Die Stahlindustrie ist eine Branche, die mittelfristig erhebliche Mengen CO2 einsparen kann. Sowohl mit Wasserstoff wie auch mit grünem Strom sind die Reduktionspotenziale bei der Stahlherstellung erheblich. Mithilfe der Direktreduktion können für den Übergang bereits durch den Einsatz von Erdgas erhebliche CO2-Minderungen erzielt werden. Ein weiterer wichtiger Baustein einer klimaneutralen Stahlindustrie ist die schrottbasierte Elektrostahlproduktion. Die Rolle von Stahl als wesentlicher Baustein der Circular Economy ist schon jetzt durch den etablierten und ökonomisch funktionierenden Schrotthandel gesetzt. In diesem Beitrag werden alle Potenziale und Hebel für das Bauen mit Stahl für eine CO2-neutrale Zukunft aufgezeigt.

Roadmap to climate-neutral steel construction
The steel industry can potentially save significant amounts of CO2. Both with hydrogen and with green electricity, the reduction potentials in steel production are considerable. With the help of direct reduction using natural gas, significant CO2 reductions can already be achieved for the transition. Another important component of a climate-neutral steel industry is scrap-based electric steel production. The role of steel as an essential component in the circular economy is already established by the economically functioning scrap trade. This article shows all the potential and levers of building with steel for a CO2-neutral future.

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Auch mittelständische Stahlbauunternehmer und Arbeitgeber haben eine persönliche Verantwortung, ihre Unternehmen und ihre Branche im Interesse nachfolgender Generationen nachhaltig aufzustellen. In einem persönlichen Beitrag wird erläutert, wie der Unternehmer Bernhard Hahner innerhalb der für sein Unternehmen herausgearbeiteten sechs Handlungsbereiche agiert, um dem Ziel “Klimaneutraler Stahlbau” kontinuierlich näher zu kommen. Der Beitrag beleuchtet die Einflussmöglichkeiten auf Lieferanten und Dienstleister, stellt die Entwicklung eigener nachhaltiger Stahlbauprodukte vor und erläutert im Bereich Stahlbaufertigung bereits umgesetzte ebenso wie geplante Veränderungen und Verbesserungen an Gebäuden und Anlagen. Thema ist auch die Kooperation mit Kunden, die sowohl nachhaltige Produktion einfordern als auch selbst durch intensive Zusammenarbeit in der Planungsphase Projekte vor Produktionsbeginn optimieren können. Dabei wird auch auf Trends wie Urban Mining oder Building Information Modeling eingegangen. Fazit der gegenwärtigen Situation: Tiefgreifende Veränderungen sind unumgänglich, sie sind aber auch realistisch machbar.

“Keeping it up” is out of the question - steel construction production must become climate-neutral
Owners of Medium-sized steel construction companies and employers also have a personal responsibility to position their companies and their industry in a sustainable manner in the interests of future generations. A personal contribution explains how the entrepreneur Bernhard Hahner acts within the six areas of action worked out for his company in order to continuously come closer to the goal of “climate-neutral steel construction”. The article examines the possibilities of influencing suppliers and service providers, presents the development of own sustainable steel construction products and, in the area of “steel construction production”, explains changes and improvements to buildings and systems that have already been implemented and are planned. Another topic is the cooperation with customers who both demand sustainable production and who can optimize projects before the start of production through intensive cooperation in the planning phase. Trends such as urban mining or building information modeling are also discussed. Conclusion of the current situation: far-reaching changes are unavoidable, but they are also realistically feasible.

Das Bauwesen ist weltweit einer der größten Verursacher von klimaschädlichen CO2-Emissionen. Lösungen für den Weg hin zum klimaneutralen Bauen und Betreiben sind nur durch eine ganzheitliche Auseinandersetzung zu finden, die auch den Umgang mit Ressourcen mit einschließt. Dies umfasst Fragen von Notwendigkeit und Ausmaß eines Bauwerks (build less) über eine geplante Wiederverwendung von Bauteilkomponenten und angestrebte Materialreduzierung im Entwurfsprozess (build clever) bis hin zur Auswahl der Materialien basierend auf der Berücksichtigung der baustoffspezifischen grauen Emissionen (build efficiently) in einem möglichst geschlossenen Material-Kreislaufsystem (minimise waste). Eine einheitliche Bewertung der Ressourcen- und Emissionseffizienz von Brückenbauwerken ist aufgrund des Fehlens international abgestimmter Regelungen derzeit noch nicht abbildbar. Am Beispiel der Campusbrücke in Leverkusen-Opladen, einer 2013 erbauten Fußgängerbrücke, werden verschiedene praktische Ansätze vorgestellt, die zu einer Emissionsreduktion und Ressourcenschonung beigetragen haben. Anhand einer Lebenszyklusanalyse (LCA) wird das gewählte Tragwerk einer alternativen Ausführung gegenübergestellt.

Resource and emission efficiency in bridge construction using the example of the Leverkusen campus bridge
The construction industry is a major contributor to the global emissions of climate-affecting CO2. Solutions on the track to carbon-neutral construction and operation can only be achieved through a holistic approach that includes the use of resources. The approach spans from questions about the necessity and size of a building (build less), through a planned re-use of components and the reduction of material in the design process (build clever), to the selection of materials based on their specific grey emissions (build efficiently) in a tight circulation system (minimise waste). A uniform assessment of the efficiency of resources and emissions for bridge structures is currently not possible due to the lack of internationally coordinated regulations. Using the example of the Campusbrücke in Opladen, Leverkusen, a footbridge built in 2013, the paper explores the different practical approaches that have contributed to a reduction of emissions and used resources. Using a Life Cycle Analysis method (LCA), the selected structure is compared to an alternative design.

The destructive impact of the construction industry on the planet and its inhabitants is no longer in question. Global warming, waste management, depletion of natural resources, air and soil pollution are all issues that must be urgently addressed. They are also challenging the current economy, whose growth is directly correlated to the extraction of raw materials, the manufacture of new products and, ultimately, to their increased consumption. Besides, the constant transformation of the built environment and infrastructure of a territory is a necessary lever for sustainable development and for guaranteeing the well-being of all. Faced with this situation, an emerging circular strategy could be salutary: component reuse, which makes it possible to build new assemblies without manufacturing new materials. Steel, if assembled with reversible means, is a particularly well-suited material for reuse. But are the stakeholders ready to adopt new business models?

Stahl, ein wiederverwendbarer Werkstoff
Die zerstörerischen Auswirkungen der Bauindustrie auf den Planeten und seine Bewohner sind inzwischen unbestritten. Der Klimawandel, die Abfallwirtschaft, die Verknappung der Bodenschätze, die Luft- und Bodenverschmutzung - all dies sind Themen, die dringend angegangen werden müssen. Sie stellen zudem eine Herausforderung für die derzeitige Wirtschaft dar, deren Wachstum in direktem Zusammenhang mit der Gewinnung von Rohstoffen, der Herstellung neuer Produkte und letztlich mit deren steigendem Verbrauch steht. Eine kontinuierliche Umgestaltung der bebauten Flächen und der städtischen Infrastrukturen ist ein unerlässlicher Hebel für eine nachhaltige Entwicklung und für die Wahrung des Wohlergehens aller Menschen. Angesichts dieser Situation könnte eine sich derzeit entwickelnde Strategie der Kreislaufwirtschaft von Nutzen sein: die Wiederverwendung von Bauteilen, die es ermöglicht, neue Gebäude zu errichten, ohne neue Baustoffe herzustellen. Stahl ist ein besonders gut geeigneter Werkstoff für die Wiederverwendung, sofern Bauteile reversibel montiert werden. Doch sind die Akteure bereit, neue Geschäftsmodelle zu übernehmen?

Aufgrund rechnerischer Defizite in der Ermüdungstragfähigkeit der orthotropen Fahrbahnplatte wurde an der Theodor-Heuss-Brücke ein Monitoringsystem installiert, um Dehnungen an maßgebenden Stellen für ein Jahr zu messen. In Teil 1 dieses Beitrags wurden das Monitoringsystem und Erkenntnisse zum Tragverhalten anhand der Messdaten beschrieben. Dieser zweite Teil schließt mit messwertgestützten Ermüdungsnachweisen und der Lebensdauerprognose an. Grundlage der Auswertungen ist ein numerisches Berechnungsmodell, welches anhand von zwei Probebelastungen in Sommer und Winter kalibriert wird. Unter Berücksichtigung verschiedener Laststellungen werden Übertragungsfaktoren abgeleitet, die die Differenz zwischen Messstelle und maßgebender Nachweisstelle kompensieren. Damit werden die gemessenen Schwingbreitenhistogramme in maßgebende Belastungsspektren transformiert, mit denen schließlich die Lebensdauerprognose erfolgt. Die Auswertungen zeigen, dass für die meisten Bauteile weitere Tragreserven vorhanden sind und eine deutliche Verbesserung gegenüber der Nachrechnung erreicht wird. Einzig die Ecken der Querträgerausnehmungen (Querträgerstegzähne) weisen deutliche Defizite auf, die sich auch im vorhandenen Rissbild widerspiegeln. Über die Zukunft der Theodor-Heuss-Brücke, die von weiteren Faktoren abhängt, wird derzeit entschieden.

Monitoring of the Theodor Heuss bridge in Düsseldorf - part 2: modelling and model improvements for a measurement-based fatigue analysis
Due to calculated deficits in the fatigue bearing capacity of the orthotropic deck, a monitoring system was installed at the Theodor Heuss bridge to measure strains at significant locations for one year. Part 1 of this paper describes the monitoring system and findings on the load-bearing behavior resulting from the measured data. This second part follows with data-based fatigue evaluations and the lifetime prediction. The basis of the evaluations is a structural model, which is calibrated based on two load tests in summer and winter. From this, transfer factors are derived, taking into account different load positions, which compensate the distance of the measuring points to the decisive design points. In this way, the measured stress range histograms are transformed into representative load spectra, which are finally used for the lifetime prediction. The evaluations show that further load reserves are available for most components and that a significant improvement is achieved compared to the recalculation. Only the corners of the floor beam cut-out (cross girder tooth) still show significant deficits, which are also confirmed by the existing cracks. A decision on the future of the Theodor Heuss bridge, which depends on further factors, is currently pending.

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Persönliches:
Univ.-Prof. DI Dr. Gerhard Lener (1955-2022)

Tagungen & Veranstaltungen:
Rückblick 23. DAST-Kolloquium an der TU Dortmund
Münchener Stahlbautage 2022

SZS steel news:
Kurs Brandschutz im Stahlbau: Grundlagen & praktische Bemessungsübungen

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: Die Theodor-Heuss-Brücke ist die älteste der drei in der Baulast der Landeshauptstadt Düsseldorf befindlichen Rheinbrücken. Der im Jahr 1957 dem Verkehr übergebene Brückenzug besteht aus fünf Teilbauwerken, von denen die Strombrücke das Herz bildet. Hierbei handelt es sich um die weltweit erste Schrägseilbrücke dieser Art in Harfenform. Mit den parallel geführten Seillagen und der geringen Konstruktionshöhe des Brückenüberbaus wirkt sie sich prägend auf das Düsseldorfer Stadtbild aus. Aufgrund ihres Alters und der im Rahmen der letzten Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 festgestellten Mängel hatte sich die Bauherrin dazu entschieden, u. a. die Strombrücke gemäß Nachrechnungsrichtlinie nachrechnen und nachfolgend ein Monitoringsystem installieren zu lassen. Bericht siehe S. 172 f. (Foto: Guido Bogdan)

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Sandwichelemente sind in der Lage, ihre Unterkonstruktion gegen Versagen infolge Stabilitätsverlusts zu stützen. Besonders für die im Metallleichtbau eingesetzten dünnwandigen Z-Kantprofile als Dachpfette lassen sich praxisübliche Spannweiten häufig nur durch Berücksichtigung genannter Stabilisierung realisieren. Die Stabilisierung kann in der Mechanik als eine Kombination aus Schubfeld und Drehbettung beschrieben werden. Für die Lastkombination aus Eigengewicht und Windsog liegt jedoch i. d. R. das Schubfeld am unter Zugspannungen stehenden Gurt an, womit dem System lediglich marginale Stabilisierungseffekte zugeführt werden können. Zudem darf gem. deutschem NA zu DIN EN 1993-1-3 (NCI zu 10.1.5.2(2)) für zuvor genannte Lastkombination keine Stabilisierung infolge einer Drehbettung in Ansatz gebracht werden. Jüngste Untersuchungen zeigten zum einen, dass die in der Literatur angegebene Reduzierung der Drehbettung unter abhebenden Lasten zutrifft, bieten zum anderen jedoch abweichend von den in Fachkreisen kursierenden Ingenieurannahmen zwischen 100 % und 50 % Reduktion eine konkrete Quantifizierungsmöglichkeit. Somit wird eine qualifizierte Einschätzung der ansetzbaren Drehbettung unter abhebenden Lasten, begründet auf Bauteilversuchen sowie Berechnungen mithilfe der Methode der finiten Elemente, anhand eines mechanischen Modells ermöglicht. Die wissenschaftlichen Hintergründe hierzu sowie das mechanische Modell sind im nachfolgenden Aufsatz beschrieben.

Stabilization of thin-walled profiles under uplift loads
Sandwich panels are able to support their supporting structure against failure due to loss of stability. Especially for thin-walled Z-profiles used in lightweight metal construction as a purlin, customary span-lengths often only can be reached by taking into account stabilization effects, which can be described as a combination of diaphragm and torsional restraint. However, for the load combination of dead weight and wind suction, the diaphragm is usually located on the flange under tensile stress, which means that only marginally stabilization effects can be added to the system. In addition, acc. to the German NA to DIN EN 1993-1-3, no stabilization due to a torsional restraint may be used for the aforementioned load combination. Recent investigations showed on the one hand that the reduction of the torsional restraint under uplifting loads stated in the literature is true, but on the other hand the investigations also offers a quantification of this reduction others than the roughly engineering assumptions of 100 % to 50 % reduction often used in the past. Thus, a qualified estimation of the applicable torsional restraint under uplifting loads is possible, based on component tests and FE-calculations and derived from a mechanical model. The following publication describes the scientific background as well as the mechanical mode.

Die Theodor-Heuss-Brücke in Düsseldorf ist die älteste Schrägseilbrücke Deutschlands und die weltweit erste mit harfenförmig angeordneten Seilen. Seit ihrer Fertigstellung 1957 ist die Verkehrsbelastung stetig gestiegen. Wie bei vielen anderen älteren Brücken mit orthotropen Fahrbahnplatten führte dies mit der Zeit zu Schäden - u. a. in Form von Rissen. Eine Nachrechnung des Bauwerks zeigt deutliche Defizite - insbesondere hinsichtlich der Ermüdung in der orthotropen Fahrbahnplatte. Daher wurde 2019 ein Monitoringsystem aus über 80 Sensoren am Bauwerk installiert und über ein Jahr betrieben. Der Beitrag zeigt die Entwicklung des Monitoringkonzepts, seine Umsetzung und Auswertung. Aus den Messdaten werden Erkenntnisse zum Tragverhalten abgeleitet. So zeigt sich ein signifikanter Zusammenhang zwischen den ermüdungswirksamen Beanspruchungen und der Temperatur. Einerseits wirkt die steife Asphaltschicht beim Lastabtrag mit, andererseits bewirkt sie eine größere Lastverteilung. Auch zeigt das Monitoring, dass der Einfluss von Radlasten dominiert und eine Ablastung über das zulässige Fahrzeuggesamtgewicht nur geringen Nutzen hat. Vielmehr sind die Radlasten zu begrenzen, um die Bauteile der Fahrbahnplatte zu entlasten.

Monitoring of the Theodor-Heuss-bridge in Düsseldorf - part 1: motivation, monitoring concept and structural behavior findings
The Theodor-Heuss-bridge in Düsseldorf is Germany's oldest cable-stayed bridge and the world's first bridge with harp-shaped cables. Since its opening in 1957, the traffic load has increased progressively. As with many other bridges with orthotropic deck slabs, this led to deterioration over time - for instance in the form of cracks. A recalculation of the structure shows significant deficits - especially with regard to fatigue in the orthotropic deck. Therefore, a monitoring system consisting of more than 80 sensors was installed on the structure in 2019 and operated for more than one year. This paper shows the development of the monitoring concept, its implementation and evaluation. Findings on the load-bearing behavior are derived from the measurement data. A significant correlation between the fatigue loads and the temperature is found. On the one hand, the stiff asphalt layer contributes to the load transfer, on the other hand, it has a greater load distribution effect. The monitoring also shows that the influence of wheel loads dominates and that a reduction in the permissible gross vehicle weight has only a small benefit. Rather, the wheel loads must be limited in order to relieve the components of the orthotropic deck.

Im Teil 1 dieses Aufsatzes wurden Diagramme für die Dimensionierung bzw. den Nachweis von unversteiften Beulfeldern vorgestellt. Im vorliegenden Teil 2 werden längs ausgesteifte Beulfelder betrachtet. Insbesondere für ausgesteifte Beulfelder gestalten sich die in DIN EN 1993-1-5 enthaltenen Nachweisformate Methode der wirksamen Breiten und Methode der reduzierten Spannungen als sehr komplex. Aus diesem Grund wurden Diagramme zur Vordimensionierung von Längssteifen entwickelt, die es dem Ingenieur erlauben, mit möglichst wenig manuellem Rechenaufwand zutreffende Abmessungen zu ermitteln. Die Bemessungsdiagramme von Längssteifen verfolgen das Konzept von Mindeststeifigkeiten, welche mithilfe eines Verformungskriteriums aus der linearen Beulanalyse mit verschiedenen Geometrie- und Lastrandbedingungen abgeleitet werden.

Dimensioning tools for stiffened and unstiffened buckling fields according to DIN EN 1993-1-5 - part 2: minimum stiffnesses of longitudinal stiffeners for stiffened buckling fields
In part 1 of this paper, diagrams for the dimensioning and verification of unstiffened buckling zones were presented. In this part 2, longitudinally stiffened buckling fields are considered. Especially for stiffened buckling fields, the verification formats method of effective widths and method of reduced stresses contained in DIN EN 1993-1-5 turn out to be very complex. For this reason, diagrams for the pre-dimensioning of longitudinal stiffeners were developed, which allow the engineer to determine the correct dimensions with as little manual calculation effort as possible. The design diagrams of longitudinal stiffeners follow the concept of minimum stiffnesses, which are derived with the help of a deformation criteria from the linear buckling analysis with different geometry and load boundary conditions.

Die Berechnung geschraubter Kopfplattenverbindungen ist in der EN 1993-1-8 über das sog. T-Stummel-Modell geregelt. Abhängig von den sich einstellenden Verformungen kann es zu sog. Abstützkräften kommen, welche die Schrauben zusätzlich beanspruchen. Diese Effekte werden über das T-Stummel-Modell grundsätzlich abgebildet, allerdings nur für eine begrenzte Anzahl praxisrelevanter Fälle. Eine allgemeingültige Lösung dieses Problems stellt die Discontinuity-Layout-Optimization- (DLO-) Methode dar. Hierbei handelt es sich um eine numerische Methode zur direkten Bestimmung der Traglast, basierend auf dem kinematischen Satz und unter Verwendung linearer Optimierungsalgorithmen. In vorangegangenen Arbeiten wurde die Methodik bereits an typischen nicht ausgesteiften und ausgesteiften Kopfplattenverbindungen mit I-Profilen verifiziert. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist es nun, den Anwendungsbereich der DLO auf zugbeanspruchte Hohlprofile mit Kopfplattenanschlüssen und allseitig angeordneten Schrauben zu erweitern. Diese Anschlüsse können über die EN 1993-1-8 nicht vollständig abgebildet werden, da allfällige globale Fließlinienmuster durch die Norm nicht abgedeckt sind. Daher wurden die berechneten Traglasten durch Versuche verifiziert. Es konnte gezeigt werden, dass die DLO ein geeignetes Mittel zur Berechnung solcher Verbindungen ist und dass die Anwendung, im Vergleich zur FEM, deutlich einfacher und zudem normenkonform ist.

Limit analysis of bolted flange-plate connections in hollow section members using DLO
The calculation of bolted flange-plate connections is ruled in EN 1993-1-8 via the so-called T-stub model. Depending on the deformations, so-called prying forces can occur. These effects are included in the T-stub model but only for a limited number of practical cases. A general solution to this problem is the Discontinuity Layout Optimization (DLO) method. The DLO is a numerical method for the direct determination of the ultimate load, based on the upper bound theorem and by using linear optimization algorithms. In previous research, the methodology has already been verified on typical unstiffened and stiffened end-plate connections with I-sections. The presented investigations aim to extend the application range of the DLO to flange-plate connections in tension with all-sided bolts in hollow section members. These connections are not fully represented by EN 1993-1-8 since global yield line patterns are not covered. Therefore, the calculated ultimate loads were verified by tests. It could be shown that the DLO is a suitable method for calculating such connections and that the application, compared to the FEM, is significantly simpler and conforms to the standard.

Der Neubau einer Radwegbrücke im Auenpark der Stadt Fulda ist das Herzstück eines neuen Geh- und Radwegkonzepts. Die Brücke schafft eine direkte Anbindung der umliegenden Stadtteile an die Innenstadt Fulda und bündelt die hessischen Fernradwege R1, R2 und R3. Eine in der direkten Nachbarschaft gelegene, vor 25 Jahren errichtete Holzbrücke kann nun zu einer reinen Gehwegbrücke umfunktioniert werden. Dies ermöglicht eine bessere Trennung der Verkehrsströme und erhöht die Verkehrssicherheit. Der Entwurf sah ein weit spannendes, elegant zurückgenommenes Band vor, das sich mit leichten Bögen in die Auenlandschaft eingliedert. Durch die doppelsymmetrische Linienführung der neuen Brücke, die geschwungenen Bögen der Zuwegung und die leicht verdrehte Ausrichtung relativ zu einer benachbarten Straßenbrücke entsteht eine harmonische Wegeführung, die sich fließend in die umgebende Auenlandschaft eingliedert. Entwurfsziele waren eine kurze und direkte Anbindung an das bestehende Radwegenetz, ein geringer Flächenverbrauch mit min. Eingriff in die Natur sowie die Errichtung eines ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Bauwerks zur Stärkung umweltfreundlicher Mobilität.

Green Ribbon - the Rosenau cycle path bridge in Fulda
The new construction of a cycle path bridge in the Auenpark in Fulda is the centrepiece of a new walking and cycle path concept. The bridge creates a direct connection between the surrounding districts and the city centre of Fulda and bundles the Hessian long-distance cycle routes R1, R2 and R3. A wooden bridge built 25 years ago in the immediate vicinity can now be converted into a footpath-only bridge. This allows for a better separation of traffic flows and increases road safety. The design envisaged a wide-span, elegantly recessed ribbon that blends into the floodplain landscape with slight arches. The double-symmetrical lines of the new bridge, the curved arches of the approach and the slightly twisted alignment relative to a neighbouring road bridge create a harmonious pathway that blends fluidly into the surrounding floodplain landscape. The design goals were a short and direct connection to the existing cycle path network, low land consumption with minimal impact on nature, and the construction of an ecologically and economically sustainable structure to strengthen environmentally friendly mobility.

Die Festlegung von Zähigkeitsanforderungen für tragende Stahlstrukturen für Mobilkrane basiert bis heute größtenteils auf Erfahrungswerten oder deren Herleitung ist nicht transparent und nachvollziehbar. Mit bruchmechanischen Methoden konnten erstmals die Anforderungen an die Werkstoffzähigkeit für ein sprödbruchsicheres Betreiben differenziert bewertet und nachvollziehbar quantifiziert werden. Die vorgestellte Methodik lässt für verschiedene Bauteile, Beanspruchungsbedingungen und Vorgaben für Schweißnahtunregelmäßigkeiten die zu erwartende Lebensdauer sowie die erforderliche Werkstoffzähigkeit abschätzen.

Brittle fracture resistance of high-strength steels in mobile crane engineering
The definition of toughness requirements for load-bearing steel structures for mobile cranes are largely based on empirical values or their derivation is not transparent and understandable. For the first time, fracture mechanical methods enabled the assessment of requirements for material toughness for brittle fracture-proof operation in a differentiated manner and quantified in a comprehensible manner. The methodology presented, allows the expected service life and the required material toughness to be estimated for various components, load conditions and specifications for weld seam irregularities.

Weihnachtsaufgabe:
Lösung und Gewinner der Weihnachtsaufgabe 2021

Persönliches:
Georg Geldmacher wechselt an die Frankfurt UAS
Nachruf Dr.-Ing. Günter Timm

Aktuelles:
Erzeugerpreisindex Stahl (2015 = 100)
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

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Zum Titelbild:
Mit der X5 FastMig bricht laut Hersteller im Lichtbogenschweißen eine neue Generation an. Bei dem industriellen Multiprozess-Schweißsystem, das von Kemppi in Zusammenarbeit mit professionellen Schweißern in Finnland entwickelt und produziert wird, handelt es sich um ein vielseitiges und mit energieeffizienter Invertertechnologie gebautes Kraftpaket für das Lichtbogenschweißen. Mit der zuverlässigen, kurzschlussfreien Zündung lassen sich Schweißspritzer minimieren und qualitativ hochwertige Schweißnähte erzeugen, auf die Verlass ist. Die in 400-A- und 500-A-Ausführungen lieferbare X5 FastMig für manuelles und synergetisches Schweißen verbessert die Schweißproduktivität signifikant. Durch die Verbesserung von Schweißqualität, Ergonomie und ein innovatives Bedienkonzept bietet das System optimale Möglichkeiten zur Steigerung der Lichtbogeneinschaltzeit.
(Foto: Kemppi)

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Am 17. September 2020 ist ein Tanklaster auf der Autobahn A 40 zwischen Duisburg und Mülheim unterhalb von Eisenbahnüberführungen der DB AG vollständig ausgebrannt. Ein Teil der fünf Brückentragwerke wurde durch die extreme Temperaturentwicklung derart stark beschädigt, dass die Trag- und Verkehrssicherheit nicht mehr bestand und in Folge die betroffenen Strecken der DB AG gesperrt werden mussten. Durch die sofort begonnene technische Bearbeitung der Ersatzneubauten und die schnellen bahninternen und behördlichen Genehmigungen konnten der Neubau der Widerlager und des Mittelpfeilers, die Montage der Hilfsbrücken und die Errichtung des Gleiskörpers innerhalb kürzester Zeit durchgeführt werden. Die Wiederinbetriebnahme der gesperrten Strecken erfolgte bereits am 28. Dezember 2020 (Bauwerk 3) und am 6. September 2021 (Bauwerke 2, 4). Nur durch die Verwendung von Zwillingsträgerhilfsbrücken des Typs ZH26 aus dem Bestand der DB AG konnte der kurzfristige Ersatz der havarierten Brücken realisiert werden. Die gesamte Baumaßnahme wird nachfolgend beschrieben. Es werden die Hilfsbrückensysteme der DB AG und ihre Anwendungsgrenzen vorgestellt. Die Verlegung von zwei hintereinanderliegenden Hilfsbrücken als Hilfsbrückenkette und die Verwendung als Dauerbehelf bedingen bahninterne Genehmigungsverfahren. Die dazu erforderlichen Nachweise und die zum Nachweis der Ermüdungssicherheit erforderliche gutachterliche Stellungnahme zur Dauerhaftigkeit der Schraubenverbindungen werden beschrieben.

Use of twin girder auxiliary bridges in the course of an emergency project for crossing the BAB 40
On 2020/09/17 a damaged fuel tanker completely burnt-out under a railway bridge over the German motorway A 40 between Duisburg and Mülheim a. d. R. Three out of five bridges had been damaged by the extremely high temperature that the structural and transport safety could no longer be ensured. Therefore the affected railway tracks of the DB Netz AG had to be shut. Immediately after the recording of damages, one bridge structure had been demolished. Due to the immediate detailed design for the replacement and the DB-internal as well as the governmental approvals the erection of the complete structure, including foundations, auxiliary bridges and rail system could be realized in a minimum amount of time. The initial operation of the bridges took place on 2020/12/28 (bridge 3) and 2012/09/06 (bridges 2, 4). Only by the use of twin-girder-auxiliary-bridges type ZH26 of the DB Netz AG the short-term replacement of the damaged bridges could be realized. Subsequent the whole building process is described. The available auxiliary-bridge-systems of the DB Netz AG and their limitations of use are summarized additionally. The use of the auxiliary-bridges as a structural chain as well as the use as permanent makeshift require DB-internal approvals. The required verifications, especially fatigue design, and the therefore required expertise for the durability of the bolted connections are described as well.

Die Entscheidung, bei der Stadtbahnbrücke erstmals Zugglieder aus Carbon für die Hänger eines Netzwerkbogens einzusetzen, wurde zunächst vor dem Aspekt der außergewöhnlich guten Ermüdungsfestigkeit und der daraus resultierenden möglichen Reduktion der Querschnitte getroffen. Erst in der weiteren Planung zeigte sich das Potenzial dieser Lösung auch im Hinblick auf das Gesamttragverhalten des Systems Netzwerkbogen durch Vergleichmäßigung der Hängerkräfte, Vermeidung von auf Druck ausfallenden Hängern sowie die vorteilhaften dynamischen Eigenschaften der leichten, hoch vorgespannten Zugglieder. Ergänzend zu den bereits veröffentlichten Beiträgen zum Entwurf und Tragverhalten der Stadtbahnbrücke, dem Tragprinzip des Carbonnetzwerkbogens und zu deren Fertigung und Montage soll in diesem Beitrag auf die Carbonhänger und deren Verankerungen an Bogen und Deck eingegangen werden.

Carbon network arch - lessons from the first use of carbon network cables
The decision to use carbon cables for the hangers of the network arch of the light rail bridge Stadtbahnbrücke was originally based on the extraordinarily good fatigue strength and the resulting possible reduction of the sections. It was only during further planning that the potential of this solution also became apparent in terms of the overall load-bearing behavior of the network arch system due to the equalization of the hanger forces, the avoidance of hangers slackening, and the advantageous dynamic properties of the lightweight, highly prestressed tensile elements. In addition to the previously published articles on the design and load-bearing behavior of the light rail bridge, the load-bearing principle of the carbon network arch, and its fabrication and erection, this contribution will focus on the carbon hangers and their anchorages to the arch and deck.

Mit der Überarbeitung der Nachrechnungsrichtlinie werden Erfahrungen der letzten Jahre sowie neue Erkenntnisse zu einwirkungs- und widerstandsseitigen Aspekten der Bewertung von Straßenbrücken normativ umgesetzt. Ein Schwerpunkt ist die realitätsnahe Beurteilung der Ermüdungsbeanspruchung. Im Beitrag werden die diesbezüglichen bisherigen Regelungen der Stufen 1 und 2 sowie deren aktuelle Verbesserungen erläutert. Ein wichtiges Ziel der Überarbeitung war es, die verkehrlichen Einflüsse bereits ab Stufe 1 einer Nachrechnung einheitlich für alle Bauweisen berücksichtigen zu können. Durch die Stufen 3 und 4 der Nachrechnungsrichtlinie werden die messtechnisch gestützte Bewertung sowie die Anwendung weitergehender wissenschaftlicher Methoden erfasst. Die über Systemmessungen bzw. Bauwerksmonitoring gewonnenen Erkenntnisse haben häufig innerhalb der Nachrechnung einen sehr großen Nutzen. Durch ergänzende Hinweise zu diesen beiden Stufen wird das Potenzial geschaffen, rechnerische Reserven der Bauwerke noch besser auszunutzen - ein Beitrag zum nachhaltigen Umgang mit unseren Ressourcen.

New rules for fatigue load models at the guideline for recalculation of road bridges
With the revision of the recalculation-guideline, experiences of the last few years as well as new knowledge on action- and resistance-side aspects of the assessment of road bridges are normatively implemented. One focus is the realistic assessment of fatigue stress. The relevant previous regulations of levels 1 and 2 as well as their current improvements are explained in the article. An important goal of the revision was to be able to take traffic influences into account at level 1 of a recalculation already. Levels 3 and 4 of the recalculation-guideline cover the measurement-based assessment and the application of further scientific methods. The knowledge got through structural monitoring is often of great benefit within the recalculation. Additional information on these two levels creates the potential to make even better use of reserves of the structures - a contribution to sustainable use of our resources.