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Grundzüge der teilweisen Vorspannung und Beispiele von mit teilweiser Vorspannung ausgeführten Bauwerken (Tribünenkonstruktion, Brücke, Silo)

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Das Bundesfernstraßennetz beinhaltet eine große Anzahl von Brücken und anderen Ingenieurbauwerken, wie Tunnel, Lärmschutzeinrichtungen und Stützwände. Die für diese Bauwerke aufzustellenden Erhaltungsprogramme erfordern nicht nur erhebliche Geldmittel, sondern beeinflussen auch Wirtschaft und Gesellschaft insgesamt. Neben den ständig wachsenden Verkehrsbeanspruchungen zwingen die ungünstiger werdende Altersstruktur und der wirtschaftliche Einsatz der zur Verfügung stehenden Haushaltsmittel alle Beteiligten dazu, die Erhaltung der Bundesfernstraßen zu systematisieren, um auch zukünftig den Verkehrsteilnehmern eine ausreichende Qualität der Verkehrswege zu sichern. Diese Aufgabe wird durch die Anwendung eines umfassenden Management-Systems (Bauwerks-Management-System, BMS) unterstützt und erleichtert. Das BMVBW realisiert ein umfassendes Bauwerks-Management-System mit Teilmodulen für Bundes- und Länderverwaltungen, welches als Hilfsmittel für die Erstellung von Erhaltungsplanungen dient und als Controlling-Instrument die Realisierung von Zielen und Strategien ermöglicht. Angestrebt werden damit eine bundesweite Vereinheitlichung von Planungsverfahren sowie die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit im Rahmen der Erhaltung der Bauwerke des Bundesfernstraßennetzes. Der Beitrag beschreibt neben den bereits existierenden Regelungen und Verfahren die aktuellen Entwicklungen von Verfahren zur Unterstützung der Erhaltungsplanungen, die derzeit für Computeranwendungen bereitgestellt werden. Wesentliche Einzelthemen sind Informationsbereitstellung, Entwicklung von Erhaltungsstrategien und Bewertungsverfahren auf Objekt- und Netzebene.

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Der Klimawandel hat selbstverständlich Auswirkungen auf die Bauwerksabdichtungen - schließlich soll die Bauwerksabdichtung die Gebäudehülle gegen die wesentliche Klimabeanspruchung durch Niederschläge schützen. Den Mauerwerksbau betreffen unmittelbar die Klimabeanspruchungen im Fassadenbereich sowie im Bereich der erdberührten Bauteile. Hier wird versucht, durch eine klarere Differenzierung und Klassifizierung der zu erwartenden Beanspruchungen angemessen auf die veränderten Bedingungen zu reagieren, ohne durch eine pauschale Verschärfung der Anforderungen die Wirtschaftlichkeit des Bauens zu beeinträchtigen.
Über die Änderungen in der Normenstruktur von DIN 18195 und über einige beabsichtigte Neuregelungen in einer neuen DIN 18533 wird im Folgenden berichtet.

Waterproofing of masonry constructions under the challenges of climate change.
Climate change obviously effects the waterproofing of buildings, since the envelope of a building must be protected against the prevailing climate stresses caused by precipitation. In this context masonry construction has to deal with the climate effects especially on the façade and on below-ground building components. This essay aims to present clear distinctions and classifications of the predominant stresses, so that one can adequately react to the changing conditions without raising general requirements for buildings and thus making their construction less economical.
The following text reports on the structural changes of DIN 18195 and on some new regulations planned for an entirely new DIN 18 533.

Verformungsmessungen an einem Hohlraum im Fels mit einem Querschnitt von 1400 m² bei 54 m Höhe und 33.5 m Breite, der als Maschinenkaverne genutzt wird. Es werdem die gemessenen Werte mit den errechneten Verformungsgrößen verglichen. Es wird die installierte Meßtechnik ausführlich beschrieben.

Bereits seit vielen Jahren stehen Anwendern der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen (ZfPBau) zuverlässige Geräte zur Untersuchung von Betonbauteilen zur Verfügung. Viele dieser Geräte zeichnen eine Messgröße in Bezug zum Messort auf und sind je nach Ausstattung in der Lage, die Ergebnisse in einem Koordinatensystem darzustellen. Doch erst die Kombination verschiedener ZfPBau-Verfahren an einer Messfläche erlaubt den maximalen Informationsgewinn über die innere Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen. In dem Beitrag wird ein Bauwerkscanner zur automatisierten und kombinierten Datenaufnahme beschrieben, der erstmals die Kombination von Radar, Ultraschall und Wirbelstrom mit Datenausgabe in einem einheitlichen Koordinatensystem ermöglicht. Dieser Scanner ist im Gegensatz zu früheren Systemen technikerbasiert und erlaubt im Bedarfsfall eine spätere detaillierte Auswertung durch ZfP-Spezialisten. Die Ergebnisse werden bildgebend in frei wählbaren Schnitten dargestellt, was bereits kurze Zeit nach der Messung auf der Baustelle möglich ist. Am Beispiel eines Brückenträgers wird gezeigt, wie der tatsächliche Spanngliedverlauf aus Messdaten ermittelt wird und dem angenommenen Verlauf gemäß Bestandsplan gegenübergestellt wird. Damit kann künftig eine Überprüfung von Bestandsplänen durchgeführt werden. Darüber hinaus könnten nicht vorhandene Bestandspläne rekonstruiert werden. Des Weiteren wird am gleichen Brückenträger gezeigt, wie sich ein echter Verpressfehler und im Unterschied dazu ein Luftspalt in einem Hüllrohr in Messdaten abbilden. An dem Beispiel wird deutlich, wie Ultraschallergebnisse in Kombination mit Phasenauswertung zur Formulierung von Verdachtsstellen für Verpressfehler eingesetzt werden können und welche Maßnahmen zur Verifizierung getroffen werden müssen.

Als Grundlage haushalts-, bau- und verkehrstechnischer Entscheidungen werden Informationen zum Bestand und zum Zustand von Ingenieurbauwerken benötigt. Diese Informationen werden durch die Straßenbauverwaltungen der Länder auf der Grundlage von mehreren durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen eingeführten Regelwerken erhoben und bereitgestellt. Im Zusammenhang mit der erforderlichen Anpassung dieser Regelwerke an aktuelle technische Entwicklungen und moderne DV-Techniken wurde eine umfangreiche Überarbeitung der Regelwerke sowie die Einführung neuer DV-Systeme erforderlich, wobei auch die Aspekte des im Aufbau befindlichen Bauwerksmanagementsystems zu berücksichtigen waren. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Neufassungen dieser Regelwerke und die zugehörigen DV-Systeme.

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Die Verantwortung für die Bundeswasserstraßen und die zugehörigen Anlagen hat der Bund mit Artikel 89 des Grundgesetzes an die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) delegiert, die dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) nachgeordnet ist. In den vergangenen Jahren hat die WSV zusammen mit dem BMVBS und der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) die Abläufe der Bauwerksinspektion an den Anlagen, die zugehörigen Regelwerke sowie die unterstützenden Instrumente umfangreich überarbeitet und modernisiert. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Neuerungen in der Bauwerksinspektion.

Inspections for waterway infrastructure
By the constitution of German, the responsibility for the German waterways is delegated to the Federal Waterway Administration (WSV), which is part of the Ministry of Transport, Mobility and Urban Development (BMVBS). In recent years the WSV together with the BMVBS and the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW) have received and updated the operation, the regulations and supporting tools for the inspection at the waterway constructions. The article gives an overview of the innovation in the process of inspection.

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Es wird über Herstellung und Absenkung des 140 m langen aus zwei Tunnelröhren bestehenden Mittelstücks des Tunnels berichtet. Es werden die errechneten und angenommenen Beanspruchungen mit Hilfe eines umfangreichen Messprogramms überprüft und verglichen.

Viele Bestandsbrücken sind hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit neu zu bewerten. Seinerzeit nicht für die heutigen Anforderungen bemessen, nutzen etwa die verfeinerten Rechenansätze der Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie Traglastreserven aus. Allerdings werden dabei auch rechnerische Defizite festgestellt, die nicht den optischen Zustand des Bauwerks widerspiegeln. In diesen Fällen können Messungen (Monitoring) zusätzliche Tragreserven identifizieren und so die Restnutzungsdauer wesentlich verlängern. Insbesondere die Ermüdung von Spann- und Betonstahl sowie die Gebrauchstauglichkeitsnachweise hängen wesentlich vom realen Tragverhalten ab und können durch ein zielgerichtetes Monitoring genauer bewertet werden. Dieses Vorgehen entspricht der - nur selten angewendeten - Stufe 3 der Nachrechnungsrichtlinie, die Messungen explizit erlaubt.
Der Beitrag identifiziert maßgebende Berechnungsgrößen des Ermüdungsnachweises und bewertet deren Einfluss. Die Vielzahl möglicher Messverfahren unterscheidet sich nach Aufwand und möglichem Erkenntnisgewinn. Zur Abwägung von Aufwand und Nutzen dient eine tabellierte Zusammenstellung als Entscheidungshilfe für den bearbeitenden Ingenieur. Sie unterstützt die Auswahl geeigneter Messverfahren und kann als Ausgangspunkt wirtschaftlicher, messwertgestützter Zustandsbewertungen des Tragwerks genutzt werden.
Mit der zielgerichteten Messung ist eine erhebliche Genauigkeitssteigerung möglich und damit verbunden eine Verlängerung der Nutzungsdauer. Mit verschiedenen Monitoringverfahren ließ sich etwa die Nutzungsdauer eines Referenzbauwerks um etwa ein 14-Faches verlängern. Dies wird an Beispielen gezeigt.

Measurements vs. analytical methods to evaluate fatigue of tendons in concrete bridges
Many existing bridges have to be reassessed with respect to their actual bearing capacities and serviceability. They exhibit conceptual aging and thus require elaborate recalculation methods like the ones at stage two of the recalculation guideline. Often, calculative deficits are determined that contradict to the visible state of a building. Then, measurements at vulnerable structural elements become meaningful to identify actual reserves and thus elongate a residual lifetime. This complies with the third stage of the recalculation guideline - although hardly used in practice. Measurements make sense e. g. for fatigue damages of tendons or rebar as well as parameters of the serviceability state that pronouncedly depend on a realistic modelling of the structural behaviour and loadings.
The contribution starts from the analytical methods, namely the numerical fatigue evaluation with its sensitive parameters and their particular influence. A variety of possible measurements for geometries, material properties, loadings, strain states or environmental conditions are briefly presented and summarised with their basic properties in a table to support the decision making of practical engineers.
Two examples of geometry measures and strain measures at tendons coupled to additional data show the potential of monitoring for lifetime oriented preservations. Calculative lifetimes could be elongated up to a factor of 14.