Es ist bekannt, dass eine Faserbewehrung die Schrumpfrissbildung in Beton vermindern kann. In der Literatur finden sich jedoch zum Teil widersprüchliche Angaben über die Wirksamkeit unterschiedlicher Faserarten, und deren Wirkungsmechanismus ist noch nicht vollständig geklärt. Fasern, die in Deutschland als Betonzusatzstoff eingesetzt werden sollen, bedürfen einer Zulassung durch das DIBt, das für den Nachweis ihrer Wirksamkeit zur Verminderung der Schrumpfrissbildung ein Prüfverfahren mit großformatigen Platten vorschreibt. In diesem Bericht werden die Ergebnisse einer Studie vorgestellt, in der die Eignung verschiedener Prüfverfahren hinsichtlich der Beurteilung der Wirksamkeit von Polymerfasern untersucht wurde. Dieser Bericht ist eine verkürzte Fassung eines Beitrags zum 52. Forschungskolloquium des DAfStb.

Vom CEN/TC 351 “Bauprodukte: Bewertung der Freisetzung gefährlicher Substanzen” wurden in den letzten Jahren drei Entwürfe für harmonisierte Prüfnormen ausgearbeitet, die zur Umsetzung der wesentlichen Anforderung Nr. 3 “Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz” der Bauproduktenrichtlinie notwendig sind. Zwei dieser Prüfnormen sind für die Bestimmung der Auslaugung anorganischer und organischer Substanzen aus monolithischen beziehungsweise körnigen Bauprodukten im Hinblick auf Boden und Wasser vorgesehen. Die dritte Prüfmethode behandelt die Prüfung der Freisetzung flüchtiger organischer Verbindungen in die Innenraumluft. Bevor die vom CEN/TC 351 erarbeiteten Prüfmethoden den Status von Europäischen Normen (EN) erlangen können, sind noch Robustheitsprüfungen und als zweiter Validierungsschritt Ringversuche erforderlich. Wenn die Robustheitsprüfungen gelingen und die Abstimmungen im CEN positiv verlaufen, könnten die drei technischen Spezifikationen im Jahr 2013 als veröffentlichte CEN/TS verfügbar sein. Sobald die neuen horizontalen Prüfmethoden als CEN/TS erschienen sind, sind sie voraussichtlich in harmonisierten Bauproduktnormen (hEN) verwendbar. Die Veröffentlichung der Prüfnormen als EN ist frühestens Ende 2015 möglich.

Assessment of the environmental compatibility of construction products from a European view  -  a status report to CEN/TC 351.
CEN/TC 351 “Construction products: Assessment of release of dangerous substances” worked out three drafts for harmonized test methods over the past years, which are necessary for the implementation of the Essential Requirement No 3 ”Hygiene, Health and the Environment” of the Construction Products Directive. Two of this test methods are intended for the determination of the leaching of inorganic and organic substances from monolithic or, respectively, granular construction products with regard to soil and water. The third method deals with testing of the release of volatile organic compounds into indoor air. Before the test methods worked out by CEN/TC 351 can achieve the status of European standards (EN), robustness testing and as second validation step round robin tests are necessary. If the robustness tests are successful and the adjustments in CEN proceed positively the three technical specifications could be available as published CEN/TS in the year 2013. As soon as the new horizontal test methods are published they are probable useable in harmonised construction product standards (hEN). The publication of the test standards as EN is possible at the end of 2015 at the earliest.

Die regelmäßig stattfindenden Brückenprüfungen haben für die sichere Nutzung von Brückenbauwerken eine hohe Bedeutung. Der folgende Beitrag zeigt ein Verfahren, das den Bauwerksprüfer bei der Einschätzung der Tragfähigkeit von geschädigten Stahlbetonbrücken noch während bzw. unmittelbar nach einer Bauwerksprüfung unterstützt. Auf der Grundlage dieser ersten Einschätzung kann vor einer Objektbezogenen Schadensanalyse über eventuell einzuleitende Sofortmaßnahmen wie z. B. die Reduktion der zulässigen Verkehrslasten entschieden werden. Mit Näherungsverfahren der Zuverlässigkeitstheorie der 1. und 2. Ordnung (FORM und SORM) wird unter Berücksichtigung der Schädigung der Zuverlässigkeitsindex, bzw. die Versagenswahrscheinlichkeit pf des Bauwerks berechnet. Der Beitrag zeigt das Vorgehen sowie die Anwendung an einem Beispiel. Insbesondere im kommunalen Bereich ist das Verfahren hilfreich, da hier nicht in allen Fällen davon ausgegangen werden kann, dass regelmäßige Bauwerksprüfungen und entsprechende Unterhaltungsmaßnahmen durchgeführt worden sind.

Daueranker können naturgemäß nicht von außen begutachtet werden und sind trotzdem für die normgemäße Lebensdauer von bis zu 100 Jahren ausgelegt. In diesem Aufsatz wird von der Erfassung, Analyse und Bewertung von rückverankerten Bauwerken im Verantwortungsbereich des Landesbetriebs Straßenbau Nordrhein-Westfalen (LS NRW) berichtet. Von 45 potentiell gefährdeten Bauwerken kann für 14 Bauwerke eine unmittelbare Gefährdung nicht ausgeschlossen werden. Die Analyse und Bewertung beruht dabei auf der Fragestellung, ob plötzliches Versagen möglich ist, obwohl alle äußeren Hinweise gegen eine Gefährdung der lokalen oder globalen Standsicherheit sprechen. Insbesondere Bauwerke, die in der zulassungslosen Zeit, also vor Inkrafttreten der DIN 4125-11972 und 4125-21976, hergestellt worden sind, können nicht per se als dauerhaft standsicher eingestuft werden. Ein Verfahren wird vorgestellt, wie aus einer vergleichsweise einfachen Betrachtung eine Gefährdung grundsätzlich ausgeschlossen werden kann.

Für den Bau der insgesamt 50 km langen Metro Linie 9 in Barcelona werden zeitgleich bis zu fünf EPB-Schilde eingesetzt; davon werden 13,6 km mit einem Ausbruchdurchmeser von 9,4 m und 27 km mit 12 m Durchmesser aufgefahren. Weitere Abschnitte führen über einen 4 km langen Viadukt sowie auf 6 km durch Tunnel in offener Bauweise und Tunnel in Spritzbetonbauweise. Seit Dezember 2009 sind bereits erste Teilstrecken dem automatischen U-Bahnbetrieb übergeben.
Der Vortrieb von Tunneln im innerstädtischen Bereich erfordert eine äußerst intensive Vorbereitung und Kontrolle der Vortriebsparameter der Tunnelbohrmaschinen sowie ein intensives geodätisches und geotechnisches Messprogramm. Im vorliegenden Artikel werden Verfahren zur Vorbereitung und Kontrolle der Vortriebe mittels Erddruckschilden dargestellt. Hierbei wird insbesondere auf die Arbeitsdrücke der EPB-Schilde und die auftretenden Setzungen eingegangen, wobei der positive Effekt einer aktiven Kontrolle der Arbeitsdrücke im Steuerspalt zur Setzungsminimierung aufgezeigt wird. Zur detaillierten Analyse und Bewertung der Setzungen wird die “Effizienz” als Bewertungskriterium eingeführt.

Assessment of settlements at EPB drives of Barcelona's metro line 9.
For the construction of the 50 km long Metro Line 9 in Barcelona up to five earth pressure balanced shields have been used at the same time. Along 13.6 km the tunnel is excavated with an excavation diameter of 9.4 m and on a length of 27 km with a diameter of 12 m. Further sections are a 4 km long viaduct and 6 km of tunnels in cut and cover or conventionally excavated tunnels. First sub-sections of the new metro line are in service since December 2009. The advance of tunnels below urban areas requires an intensive preparation and control of the machine advance parameters as well as an intensive topographical and geotechnical monitoring programme. In the present article procedures for the preparation and control of an EPB advance are shown. Main focus is set on the machines working pressures and the resulting ground movements. The positive influence of the shield gap injection will be pointed out. For the analysis and evaluation of the settlements for the advance in soil, the so called “efficiency” will be introduced.

In den Stahlbaunormen DIN 18800 und Eurocode 3 ist das Schweißen in kaltumgeformten Bereichen aufgrund einer befürchteten Grobkornbildung, Alterung und Versprödung infolge Rekristallisation durch abgeleitete Schweißwärme nicht zulässig. Nach diesem Regelwerk ist ein bestimmter Mindestabstand von der Biegelinie, charakterisiert durch das Verhältnis min (r/t), einzuhalten; ansonsten ist eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen notwendig. Moderne hochfeste Feinkornstähle verhalten sich aufgrund ihrer hohen Reinheit und der chemischen Zusammensetzung jedoch nicht wie in diesen Normen befürchtet. Die nachfolgende Untersuchung zeigt, daß beim Einsatz moderner Werkstoffe mit hoher Reinheit entgegen dem Regelwerk in kaltumgeformten Bereichen geschweißt werden kann, ohne daß eine teuere Wärmebehandlung notwendig wird.

Die Neigung zu Rissen infolge Zwang kann für den Lastfall Hydratationswärme anhand der im Reißrahmen festgestellten Rißtemperatur beurteilt werden. Die Rißtemperatur des Betons kann einfach abgeschätzt werden, wenn die Rißtemperatur des Zements oder zumindest seine Rißempfindlichkeitsklasse bekannt ist.

Im Jahr 2016 wurde die Lahntalbrücke bei Limburg durch einen Neubau ersetzt. Vor dem Rückbau des westlichen Überbaus konnten mehr als 250 Bohrkerne und weitere Probekörper für Untersuchungen aus dem Bestandsbauwerk entnommen werden. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich mit den Untersuchungen zur Druckfestigkeit und zur Spaltzugfestigkeit. Die Ergebnisse werden statistisch ausgewertet. Dabei werden unterschiedliche Zuordnungen der Stichprobe zu statistischen Gesamtheiten untersucht, um eine geeignete Unterteilung der Stichprobe zu identifizieren. Weiterhin werden aus den Versuchsergebnissen Bemessungswerte gemäß DIN EN 13791 und Eurocode 0 abgeleitet und mit den rechnerischen Erwartungswerten verglichen. Das Ziel der Untersuchungen besteht darin, Erkenntnisse für die Beurteilung der Festigkeitseigenschaften bestehender Talbrücken zu gewinnen und perspektivisch daraus eine sichere und wirtschaftliche Untersuchungsmethodik zu entwickeln.

Assessment of strength properties of viaducts made of prestressed concrete - Material investigations on concrete samples from the Lahntal Viaduct near Limburg
In 2016 the Lahntal Viaduct was replaced by a new structure. Before the western superstructure was deconstructed, more than 250 cores and other specimens could be taken from the old structure. The present paper deals with the investigations on compressive strength and tensile splitting strength of the concrete. The test results are evaluated statistically and different populations are tested for the taken sample. The goal is to identify a reasonable subdivision of the sample. Furthermore, the design values according to DIN EN 13791 and Eurocode 0 were calculated and compared with calculated expected values. These investigations are intended to provide insights for the assessment of the strength properties of existing viaducts and to develop a safe and economical investigation methodology from them.

Der Beitrag stellt ein systematisches Verfahren für die Beurteilung der Erdbebensicherheit bestehender Brückenbauwerke vor. Die Durchführung des Verfahrens wird durch ein Managementsystem mit Datenbankfunktion und Anbindung an eine bundesweite Brückendatenbank unterstützt, das zurzeit im Rahmen eines Forschungsprojektes der Bundesanstalt für Straßenwesen entwickelt wird. Die praktische Anwendung wird am Beispiel von Deutschlands längster Hängebrücke, der Rheinbrücke Emmerich, demonstriert.

Vereins steigen die Anforderungen an die Erdbebensicherheit von Bauwerken. Bestehende Bauten erfüllen in vielen Fällen die an Neubauten gestellten Sicherheitsansprüche nicht. Die Verbesserung der Erdbebensicherheit bestehender Bauten ist sehr kostspielig, und eine Anpassung der bestehenden Bausubstanz an die Ansprüche neuer Normen ist kaum zu bezahlen. Bestehende Bauten können und sollen daher nicht an den Normen gemessen werden, die für Neubauten gelten. Eine Expertengruppe des Schweizerischen Ingenieur- und Architektenvereins hat aus diesem Grund das Merkblatt SIA 2018 zur Überprüfung bestehender Gebäude bezüglich Erdbeben erarbeitet. Dieses fordert die Beurteilung der Sicherheit von Tragwerken in bezug auf Erdbeben nach einem risikobasierten Ansatz. Ein weiterer zentraler Begriff ist der sog. Erfüllungsfaktor, der die Tragfähigkeit des bestehenden Tragwerks mit den Anforderungen der Normen für Neubauten verknüpft. Ist dieser Faktor geringer als ein festgelegter Schwellenwert, müssen die Verhältnismäßigkeit und die Zumutbarkeit der für die Verstärkung ins Auge gefaßten Maßnahmen überprüft werden. Dies geschieht, indem die den Maßnahmen entsprechenden sog. Rettungskosten ermittelt und gewissen Grenzwerten gegenübergestellt werden. Die Empfehlung geht dahin, nur verhältnismäßige und zumutbare Maßnahmen zu realisieren und, falls diese nicht gefunden werden können, mit den vorhandenen Risiken weiterhin zu leben.

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Die Verwendung von unbeschichteten Betonkonstruktionen im Bereich des Umweltschutzes stellt an den Betonbau vor allem beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen neue Anforderungen, wenn die Konstruktionen eine Dichtfunktion erfüllen müssen. In der "Richtlinie für Betonbau beim Umgang mit wasserfährdenden Stoffen" wurden diese 1992 vom Deutschen Ausschuß für Stahlbeton (DAfStb) erstmals genauer festgelegt. Betonkonstruktionen mit durchgehenden Rissen wurden dabei im Hinblick auf eine dichtende Wirkung kritisch beurteilt. Im Beitrag werden die Ergebnisse einer umfassenden Untersuchung zum Fließverhalten von Flüssigkeiten in durchgehend gerissenen Betonkonstruktionen erläutert und ein Vorschlag für ein erweitertes Dichtheitskonzept vorgestellt.

Der Beitrag betrifft die Beurteilung der Betonfestigkeit unter Nutzung der künstlichen Neuronalen Netze aufgrund der durch verschiedene zerstörungsfreie Methoden bestimmten Kennwerte. Dargestellt wird das entwickelte Verfahren zur Identifizierung dieser Festigkeit mittels Neuronaler Netze sowie die positiven Ergebnisse, die eindeutig von der Eignung des Neuronalen Levenberg-Marquardt-Netzes zu diesem Zweck zeugen. Der Beitrag zeigt die Ergebnisse der praktischen Überprüfung des entwickelten Verfahrens an zwei Stahlbetonkonstruktionen.

Durch den schlechten Zustand vieler älterer Brücken und Änderungen in den Regelwerken ergeben sich häufig Defizite bei der Nachrechnung von Bestandsbrücken nach Nachrechnungsrichtlinie. Für den Fall, dass die erforderliche Bauwerkssicherheit nicht nachgewiesen werden kann, können Bauwerksmessungen zeitlich begrenzt oder als Dauermonitoring durchgeführt werden, um Erkenntnisse über die zeitlich veränderliche Beanspruchung zu gewinnen. Zentral hierfür ist die Ableitung von Zustandsindikatoren für das Bauwerk, die letztendlich den Handlungsbedarf für Betreiber und Ingenieure anzeigen. Im einfachsten Fall wird hierfür z. B. ein Ausnutzungsgrad ermittelt, der allerdings keinen Rückschluss auf das Risiko ermöglicht und streng genommen nur eine binäre Bewertung zulässt. In diesem Beitrag wird daher eine Vorgehensweise erläutert und am Beispiel der Hamburger Köhlbrandbrücke umgesetzt, die es erlaubt, einen Zuverlässigkeitsindex als zeitlich veränderlichen Zustandsindikator bezogen auf den Beulnachweis aus den dynamischen Monitoringdaten abzuleiten.

Structural reliability assessment by structural monitoring - probabilistic buckling check of the Hamburg Köhlbrand bridge
The bad condition of many older bridges and changes in the code provisions often result in deficits after recalculation according to the recalculation guidelines. In case the necessary structural safety is not provided, temporary or permanent structural monitoring can be employed in order to gain knowledge about the time variant actions. For this, the derivation of condition indicators is key, since they indicate a need for action for the owners and the engineers. In the simplest case, a utilization will be derived which, however, does not allow for an assessment of the risk and strictly speaking only enables a binary assessment. In this paper, a method is described and demonstrated on the Hamburg Köhlbrand bridge which allows for the calculation of a reliability index as a time variant condition indicator on the basis of the dynamic monitoring data with regard to the buckling check.

Die zunehmende Bedeutung der Nachhaltigkeit im Bauwesen wird in Zukunft das Bauen im Bestand gegenüber Neubauten in den Vordergrund rücken. Dies gilt auch für den Brückenbau, wo das Qualitätsmanagement seit langem Brücken von ihrem Entstehungsgang über den Betrieb bis in die Entsorgung begleitet.
Die starke Vergrößerung der Frachtvolumina für Straße und Schiene und die zunehmende Überalterung des Brückenbestandes fragen danach, ob die bestehenden Brücken für die veränderten Betriebsbedingungen noch geeignet sind und wie sie und ob sie dafür instandgesetzt werden könnten.
Für die erforderlichen Instandhaltungs- und Instandsetzungsmaßnahmen oder einen eventuellen Ersatz durch einen Neubau ist aber die Frage der Restnutzungsdauer von entscheidender Bedeutung. Es ist daher nicht von ungefähr, dass sich Baulast-träger auf nationaler und internationaler Ebene frühzeitig zusammengetan haben, um nach geeigneten Methoden der Bestimmung der Sicherheit und Restnutzungsdauer bestehender Brücken zu forschen. Auch die internationalen technisch-wissenschaftlichen Verbände wie EKS und fib sowie die Standard-Organisationen ISO und CEN sind der Frage eines internationalen Austauschs und der Vereinheitlichung der Methoden nachgegangen.
Für Stahlbrücken hat insbesondere das technische Komitee6 - Ermüdung - der EKS Anregungen aufgegriffen, aus den verschiedenen nationalen Erfahrungen und dem vorhandenen Wissen technische Empfehlungen für die Beurteilung bestehender Stahlbrücken zu entwickeln [1], die sich als Grundlage für die von CEN/TC 250 - das CEN-Komitee für die Bearbeitung der Eurocode - geplante Erweiterung der Eurocode zur Instandhaltung und Instandsetzung des Brückenbestandes eignen.
Das Ergebnis ist ein technisch-wissenschaftlicher Bericht, der im Rahmen der Zusammenarbeit der europäischen Kommission (DG-Research - Joint Research Centre JRC) mit der EKS als Basispapier für eine zukünftige Eurocode-Erweiterung veröffentlicht wurde und schon jetzt als Empfehlung für eine Vorgehensweise nach dem Stand der Technik verwendet werden kann.
Der vorliegende Beitrag behandelt die Grundzüge dieses Berichtes [1], der vom e-bookshop der Kommission kostenfrei herunter geladen werden kann.

Es wurden verschiedene Wärmedämmverbundsysteme über einen Zeitraum von zwei Jahren im Freien bewittert. Dabei wurde in Abhängigkeit der Bewitterungszeit das Zug-Dehnungsverhalten des Verbundes zwischen Unter- und Oberputz gemessen. Dabei wurde festgestellt, daß die Rißbildung und die Dehnsteife des Verbundes zwischen Unter- und Oberputz bei der Freibewitterung sich nur geringfügig ändern. Aufgrund dieser Untersuchungen wird ein Prüfkörper zum Ermitteln der Dehnsteife und der Rißbildung des Verbundes zwischen Unter- und Oberputz vorgeschlagen. Nach einer Konditionierung, die mit den in dieser Arbeit ermittelten Ergebnissen aus der Praxis validiert wird, kann mit diesem Prüfkörper ermittelt werden, ob aufgrund der mechanischen Daten des Verbundes zwischen Unter- und Oberputz ein Wärmedämmverbundsystem dem Stand der Technik entspricht.

Die in den einschlägigen nationalen und internationalen Regelwerken angebotenen Nachweiskonzepte für die Beulsicherheit axialbelasteter Metallkreiszylinder mit seitlicher Mantelöffnung sind nach Wissen der Verfasser nicht streng statistisch abgesichert. In diesem Beitrag werden die im Entwurf zur DASt-Ri 017 für diesen Beulfall angegebene Nachweisformel und ein alternatives Berechnungsmodell anhand von recherchierten Versuchsergebnissen mit statistischen Hilfsmitteln kalibriert. Ein Vergleich der Ergebnisse zeigt, daß das alternative Berechnungsmodell durch Berücksichtigung der Öffnungslänge für den hier untersuchten Parameterbereich teilweise zutreffendere Schätzwerte für den Beulwiderstand liefert.

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Unsymmetrische Trapezprofile, die verschieden breite Ober- und Untergurte haben, finden in Dächern und als Wandbekleidung breite Anwendung. Daneben werden jedoch in Trapezstegträgern auch symmetrisch profilierte Bleche als Stege von Biegeträgern verwendet. Dabei werden diese Bleche überwiegend auf Schub beansprucht, wobei das Versagen durch örtliches oder globales Beulen hervorgerufen werden kann. Hier werden Beulwerte nach der Elastizitätstheorie ermittelt, die einen Nachweis in bezug auf das örtliche Beulen ermöglichen.

Für die Rechteckplatte unter unterschiedlichen partiellen Gleichstreckenlasten an den beiden Längsrändern werden Beulwerte gerechnet und in Form von Kurventafeln dargestellt. Solche Beulwerte können bei Beuluntersuchungen von Einzelfeldern, die in Teilfelder eingebettet sind, Verwendung finden.

Für das Stegblech eines I-Trägers werden Beulwerte mitgeteilt. Der Träger wird an einem Längsrand durch eine unsymmetrisch angreifende, quergerichtete partielle Gleichstreckenlast belastet. Der Spannungsverlauf wird jeweils durch eine Scheibenberechnung mit Hilfe eines Reihenansatzes für die Airysche Spannungsfunktion ermittelt. Das Beulproblem wird nach der linearen Beultheorie unter Benutzung der Energiemethode gelöst. Die Beulfläche wird durch Fourierreihen beschrieben.

Für das Stegblech einer I-Trägers werden Beulwerte mitgeteilt. Der Träger wird an einem Längsrand durch eine quergerichtete partielle Gleichstreckenlast oder eine Einzellast belastet. Der Spannungsverlauf wird jeweils durch eine Scheibenberechnung mit Hilfe eines Reihenansatzes für die Airysche Spannungsfunktion ermittelt. Das Beulproblem wird nach der linearen Beultheorie unter Benutzung der Energiemethode gelöst. Die Beulfläche wird durch Fourierreihen beschrieben.

Für das Stegblech eines I-Trägers werden Beulwerte mitgeteilt. Der Träger wird an einem Längsrand durch eine unsymmetrisch angreifende, quergerichtete Einzellast belastet. Der Spannungsverlauf wird jeweils durch eine Scheibenberechnung mit Hilfe eines Reihenansatzes für die Airysche Spannungsfunktion ermittelt. Das Beulproblem wird nach der linearen Beultheorie unter Benutzung der Energiemethode gelöst. Die Beulfläche wird durch Fourierreihen beschrieben.