Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Rolf Kindmann zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Aufgrund des erhöhten Verkehrsaufkommens werden Brücken hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit überprüft. Entsprechende Untersuchungen haben ergeben, dass die Lennetalbrücke im Zuge der A45 bei Hagen aufgrund des Tragwerkzustandes durch einen Neubau zu ersetzen ist, der zukünftig auch einen sechsstreifigen Ausbau der Autobahn gewährleistet. Seit September 2013 finden die Baustellenarbeiten an der neuen Brücke statt. In Fahrtrichtung Frankfurt a. M. ist neben der eigentlichen Trassenführung einer von zwei Überbauten auf Behelfspfeilern errichtet worden, der zu einem späteren Zeitpunkt quer eingeschoben werden soll. Mit einer Überbaulänge von ca. 1 000 m kann der geplante Querverschub als der “größte” betrachtet werden, den es bis zum jetzigen Zeitpunkt in Deutschland gegeben hat.

Replacement of the Lennetal Viaduct, Germany - Lateral shift of a composite superstructure in a new dimension.
Due to an increase of traffic, bridges are being reviewed regarding their capacity at the ultimate and serviceability limit states as well as their durability. Corresponding investigations have come to the conclusion that the Lennetal Viaduct, which is located close to the city of Hagen within the freeway A45, has to be replaced. In doing so, the bridge is supposed to assure the development of six traffic lanes in future. The work at the construction site for the new bridge is being carried into execution since 2013. A new superstructure has been erected on temporary piers next to the original alignment of the freeway for the traffic directing to the city of Frankfurt a. M. Exhibiting a total length of approx. 1 000 m, the superstructure is supposed to be shifted laterally in its final position. With this, the intended shift can be considered as the “largest” one, which has been carried out in Germany up to now.

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Das Ermüdungsverhalten von Lärmschutzwandstehern und deren Befestigung auf Kunstbauten wird experimentell untersucht und bewertet. Die durchgeführten Analysen behandeln neben dem Ermüdungsverhalten des Schweißnahtanschlusses zwischen Lärmschutzwandsteher und Fußplatte auch die zur Befestigung der Steherkonstruktion im Betonbauteil verankerten Gewindebolzen. Als dynamische Einwirkung wird die bei Zugvorbeifahrt sich einstellende impulsförmige Druck-/Sog- Belastung betrachtet und die zu erwartende Lebensdauer der Konstruktion rechnerisch prognostiziert. Die experimentellen Untersuchungen werden in der Form von Dauerschwingver suchen mit bis zu 5 Mio. Lastspielen durchgeführt. Die dyna mische Belastung wird in realitätsnaher Größe durch einen servohydraulischen Zylinder aufgebracht und die Reaktionen der Lärmschutzwandsteher werden über die gesamte Versuchsdauer messtechnisch dokumentiert. Es wurden unterschiedliche Typen von Lärmschutzwandstehern getestet und die Auswirkungen von Ausführungsmängeln auf die Dauer haftigkeit experimentell untersucht. Die Ergebnisse der durchgeführten Ermüdungsversuche werden umfassend dargelegt und diskutiert.

Experimental investigation on fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures
The fatigue behaviour of noise barrier steel posts and their fastenings on structures are experimentally studied and valuated. Beside the fatigue prone welded joints between steel post and base plate, the threaded bolts that are executed for fastening the posts to the concrete beams are investigated. The fatigue tests are performed under dynamic loading by taking the realistic amplitudes of impulsive aerodynamic pressure and suction loads that occur during train passing into account. The expectable lifetime of the post and its fastenings will be calculated. All dynamic fatigue tests are performed till 5 Million load cycles, except if precocious structural fatigue failures occur. The dynamic loading is applied by use of a closed-loop controlled servo-hydraulic cylinder and the resul ting structural response is measured over the full test duration. Different types of steel posts and their fastening elements were tested, and potential execution faults were applied to study their influence on the resultant fatigue lifetime. The results of performed fatigue tests are discussed in detail.

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Nachrichten:
ExpertenForum Beton 2021 in Feuchtwangen - hier trafen sich die Betonexperten!
Masterplan für die Digitalisierung im Bundesfernstraßen-Bau
Fünf Projekte sind für den Ernst & Sohn Ingenieurbaupreis 2022 nominiert
QualitätsPreis Planer am Bau 2021 verliehen
Markus Oeser ist neuer BASt-Präsident
Dank

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Zur Zeit ist ein großes Wasserkraftwerk am Fluß Kali Gandaki (Nepal) in Bau. In diesem Beitrag wird eine kurze Gesamtübersicht über den Stahlwasserbau-Anteil dieses Projekts gegeben. Im weiteren werden technische Details der Wehrsegmente beschrieben, die auf Grund ihrer Abmessungen und Belastung besonders hervortreten.

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Zum Gelingen einer Membrankonstruktion tragen die gewählte Form sowie die erarbeiteten Details in höchstem Maße bei. Wie im Schalenbau unterliegen die möglichen Formen strengen mechanischen Gesetzmäßigkeiten, die doppeltgekrümmte Formen und vorgespannte Tragsysteme erfordern. Die Verformungen der entmaterialisierten, weil ausschließlich auf Zug beanspruchten Konstruktionen und die genaue Verfolgung des Kraftflusses erfordern überdurchschnittliche Sorgfalt bei der Festlegung der Details.

Aufbauend auf experimentelle Untersuchungen von verschiedenen Mörtelzusammensetzungen der Betondeckung werden die chemisch-physikalischen und mechanischen Anforderungen diskutiert. Das Ziel einer funktionstüchtigen Betondeckung ist es einerseits eine Schutzfunktion für die darunterliegende Stahlbewehrung und andererseits den Verbund zwischen Beton und Stahl zu gewährleisten. Polymerbetone - und modifizierte Faserbetone, sowie Normalbeton wurden auf deren Permeabilität und deren mechanischen Eigenschaften untersucht. An Hand von Bauaufnahmen wurden die Betondeckungen an Hoch- und Brückenbauten gemessen, statistisch ausgewertet und den Planvorgaben gegenübergestellt. Auf diesen Grundlagen wurden die konstruktiven Voraussetzungen für eine optimale Formulierung der Betondeckung erarbeitet

Die in Bauwerken mit zyklischen oder nicht vorwiegend ruhenden Beanspruchungen eingesetzten Schraubverbindungen werden gezielt vorgespannt, um die Beanspruchbarkeit und Steifigkeit der Anschlüsse zu erhöhen. Die bereits nach der Montage in den geschraubten Verbindungen auftretenden Vorspannkraftverluste sind idealerweise bei der Bemessung und Ausführung der Konstruktion realistisch abzuschätzen und implizit zu berücksichtigen, damit die rechnerisch angesetzte Vorspannkraft während der Nutzungsdauer des Bauwerks in der Verbindung verbleibt. Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens 18711 BG “Vorspannkraftverluste ermüdungsbeanspruchter vorgespannter Schraubverbindungen” wurden hierzu systematische Untersuchungen an vorgespannten geschraubten Verbindungen der Kategorien B/C und E nach DIN EN 1993-1-8 vom Institut für Metall- und Leichtbau der Universität Duisburg-Essen (IML) in Kooperation mit der Fraunhofer-Einrichtung für Großstrukturen in der Produktionstechnik in Rostock (IGP) durchgeführt. Hierbei wurden Vorspannkraftverluste aus Setzen und infolge Ermüdungsbeanspruchung experimentell ermittelt und auf die geplante Lebensdauer logarithmisch extrapoliert. Die Untersuchungen erfolgten an M20-Schraubengarnituren mit verschiedenen Verbindungsmitteln/Anziehverfahren sowie Klemmlängenverhältnissen und Oberflächenausführungen der Prüfteile.

Losses of preload in bolted connections due to coated faying surfaces.
Bolted connections are preloaded to increase their resistance and stiffness. Preload losses during the lifetime of a structure might lead to loosening and consequently pose a risk to the serviceability or even the load capacity of the bolted connections. For this reason, the estimation of potential preload losses as well as their consideration during design and execution is an important issue. In the frame of the IGF research project 18711 BG “Loss of preload of fatigue loaded preloaded bolted connections” carried out by the Institute for Metal and Lightweight Structures (IML) of the University of Duisburg-Essen in cooperation with Fraunhofer Research Institution for Large Structures in Production Engineering (IGP), Rostock, systematic investigations were carried out on preloaded bolted connections of categories B/C and E according to EN 1993-1-8. Herein, preload losses due to setting and fatigue loading were experimentally determined, evaluated and extrapolated to the intended service life. The investigations were based on different types of M20 bolting assemblies, tightening methods as well as clamping length ratios and surface treatments.

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Instandsetzung, Reparatur, Modernisierung, Aus- und Umbauten sowie Rekonstruktion der vorhandenen Bausubstanz profaner Bauwerke und denkmalgeschützter Bauten gewinnen immer mehr an Bedeutung. Bei diesen baulichen Maßnahmen sind oftmals tragende Bauteile auszuwechseln, zu verstärken, zu unterfangen oder abzubrechen. Sie erfordern Abstützungen, Abfangungen und Sicherungen einzelner Bauteile oder ganzer Bauwerke, um Gefahren für die Arbeitenden und/oder für die Standsicherheit der Bauwerke abzuwenden.

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In den 1960er und 1970er Jahren wurden in vorgespannten Brückenüberbauten häufig sogenannte Verdrängungskörper eingebaut. Untersuchungen an diesen Brücken zeigten, daß diese Verdrängungskörper oft Ausgangspunkt von Schäden im Brückenüberbau sind. Mitunter sind bereits während der Bauphase Baumängel, z. B. durch zu steife Betone, welche die Verdrängungskörper nicht hohlstellenfrei einbinden konnten, entstanden. Nicht funktionsfähige Brückenabdichtungen und Risse im Überbau können dazu führen, daß Verdrängungskörper praktisch vollständig mit Wasser vollaufen. Vielfach haben auch zunehmende Undichtigkeiten in Entwässerungseinrichtungen (z. B. Tropftüllen), welche durch bzw. nahe an Verdrängungskörpern vorbei geführt wurden, zu Schäden im Brückenüberbau geführt. Der Beitrag berichtet anhand von zwei Beispielen über Untersuchung und Instandsetzung solcher Schäden.

Die Feuerverzinkung von Stahlbauteilen ist zur Gewährleistung eines dauerhaften Korrosionsschutzes seit Jahrzehnten bekannt und etabliert. Auch für warmgewalzte Rohre und Hohlprofile ist dieses Verfahren von Vorteil, da durch das Eintauchen in die Zinkschmelze sowohl die äußere wie auch die innere Oberfläche des Bauteils mit einer Zinkschicht vollständig überzogen und geschützt wird. Die im Zuge des Verzinkungsprozesses auftretenden Ein- und Wechselwirkungen sind im Hinblick auf die Stahlkonstruktion und den verbauten Stahl selbst, bisher üblicherweise normalfeste Stähle, gut bekannt. Mit dem zunehmenden Aufkommen und Einsatz von höher- und hochfesten Stählen stellt sich die Frage, ob die vorliegenden Erkenntnisse im Hinblick auf die Einflüsse der Verzinkung auch auf diese Stähle übertragen werden können und die Verzinkbarkeit bestätigt werden kann. Im Zuge einer ausführlichen Versuchskampagne wurde hierzu an sechs Stahlwerkstoffen die Auswirkung der Feuerverzinkung auf die mechanischen Werkstoffeigenschaften und die Ausbildung der Zinkschicht untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden im vorliegenden Beitrag vorgestellt.

Galvanizing of high-strength MSH sections
Batch hot-dip galvanizing of steel components has been known and established for decades to ensure permanent corrosion protection. This process is also advantageous for hot-rolled tubes and hollow sections, as by immersion in the molten zinc, both the outer and the inner surface of the component is completely coated with a zinc layer and thus protected. The impact and interactions occurring during the galvanizing process are well known with regard, to the steel structure and the steel itself, which up to now has usually been normal strength steel. With the increasing spread of high-strength steels, the question arises, whether the available findings with regard to the influence of the galvanizing process can be transferred and confirmed to these steels. In the course of an extensive test campaign, the effect of hot-dip galvanizing on the mechanical material properties and the formation of the zinc layer was examined on six steel materials. The results obtained are presented in this paper.

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