt, dass die tatsächlich am Bauwerk vorliegende Betonzugfestigkeit durch Mikrorissbildung infolge thermisch-hygrischer Eigenspannungen wesentlich von der an Laborprobekörpern bestimmten Betonzugfestigkeit abweichen kann. Darüber hinaus ist der Einfluss der Mikrorissbildung auf die Betonzugfestigkeit größer als auf die Betondruckfestigkeit. Die tatsächlich am Bauwerk vorliegende Betonzugfestigkeit hat u. a. Einfluss auf die Querkrafttragfähigkeit sowie auf die Betonausbruchlast bei der Dimensionierung von Befestigungsmitteln.
Zur Bewertung der Anwendbarkeit der Korrelation zwischen Betondruck- und Zugfestigkeit nach DIN EN 1992-1-1 [1] für historische Betone wurde an der TU Kaiserslautern ein von der Forschungsinitiative “Zukunft Bau” des Bundesamtes für Bauwesen und Raumordnung (BBR) gefördertes Forschungsprojekt (SWD-10.08.18.7-13.01) durchgeführt, dessen Ergebnisse nachfolgend dargestellt sind.

Correlation between the compressive and tensile strength of old concretes - Applicability of the relationship described by DIN EN 1992-1-1
In the design of a new structure, DIN EN 1992-1-1 [1] normatively regulates the correlation between the compressive strength and tensile strength of concrete, produced according to DIN EN 206-1 [2].
However, as there are many different time- and load-dependent impacts on existing structures, the relationship described by DIN EN 1992-1-1 [1] can't be assumed without any further observations for existing structures.
At the moment, there is no comprehensive investigation on the influences of e.g. subsequent hardening and carbonation on the concrete compressive or tensile strength. The tensile strength of concrete defined in DIN EN 1992-1-1 [1] is based on a water storage and a testing age of 28 days. Furthermore, the in-situ tensile strength is affected by micro-crack formation cause of internal stresses due to outflow of hydration heat. Generally, there is a different influence of micro-crack formation on the tensile strength of concrete than on the compressive strength of concrete.
The real value of the in-situ tensile strength of concrete affects the shear force resistance and the load-bearing capacity of anchors with concrete cone failure as decisive failure mode.
Within the framework of a research project, financed by “Forschungsinitiative Zukunft Bau”, an initiative of the Federal Institute for Research on Building, Urban Affairs and Spatial Development (BBR) structural investigations on the correlation between the compressive and tensile strength of old concretes have been performed. Below, the results of the research project are presented.

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Rinke, Mario; Kotnik, ToniDer entfesselte BaustoffBeton- und Stahlbetonbau9/2012635-644Berichte

Abstract

Mit der massenhaften Einführung der industriellen Baustoffe Eisen und später Eisenbeton verändert sich das bisherige Verhältnis von Stofflichkeit zu der daraus entwickelten Konstruktionsform. Im Vergleich mit den bis dahin verwendeten Baustoffen leistet der mit dem Eisen kombinierte Beton viel mehr in fast unbeschränkten Formen mit sehr viel weniger konstruktiven Beschränkungen. Dabei müssen aber zunächst in langen Auseinandersetzungen alte typologische Konstruktionskonzeptionen des Formens und Fügens überwunden werden.
Im Eisenbeton erreicht die Verlagerung des Hauptaugenmerks des Konstrukteurs vom Fügen hin zum Formen seinen Höhepunkt: der gegossene Baustoff entledigt sich dem Zwang der Fügung und lässt sich fast beliebig formen. Er erreicht im Zusammenspiel der in ihm gezielt angeordneten Trageisen mit der äußeren Bauteilformung eine wesentliche Erweiterung seiner tragstrukturellen und formalen Leistungsfähigkeit. Erstmals kann ein Baustoff die gewünschte Erscheinung und eine tatsächliche Tragwirkung entkoppelt voneinander, aber in sich vereint, zusammenführen.

The unbound material. On the reception of the early reinforced concrete and its construction specificity
With the mass introduction of industrial construction materials such as iron and later, reinforced concrete, the existing relationship between materiality and the form which is developed out of it has been changing. Compared with previously used construction materials, the combination of concrete with iron provides much more capability, in almost unlimited forms and with much less structural restrictions. Thereby, however, old typological design concepts of shaping and joining have to first be overcome in lengthy disputes. The shift in the main focus of the designer from joining towards shaping reaches its high point in reinforced concrete: the cast building material disposes of the necessity of binding and can be shaped almost arbitrarily. It attains a substantial expansion of its structural and formal performance in the interaction of the iron specifically arranged to support it and the external formation of the components. For the first time, a building material can unite within itself the desired appearance and an actual structural effect that are decoupled from each other.

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Meyer, L.; Litzner, H.-U."Bemessung" auf DauerhaftigkeitBeton- und Stahlbetonbau10/2003635-644Berichte

Abstract

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Schulz, R.-D.Kosmetik von SichtbetonBeton- und Stahlbetonbau12/2002635-643Fachthemen

Abstract

Unregelmäßigkeiten an Sichtbetonflächen gehören zum Erscheinungsbild von Ortbeton. Mit korrigierenden Ausbesserungen kann der Ausführungsqualität nachträglich ein dem beabsichtigten Aussehen ähnliches Erscheinungsbild gegeben werden. In vielen Fällen können so die skulpturalen und kraftvollen Eigenschaften des Betons und das Besondere am Beton in der Einheit von Konstruktion, Material und Form - ohne Verkleidung - erhalten werden. Der Beitrag schildert, welche Gesichtspunkte beim Ausbessern von Sichtbeton von den am Bau Beteiligten beachtet werden sollten.

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Wellmann, Florian; Amann, Florian; Chudalla, Nils; de la Varga, MiguelAutomated geological model updates during TBM operation - An approach based on probabilistic machine learning conceptsGeomechanics and Tunnelling5/2022635-641Topics

Abstract

Geological models are commonly used to predict the position of relevant geological features, such as rock types or faults in the subsurface. These models can contain significant uncertainties, as the geological input parameters are often not perfectly known. Predictions of geological features, for example, on the level of a tunnel during an excavation process, are therefore uncertain. This work shows how these uncertainties can be estimated using probabilistic concepts. Furthermore, an approach is presented to automatically adjust the geological model predictions using measurements of the tunnel boring machine (TBM) operation. To this aim, the geological forward model is combined with a measurement model and both are integrated in a probabilistic machine learning framework. This integration enables a Bayesian inference process using computational methods, enabling an update of the parameters of the geological and measurement models. Based on the inferred parameter distributions, the model predictions on the tunnel level are subsequently updated. The application of the concept in a simple schematic application shows that such a combination can accurately and precisely predict features ahead of the operation within the limits of the model capabilities. In future work, the methods need to be tested with a real case study to evaluate the accuracy of predictions using real-world TBM data and more complex geological models. The framework presented here could directly be extended to this purpose.

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Gschnitzer, HeinzThe Baltic-Adriatic corridor and the measures of the ÖBB to upgrade the Südbahn line / Die baltisch-adriatische Achse und die Maßnahmen der ÖBB im Rahmen der neuen SüdbahnGeomechanics and Tunnelling6/2013635-640Topics

Abstract

The Baltic-Adriatic Corridor, one of the most important north-south routes in Europe and the easternmost crossing of the Alps, connects the Baltic with the Adriatic. 455 km of the Baltic-Adriatic Corridor runs through Austria. Currently it only meets the requirements of an efficient international long distance transport connection in a few stretches. This is due above all to topography: in Austria, the corridor crosses the Alps. In addition, large sections of the line date from the era of the Austro-Hungarian Empire and only a few sections have been updated since then. Three bottlenecks on Austrian territory in particular massively limit the efficiency of the corridor: the Vienna hub, the crossing of the Semmering and the Neumarkter Sattel, a mountain pass where the railway line bypasses the Graz region in a big loop. To eliminate these bottlenecks in the corridor, Austria is currently pushing ahead with three key projects as well as a number of other construction plans: the Vienna Central Railway Station as a through station, the Semmering Base Tunnel and the Koralmbahn line. But further projects on the Baltic-Adriatic Corridor are also of great importance for Austria: the Terminal Inzersdorf, the upgrading of the Pottendorfer line, the repair of the line from Mürzzuschlag to Bruck/Mur and the improvement from Bruck/Mur to Graz.
Als eine der wichtigsten Nord-Süd-Transversalen Europas und östlichster Alpenübergang verbindet der baltisch-adriatische Korridor die Ostsee mit der Adria. Davon verlaufen 455 km des baltisch-adriatischen Korridors in Österreich. Sein heutiger Ausbauzustand entspricht nur abschnittsweise den Anforderungen an eine leistungsfähige internationale Fernverkehrsverbindung. Dies ist vor allem auf die topografische Gegebenheit zurückzuführen: Der Korridor durchquert in Österreich die Alpen. Darüber hinaus stammen große Teile der Trassenführung aus der Zeit der österreichisch-ungarischen Monarchie und wurden seither nur abschnittsweise auf den neuesten Stand gebracht. Insbesondere schränken drei Engpässe auf österreichischem Staatsgebiet die Leistungsfähigkeit des Korridors massiv ein: der Knoten Wien, die Semmering-Querung und der Neumarkter Sattel, über den die Strecke überdies den Raum Graz großräumig umfährt. Um diese Engpässe im Korridor zu beheben, forciert Österreich aktuell drei Schlüsselprojekte: den Hauptbahnhof Wien, den Semmering-Basistunnel und die Koralmbahn. Aber auch weitere Projekte sind im Verlauf der baltisch-adriatischen Achse von wesentlicher Bedeutung für Österreich: der Terminal Inzersdorf, der Ausbau der Pottendorfer Linie, die Bestandssanierung Mürzzuschlag-Bruck/Mur und die Linienverbesserung Bruck/Mur-Graz.

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Lindner, Joachim; Kuhlmann, Ulrike; Taras, AndreasDie Vielfältigkeit des StahlbausStahlbau9/2021635Editorials

Abstract

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112 Jahre Stahlbau Zentrum Schweiz - Tradition verpflichtetStahlbau6/2018635-638SZS steel news

Abstract

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Jakobs, Stefan; Reisgen, UweLaserstrahlschweißen im Vakuum - Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten für den DickblechbereichStahlbau9/2015635-642Fachthemen

Abstract

Das Laserstrahlschweißen (LBW) und das Elektronenstrahlschweißen (EBW) sind beide industriell eingesetzte Fügeprozesse. Das Elektronenstrahlschweißen hat seine Haupteinsatzbereiche im Fügen von Bauteilen mit großen Wanddicken und bei der Fertigung von Bauteilen des automobilen Antriebstrangs in kleinen Vakuum-Taktkammer-Schweißmaschinen. Das Laserstrahlschweißen wird hauptsächlich zum Schweißen im Dünnblechbereich mit Blechdicken bis 6 mm als Einzelprozess oder als Teil eines Hybridprozesses mit Lichtbogenschweißverfahren eingesetzt. Trotz einer kontinuierlichen Weiterentwicklung der Laserstrahlquellen in Hinsicht auf Strahlleistung und Strahlqualität liegt der konventionelle Laserstrahlschweißprozess deutlich hinter dem Elektronenstrahlschweißen, was erreichbare Einschweißtiefen und innere Nahtqualitäten anbelangt. Die neue Prozessvariante des Laserstrahlschweißens im Grob- und Feinvakuum (LaVa) wurde am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF der RWTH Aachen University zu einem Fügeprozess konzipiert und entwickelt. Der LaVa-Prozess schließt die Lücke zwischen den beiden Strahlschweißverfahren und öffnet neue Anwendungsbereiche für das Laserstrahlschweißen. Dies gilt für das Fügen von dickwandigen Bauteilen genauso wie für das energie- und qualitätsoptimierte Schweißen mit geringen Einschweißtiefen. Der folgende Artikel gibt eine kurze Übersicht über den LaVa-Prozess, erreichte Schweißergebnisse an unlegierten Stählen und einen Ausblick auf die Möglichkeiten der Strahlpendelung.

Laser Beam Welding under reduced pressure - Range of possible applications for thick-plates.
Laser Beam Welding (LBW) and Electron Beam Welding (EBW) are both processes that are well established in industry. EBW has its main application fields in thick-plate joining as well as in manufacturing automotive drive train components in small indexing vacuum machines. LBW is widely used in thin-plate welding (6 mm and below) as a stand-alone process or as part of hybrid processes with arc welding variants. Despite the continuous development of laser beam sources regarding output power and beam quality, the LBW process remains behind the EBW process in terms of achievable weld-in depths and inner weld seam quality. The process variant of LBW in low to medium vacuum (LaVa) as investigated and developed by the Welding and Joining Institute (ISF) closes the gap between the two beam-welding processes and opens up new application fields for the Laser. This includes the joining of thick-walled structures beyond the possibilities of the common LBW process as well as the energy and quality optimized joining with small weld-in depths. The following paper will give a brief overview of the LaVa process, the results achieved on unalloyed steel and the possibilities of laser beam oscillation.

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Scheuermann, GerhardAktuelle Forschung im Stahlbau - neue Trends und EntwicklungenStahlbau9/2013635Editorial

Abstract

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