West Link (Swedish: Västlänken) is one of the biggest infrastructure projects in Sweden building an in total 8 km double-track railway tunnel in Gothenburg, which is currently under construction. “E05 Korsvägen” is a construction lot which is part of the West Link project with the Swedish transport authority Trafikverket as the client. The works were awarded to the Joint Venture (JV) West Link Contractors consisting of Wayss & Freytag Ingenieurbau AG and NCC. A special contract model with a design and build part combined with a regular bill of quantities comprises building an underground double-track railway tunnel with a length of 3.2 km and the new Korsvägen station. This sub-project includes three drill and blast sections and three open excavation sections. All three construction pits will be executed in challenging soft ground conditions. The JV is confronted with high environmental demands and special requirements for the blasting works in the urban area of Gothenburg.
Mit dem West Link (Schwedisch: Västlänken) Projekt befindet sich derzeit eine insgesamt 8 km lange zweigleisige Neubaustrecke in der Ausführungsphase. Der West Link erstreckt sich über das Stadtzentrzum Göteborgs. Die schwedische Transportbehörde Trafikverket möchte damit die Kapazität des Schienennetzes steigern und zukünftig das stetig anwachsende Verkehrsaufkommen der Hafenstadt entlasten. Mit einer direkten Haltestellenanbindung an den bestehenden Hauptbahnhof “Centralen” werden entlang der Tunneltrasse zwei weitere unterirdisch liegende Bahnhöfe Haga und Korsvägen erstellt. Der 3,2 km lange Bauabschnitt Korsvägen wird von der Arbeitsgemeinschaft West Link Contractors, bestehend aus den Firmen Wayss & Freytag Ingenieurbau AG und NCC, ausgeführt. Dabei wird der neue Haltepunkt Korsvägen zu einem Drittel in offener Bauweise, und zu zwei Dritteln in geschlossener Bauweise erstellt. Hinführend zum Bahnhofsbauwerk werden die östlich und westlich gelegenen Aufweitungen als Übergang in den viergleisigen Bahnsteigbereich im Sprengvortrieb aufgefahren. Darüber hinaus werden zwei weitere Baugruben in geologisch anspruchsvollen Böden wie Quickton und Moräne erstellt. Die Komplexität des Projekts zeichnet sich vor allem durch die innerstädtische, dicht überbaute Lage der Tunneltrasse aus, die im Hartgestein aufgefahren wird. Kombiniert mit den sehr anspruchsvollen weichen Böden und dem oberflächennahen Grundwasserpegel sind die aufzufahrenden Tunnelbauwerke sowie die innerstädtischen tiefen Baugruben auf dem West Link Projekt eine ingenieurtechnische Herausforderung in jederlei Hinsicht.

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Die vorliegende Studie untersucht und bewertet energetische Sanierungsmaßnahmen für typische Wohngebäude in Deutschland. Gegenstand der Untersuchungen sind der berechnete Nutz-, End- und Primärenergiebedarf, verbleibende Treibhausgasemissionen und die aus den Maßnahmen resultierenden Kosten. Es wird ermittelt, durch welche Maßnahmen und bei welchen Typgebäuden die größten Einspareffekte in Bezug auf die oben genannten Größen erzielt werden. Dafür wird der deutsche Wohngebäudebestand der Ein- und Mehrfamilienhäuser durch neun standardisierte Typgebäude abgebildet. Anhand von vier definierten Sanierungsgraden werden darüber hinaus die energetischen Eigenschaften von unsanierten als auch von teil- bzw. vollsanierten Gebäuden berücksichtigt. Die Modernisierung der Gebäudehülle oder der Einsatz effizienter Technologien zur Wärme- und Trinkwarmwasserversorgung werden sowohl voneinander getrennt als auch miteinander kombiniert untersucht. Zur Berechnung des Einflusses der jeweiligen Maßnahmen auf den gesamten Wohngebäudebestand wird ein eigenes Gebäude-Mengengerüst entwickelt. Im Anschluss werden in insgesamt fünf Szenarien potentieller Zustände des Wohngebäudebestands im Zieljahr 2050 hinsichtlich des resultierenden End- und Primärenergiebedarfs sowie der verursachten CO2-äquivalent-Emissionen bewertet.
Die Auswertung der Einzelgebäude zeigt, dass die Gruppe der unsanierten Wohngebäude mit Baujahr bis 1994 das größte Potential zur Bedarfsreduzierung aufweist: Eine umfassende energetische Sanierung der Gebäudehülle auf Stand Vollsaniert-Plus senkt den Nutzenergiebedarf um 71 bis zu 83 %. Für alle nach 1994 erbauten Wohngebäude ist aufgrund der bereits deutlich verminderten Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenbauteile mit vergleichsweise geringeren Einsparungen zu rechnen. Bei Einfamilienhäusern und kleinen bis mittleren Mehrfamilienhäusern mit Baujahr bis 1948 führt eine energetische Sanierung auf Vollsaniert-Plus im Mittel zu einer Verminderung der CO2-äquivalent-Emissionen von rund 80 % und einer Reduktion der Kosten von etwa 13 %. Hochgerechnet auf das Zieljahr 2050 führt die energetische Modernisierung aller unsanierten Wohngebäude auf Stand der EnEV 2014 zu einer Reduktion des Primärenergiebedarfs bzw. der CO2-äquivalent-Emissionen von jeweils 55 bzw. 62 %. Zur Erreichung dieses Ziels wäre von 2011 ausgehend eine Sanierungsrate von ca. 1, 2 % pro Jahr notwendig. Werden darüber hinaus alle teilsanierten Wohngebäude, die im Bestand in etwa in derselben Anzahl vertreten sind, auf Vollsaniert modernisiert, führt dies lediglich zu einer zusätzlichen Reduktion von 5 %. Wird alternativ zur energetischen Sanierung der teilsanierten Gebäude die Anlagentechnik aller Gebäude erneuert, kann eine zusätzliche Reduktion des Primärenergiebedarfs bzw. der CO2-äquivalent-Emissionen von 20 bzw. 18 % erzielt werden.

Analysis of measures and potentials for energy-related renovation of residential buildings today and in 2050.
This study examines different restructuring measures for reference residential buildings in Germany. The subjects of the investigation are the calculated net, final and primary energy demand as well as the caused CO2 equivalent emissions and the resulting annuity. The purpose is to identify what kinds of measures have the biggest saving effects concerning the above-named parameters. Therefor the German residential building stock is represented by nine reference buildings, ranging from single- to large multi-family homes. By the definition of four different building refurbishment levels, the characteristics of non-renovated buildings up to fully renovated buildings are taken into account. Remediation measures such as the building refurbishment or the decarbonisation of the heat generation are evaluated individually or combined. For the assessment of the whole residential building sector a building-quantity structure is developed. Lastly five different scenarios portraying the residential building sector in 2050 are evaluated with respect to the resulting final and primary energy demand as well as the caused CO2 equivalent emissions.

Die vorliegende Studie untersucht und bewertet energetische Sanierungsmaßnahmen für typische Wohngebäude in Deutschland. Gegenstand der Untersuchungen sind der berechnete Nutz-, End- und Primärenergiebedarf, verbleibende Treibhausgasemissionen und die aus den Maßnahmen resultierenden Kosten. Es wird ermittelt, durch welche Maßnahmen und bei welchen Typgebäuden die größten Einspareffekte in Bezug auf die oben genannten Größen erzielt werden. Dafür wird der deutsche Wohngebäudebestand der Ein- und Mehrfamilienhäuser durch neun standardisierte Typgebäude abgebildet. Anhand von vier definierten Sanierungsgraden werden darüber hinaus die energetischen Eigenschaften von unsanierten als auch von teil- bzw. vollsanierten Gebäuden berücksichtigt. Die Modernisierung der Gebäudehülle oder der Einsatz effizienter Technologien zur Wärme- und Trinkwarmwasserversorgung werden sowohl voneinander getrennt als auch miteinander kombiniert untersucht. Zur Berechnung des Einflusses der jeweiligen Maßnahmen auf den gesamten Wohngebäudebestand wird ein eigenes Gebäude-Mengengerüst entwickelt. Im Anschluss werden in insgesamt fünf Szenarien potentieller Zustände des Wohngebäudebestands im Zieljahr 2050 hinsichtlich des resultierenden End- und Primärenergiebedarfs sowie der verursachten CO2-äquivalent-Emissionen bewertet.
Die Auswertung der Einzelgebäude zeigt, dass die Gruppe der unsanierten Wohngebäude mit Baujahr bis 1994 das größte Potential zur Bedarfsreduzierung aufweist: Eine umfassende energetische Sanierung der Gebäudehülle auf Stand Vollsaniert-Plus senkt den Nutzenergiebedarf um 71 bis zu 83 %. Für alle nach 1994 erbauten Wohngebäude ist aufgrund der bereits deutlich verminderten Wärmedurchgangskoeffizienten der Außenbauteile mit vergleichsweise geringeren Einsparungen zu rechnen. Bei Einfamilienhäusern und kleinen bis mittleren Mehrfamilienhäusern mit Baujahr bis 1948 führt eine energetische Sanierung auf Vollsaniert-Plus im Mittel zu einer Verminderung der CO2-äquivalent-Emissionen von rund 80 % und einer Reduktion der Kosten von etwa 13 %. Hochgerechnet auf das Zieljahr 2050 führt die energetische Modernisierung aller unsanierten Wohngebäude auf Stand der EnEV 2014 zu einer Reduktion des Primärenergiebedarfs bzw. der CO2-äquivalent-Emissionen von jeweils 55 bzw. 62 %. Zur Erreichung dieses Ziels wäre von 2011 ausgehend eine Sanierungsrate von ca. 1, 2 % pro Jahr notwendig. Werden darüber hinaus alle teilsanierten Wohngebäude, die im Bestand in etwa in derselben Anzahl vertreten sind, auf Vollsaniert modernisiert, führt dies lediglich zu einer zusätzlichen Reduktion von 5 %. Wird alternativ zur energetischen Sanierung der teilsanierten Gebäude die Anlagentechnik aller Gebäude erneuert, kann eine zusätzliche Reduktion des Primärenergiebedarfs bzw. der CO2-äquivalent-Emissionen von 20 bzw. 18 % erzielt werden.

Analysis of measures and potentials for energy-related renovation of residential buildings today and in 2050.
This study examines different restructuring measures for reference residential buildings in Germany. The subjects of the investigation are the calculated net, final and primary energy demand as well as the caused CO2 equivalent emissions and the resulting annuity. The purpose is to identify what kinds of measures have the biggest saving effects concerning the above-named parameters. Therefor the German residential building stock is represented by nine reference buildings, ranging from single- to large multi-family homes. By the definition of four different building refurbishment levels, the characteristics of non-renovated buildings up to fully renovated buildings are taken into account. Remediation measures such as the building refurbishment or the decarbonisation of the heat generation are evaluated individually or combined. For the assessment of the whole residential building sector a building-quantity structure is developed. Lastly five different scenarios portraying the residential building sector in 2050 are evaluated with respect to the resulting final and primary energy demand as well as the caused CO2 equivalent emissions.

The undrained bearing capacity of a group of three rigidly connected skirted foundations (tripod) under vertical, moment or combined vertical-moment loading is investigated. Three-dimensional displacement finite element analyses of a single footing are first presented in order to validate the numerical modelling procedure. Various loading paths are considered and comparisons with known solutions are made. Subsequently, a series of analyses of undrained loading on a three-footing group is presented. Different footing spacings and loading directions are considered. The predominant failure mechanisms for characteristic load combinations are determined and the calculated failure loads are presented in dimensionless and normalized form. Based on the numerical results, a unique normalized failure load surface is proposed which applies to all loading directions and footing spacings for a given skirt length to footing diameter ratio.

Undränierte Grenztragfähigkeit von Tripod-Gründungen mit Schürze unter außermittiger Belastung.
Die undränierte Grenztragfähigkeit einer Gruppe von drei starr miteinander verbundenen Gründungselementen (Tripods) unter Vertikallast, Momentenbelastung oder unter einer kombinierten Vertikal- und Momentenbelastung wird untersucht. Zunächst werden dreidimensionale Finite-Elemente-Berechnungen von einem einzelnen Gründungskörper präsentiert, um die numerische Modellierung zu validieren. Unterschiedliche Belastungspfade werden untersucht und mit bekannten Lösungen verglichen. Anschließend wird eine Reihe von undränierten Analysen mit allen drei Gründungskörpern eines Tripods vorgestellt. Variiert werden die Fundamentabstände und die Lastrichtung. Die vorherrschenden Versagensmechanismen werden für charakteristische Lastkombinationen bestimmt und die berechneten Grenztraglasten in dimensionsloser und normierter Form dargestellt. Basierend auf den numerischen Ergebnissen wird eine einzige normierte Grenzzustandskurve vorgeschlagen, welche auf alle Lastrichtungen und Fundamentabstände für ein gegebenes Verhältnis von Schürzenlänge zu Durchmesser der Gründungskörper anwendbar ist.

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The many years of experience with retaining structures at the ÖBB-Infrastruktur AG show that, independent of their structural loading, stone or mass concrete gravity walls, which have been in use since the railways were built, have the least expense for maintenance. Even structures built up to 160 years ago require little maintenance work, e.g. removal of plant growth. With anchored retaining structures of concrete, on the other hand, the maintenance work is considerably greater. This starts with regular inspection and extends to extensive repairs to the anchor heads.
With regard to the most economical construction of retaining structures, lifecycle costs are a significant parameter for the selection of a suitable type of structure, as with other railway works. Not only the construction costs, but also above all the maintenance costs are significant with a technical service life of 80 to 100 years. This basic idea of sustainable and safe railway operation is applied constantly in the regulations of the ÖBB-Infrastruktur AG.
Die langjährigen Erfahrungen mit Stützbauwerken bei der ÖBB-Infrastruktur AG zeigen, dass, unabhängig von deren statischen Beanspruchungen, Steinsätze sowie Schwergewichtsmauern aus Beton, die noch seit der Bahnbauzeit im Betrieb sind, den geringsten Instandhaltungsaufwand mit sich bringen. Selbst bei Bauwerken mit einem Anlagenalter von bis zu ca. 170 Jahren sind nur geringfügige Aufwände, z. B. Entfernung des Bewuchses, erforderlich. Bei geankerten Stützbauwerken aus Beton hingegen ist der Instandhaltungsaufwand deutlich höher. Dies beginnt bei der regelmäßigen Inspektion und reicht bis hin zu umfangreichen Instandsetzungen bei Ankerköpfen.
In Hinblick auf die wirtschaftlichste Ausführung von Stützbauwerken stellen wie bei anderen Bahnanlagen auch die Lebenszykluskosten einen wesentlichen Parameter für die Wahl der geeigneten Anlagenart dar. Nicht nur die Herstellungskosten, sondern vor allem die Instandhaltungskosten spielen bei einer technischen Nutzungsdauer von 80 bis 100 Jahren eine wesentliche Rolle. Dieser Grundgedanke eines nachhaltigen und sicheren Anlagenbetriebes findet in der Regelwerkserstellung der ÖBB-Infrastruktur AG laufend seine Anwendung.

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Die Regenbrücke Stefling ist als Beton-Stabbogenbrücke ein neuer, moderner Brückentyp. Besonders hervorzuheben ist neben guten gestalterischen Elementen die Kombination verschiedener optimierter Bauweisen und Konstruktionsdetails, die zu einem Querschnitt führen, der eine äußerst geringe Bauhöhe aufweist. Hauptmerkmale sind hier der Werkstoff Beton anstelle von Stahl für den Stabbogen, der Einsatz verbundloser Vorspannung und die Ausbildung der Hänger als Netzwerk. Zusätzlich ist dieser Brückentyp in wirtschaftlicher Hinsicht äußerst konkurrenzfähig. Dies wurde an der Regenbrücke Stefling bestätigt.

Innovation concentrated - Regenbrücke Stefling: a tied arch bridge in concrete
The Regenbrücke Stefling is a new and modern bridge structure of tied arch bridges in concrete. Particularly there is to be emphasised beside good formative elements the combination of different optimised construction methods and construction details which induce a cross section which shows an extremely low construction height. Main characteristics are the material concrete in place of steel for the tied arch, the application of internal unbonded prestressing and the construction of the hangers as a network. In addition, this type of bridge is extremely competitive in economic regard. This was confirmed by the Regenbrücke Stefling.

Bei den Planern von tragenden Bodenplatten von Tiefgaragen herrscht derzeit eine gewisse Verunsicherung: auf der einen Seite wird auf Planerseite versucht, durch strenge Vorgaben an die zulässigen Rissbreiten und Ansatz des späten Zwangs den Vorgaben an Wasserundurchlässigkeit und Dauerhaftigkeit gegenüber einer Chloridbelastung gerecht zu werden. Dies führt zu meist hohen Bewehrungsgraden, wie eine Parameterstudie im Rahmen dieses Papers aufzeigt. Zum anderen ist der Planer angehalten, wirtschaftlich zu planen. Einen möglichen Ausweg aus diesem Dilemma stellen die im Entwurf des DBV-Merkblatts Parkhäuser und die in der WU-Richtlinie dargestellten Entwurfsgrundsätze (EGS) dar: bei Ansatz des EGS “Risse planen” kann z. B. durch gezielte Anordnung von Sollriss-Elementen und einer abgestimmten Bewehrungsanordnung Mindestbewehrung eingespart werden. Ein weiterer beleuchteter Aspekt dieses Beitrags ist die Überprüfung der Chloriddichtheit von unterschiedlichen Betonen. Dabei zeigt sich, dass der in der Norm gewählte deskriptive Ansatz, durch hohe geforderte Betondruckfestigkeiten auch eine hohe Dauerhaftigkeit sicherzustellen, nicht zielführend ist. Es ist vielmehr zu empfehlen, bei Wahl eines geeigneten Bindemittels die Betonfestigkeiten möglichst zu reduzieren.

Load bearing base plates of underground car parks - Aspects in the planning and possibilities for an effective reinforcement design
There is a certain insecurity existent among planners of load bearing base plates for underground car parks: on the one hand they try to meet the requirements in regard to water impermeability and durability against chloride exposure by fulfilling strict requirements in regard to maximum crack width and late restraints. This leads to high reinforcement contents of the base plates, as shown in a parameter study. On the other hand the planner is obliged to plan economically. A possible way out of this dilemma is shown in the draft of the DBV fact sheet “Car Parks” and the watertight guideline: the design principle (EGS) “planning cracks” allows the reduction of the minimum reinforcement by e. g. targeted placement of crack-inducing elements and reinforcement design. Another discussed aspect of this paper is to verify the tightness against chloride ingress of different concrete mixtures. It is proven that the approach of the standard to ensure the durability by using high strength concrete is not constructive. It is rather to suggest to reduce the strength of the concrete with choosing a suitable binder.

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Substitute structures for old railway bridges with open railway tracks, which are constructed in accordance with valid European standards and regulations, require a specific, suitable deck slab design. Therefore, a composite plate with cellular longitudinal shear connectors and a low overall depth of 200 mm has been investigated at the Research Centre of Steel Structures (TU Wien). The research programme comprised experimental studies as well as additional numerical analyses by means of the finite element method concerning the shear force transmission-mechanism of the sandwich design. Laboratory studies included, among other issues, information about the failure mechanism in the core concrete. This article provides a description of the test program and gives a brief summary of selected research results. A short overview on continuing research activities to determine the serviceability, the load-bearing capacity as well as the fatigue strength of the sandwich plate is presented.

Mit dem Einsatz von ultrahochfestem Beton und hochfester Längsbewehrung kann die Tragfähigkeit von Stahlbetonstützen deutlich erhöht werden. Um dieses Potenzial erschließen zu können, muss das Tragverhalten infolge Normalkraft und Biegung bekannt sein. Am iBMB, Fachgebiet Massivbau der TU Braunschweig, wurden im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Schwerpunktprogramms SPP 1182 [1] experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Trag- und Nachbruchverhalten von Stützen aus ultrahochfestem Faserbeton (UHPFRC) mit hochfester Längsbewehrung unter zentrischem und einachsig exzentrischem Längsdruck durchgeführt. In diesem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse und ein hieraus abgeleiteter Vorschlag zur Bemessung von gedrungenen UHPFRC-Stützen in Anlehnung an den EC2 [2] vorgestellt. Zugleich werden Empfehlungen zur konstruktiven Durchbildung gegeben, die ein progressives Versagen verhindern.

UHPFRC-Columns with high-strength longitudinal reinforcement
The bearing capacity of reinforced compression members can be significantly increased by the use of ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) and high-strength longitudinal reinforcement. To develop this potential for reinforced concrete columns the bearing behaviour under axial force and bending must be known. The iBMB, department of concrete structures of the TU Braunschweig, has conducted experimental and theoretical research works on the bearing and post-fracture behaviour of UHPFRC-columns with high-strength longitudinal reinforcement under centric and eccentric loads within the priority program SPP 1182 [1], which was funded by the German Research Foundation. This paper presents the results of the investigations and a proposal for the dimensioning of short UHPFRC-columns in dependence on EC2 [2] and recommendations for a structural design in order to avoid a progressive collapse.

Eine präzise, adaptive und individuelle Fertigung ermöglicht einen hohen Grad an Bauteildifferenzierung, die somit hocheffiziente und lastadaptierte Strukturen für den Betonfertigteilbau zugänglich macht. Während Fortschritte von Fertigungsseite durch zahlreiche Projekte in Forschung und Industrie demonstriert werden, so sind zugehörige Planungswerkzeuge weniger entwickelt. Um das volle Potenzial digitaler Fertigungsprozesse nutzen zu können, sind daher computerbasierte Methoden erforderlich, welche die flexible Anpassung von Bauteilgeometrien erlauben und eine fertigungsgerechte Planung ermöglichen. Die Modularisierung von Betonstrukturen muss den Anforderungen sowohl von Seiten der Tragfähigkeit wie auch der Fertigung gerecht werden. Planungswerkzeuge müssen diese Komplexität abbilden können. Simulationsbasierte Methoden, welche modularisierte Baustrukturen als komplexes System bauteilspezifischer Wechselwirkungen abbilden, bieten die Möglichkeit, bereits früh die Konsequenzen von Entwurfs- und Planungsentscheidungen abschätzen zu können. Dieser Beitrag zeigt einen agentenbasierten Planungsansatz auf, welcher insbesondere die additive Fertigung von Schalungen als Ergänzung bestehender Produktionskonzepte berücksichtigt. Die geometrischen Grundlagen für die simulationsbasierte Zerlegung von Bauteilen werden dargestellt und in einen durchgehenden Planungsprozess integriert.

Automated modularization for precast elements from additively manufactured formwork
Current developments in research and practice show the expansion of existing production concepts in precast concrete construction through digitally controlled and largely automated manufacturing processes. Precise, adaptive, and individual production enables a high degree of differentiation for building components, making highly efficient and load-adapted structures accessible for precast concrete construction. While progress in fabrication is demonstrated by numerous projects in research and industry, related planning tools are less developed. To exploit the full potential of digital fabrication processes, computational planning methods are required that allow the flexible adaptation of component geometries and enable production-oriented planning. The modularization of concrete structures has to meet multi-criteria requirements both from the point of load-bearing capacity and the fabrication of each individual module. This paper presents an agent-based planning approach, which addresses, in particular, the additive manufacturing of formwork as a complement to existing production concepts. The geometrical basics for the simulation-based decomposition building elements are presented and integrated into a continuous planning process.

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