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Anfang August wurde in München bautechnisches Neuland betreten: Für das neue Hotel an der Landsberger Straße wurde ein Ballsaal ohne zusätzliche Stützen konzipiert. Bei der Realisation der baulichen Umsetzung bediente sich die EuroAtlantic Gruppe als Bauherr, die ATP München Planungs GmbH mit Schäfer + Merkin Ingenieure GmbH als Planer und das Bauunternehmen Köster einer neuen Technik, die üblicherweise im Brückenbau angewendet wird: Die Deckenkonstruktion des Saals sieht Doppelverbundträger vor. Die spektakuläre Montage derselben fand unter Einsatz des laut Unternehmensangaben leistungsfähigsten Teleskop-Raupenkrans der Welt statt. (Foto: Köster GmbH)

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Herrn Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Die Technologie der Künstlichen Intelligenz (KI) hält derzeit flächendeckend Einzug in Forschung und Praxis aller Branchen. Vorliegender Beitrag greift dies auf, um Hintergründe der KI allgemein sowie speziell für Physik-informierte KI (PIKI) einzuführen. Ausgewählte Beispiele der Berechnungs- und Bemessungspraxis des Stahlbaus veranschaulichen die Anwendung von Physik-informierten Neuronalen Netzen (PINN), wobei spezifische Anforderungen an die Formulierungen des Lernproblems herausgearbeitet werden. PINNs stellen somit eine Alternative zu etablierten numerischen Verfahren unter besonderer Berücksichtigung vorhandener Simulations- und Versuchsdaten dar. Dies erlaubt die Interpretation und Nutzung von PINNs als digitalen Zwilling eines Tragwerks über dessen Lebenszyklus. Die dargestellte PIKI bedingt nicht per se eine Big-Data-Situation und ist damit für die Ingenieurforschung und -praxis interessant. Ein Ausblick auf künftige Anwendungen der KI im Stahlbau rundet diesen Beitrag ab.

Computation and verification of steel constructions using physics-informed artificial intelligence
Currently the technology of artificial intelligence (AI) spreads into research and industry practice of all branches in diverse forms. Given that situation, this article serves to introduce the reader to theoretical background on AI in general as well as to the specific case of physics-informed AI (PIKI). Selected examples from design and verification practice of steel construction then illustrate the application of physics-informed neural nets (PINN) methods, where the specific requirements for the formulation of the learning problem are highlighted. PINN serves as an alternative to established computational methods for design of steel structures and its components using available experimental and simulation data. This enables the interpretation and use of PINNs being the digital twin of a steel structure over its lifecycle. PIKI as presented here does not per se cause a “big data” situation and is therefore interesting for engineering research and practice. This paper eventually gives perspectives on future applications of AI for steel construction.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Das Vorgehen zur Erstellung von 2D-Referenz-Rissmodellen entsprechend der Richtlinie 805:2012 Anhang 8 wird schrittweise dargestellt. Dieser Anhang der RiL 805 dient der Festlegung von sicheren Betriebszeitintervallen von bestehenden genieteten Eisenbahnbrücken und wird derzeit überarbeitet. Neben den bruchmechanischen Hintergründen bei genieteten Eisenbahnbrücken wird auch die Anwendung der FEM für 3D-/2D-Parameterstudien bei Rissen erläutert. Das Vorgehen zur Definition von Modellbreiten wird aufgezeigt und exemplarisch an einem genieteten Winkel demonstriert.

Adaptation of the 2D reference crack models in Annex 8 of RiL 805:2012 - transfer from 3D fracture models to 2D reference fracture models
The procedure for the creation of 2D reference crack models according to the RiL 805:2012 Annex 8 is presented. This appendix of the RiL 805 serves to define safe operating time intervals of existing riveted railway bridges and is currently under revision. Besides the fracture mechanical background of riveted railway bridges, the application of FEM for 3D/2D parameter studies of cracks is explained. The procedure for defining model widths is shown and exemplified at a riveted angle.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Der vorliegende Beitrag fasst den aktuellen Stand der Forschung bez. der Modellierung von Schwenktraversen-Dehnfugen (DS) und deren zugehöriger Komponenten zusammen. Ausgehend von den erarbeiteten Schwachstellen wird ein verbesserter Ansatz zur realitätsnahen Modellierung und Bemessung von DS hergeleitet. Dieser besteht aus zwei aufeinander aufbauenden Arbeitsschritten. Zunächst erfolgt eine korrekte experimentelle Ermittlung und Ableitung der Steifigkeits- und Dämpfungskoeffizienten der Elastomerkomponenten der Dehnfuge. Auf der Grundlage einer in diesem Beitrag vorgestellten Methode zur arbeitskonjugierten Linearisierung der viskoelastischen Materialeigenschaften der Lagerpolymere wird die Verwendung baupraktisch üblicher Finite-Elemente-Software zur Untersuchung von DS ermöglicht. Das Beispiel der numerischen Modellierung einer DS veranschaulicht das hier vorgestellte Näherungsverfahren und verdeutlicht die realitätsnahe und zutreffende Abbildung von DS mit dieser Methode.

Incorporation of thermoviscoelastic effects on the design of swivel joist-expansion joints
This paper summarizes the current state of research and standardization regarding the design of swivel joist-expansion joints (DS) and their components. Based on identified shortcomings in the state of the art an improvement approach for the realistic modelling and design of DSs is derived. The proposal consists of two work steps building upon each other. First, a correct experimental determination and derivation of the stiffness and damping coefficients of the elastomer components of the bearings within the theory of linear viscoelasticity is carried out. In order to enable using software of engineering practice for a finite element (FE) analysis of the DS, the non-constant stiffness and damping properties of the DS-polymers are derived in a work-conjugate fashion on the basis of a method for linearizing the viscoelastic material properties presented in this article. Using the example of a numerical design of an expansion joint, it is then illustrated that the method presented here leads to a realistic and accurate design of DS.

Herrn Prof. Dr.-Ing. Ingbert Mangerig zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet
Begründet in der Einführung neuartiger Schweißverfahren sowie schweißgeeigneter Stahlsorten kam es in der zweiten Hälfte des vergangenen Jahrhunderts zu einer rasanten Entwicklung neuer Bau- und Konstruktionsweisen im Stahlbrückenbau. Insbesondere im Zuge der Entwicklung der orthotropen Fahrbahnplatte sowie der Ausführung zunehmend komplexer Knotenpunkte in der Form hoch tragfähiger Schweißkonstruktionen wurden die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Ermüdungssicherheit in Verbindung mit stetig steigenden Verkehrsbeanspruchungen anfänglich unterschätzt. Daher existiert eine große Anzahl an nicht ausreichend ermüdungssicher konstruierten Stahlbrücken, deren Standsicherheit und Zukunftsfähigkeit auch im Hinblick auf ein ressourcenoptimiertes Erhaltungsmanagement zu bewerten sind. Am Beispiel einer Stabbogenbrücke mit abgehängter orthotroper Fahrbahn werden unterschiedliche Methoden zur Bewertung der Ermüdungssicherheit bestehender Stahlbrücken aufgezeigt und insbesondere im Hinblick auf deren praktische Anwendbarkeit im Zuge einer Brückennachrechnung diskutiert.

Fatigue assessment of existing steel bridges - discussed on basis of the Franz-Josef-Strauß-Bridge in Passau
Due to the introduction of new welding methods and weldable steel grades, a rapid development of new building and construction methods in steel bridge construction took place in the second half of the last century. Especially in the course of the development of the orthotropic roadway slab as well as the execution of highly utilized welded joints, the resulting effects on fatigue resistance in connection with steadily increasing traffic loads were initially underestimated. For this reason, there is a large number of steel bridges that are not sufficiently fatigue-resistant and whose stability and future viability must also be evaluated with regard to resource-optimised maintenance management. Using the example of a tied arch bridge with a suspended orthotropic deck, different methods for evaluating the fatigue resistance of existing steel bridges are presented and discussed. Special emphasis is put on practical applicability in the course of a bridge reassessment.

Dieser Beitrag ist auch in den Ernst & Sohn-Zeitschriften Beton- und Stahlbetonbau Heft 7 und Bautechnik Heft 7 erschienen.
Seit Jahrzehnten wird der Zustand von Brückenbauwerken auf der Grundlage der Zustandsnote als Ergebnis einer Bauwerksprüfung bewertet. Jedoch zeigen durchgeführte Nachrechnungen von Brückenbauwerken, dass strukturellen Defizite, z. B. geringe oder nicht ausreichende Tragkapazitäten, durch Zustandsnoten nicht oder nur unzureichend abgebildet werden, solange keine entsprechenden Schäden oder ungewöhnliches Verhalten erkennbar sind. So sind Beispiele bekannt, bei denen defizitäre Brücken ersetzt werden müssen, obwohl die Zustandsnote auf eine gute Erhaltung schließen lässt und umgekehrt. Zur besseren Erfassung und Bewertung der strukturellen Eigenschaften einer Brücke, also der tragfähigkeitsrelevanten Eigenschaften eines Tragwerks, wurde ein weiterer, neuer Kennwert entwickelt. Der Traglastindex erlaubt eine andere Sicht, weil er anhand verschiedener Kriterien vermutete Defizite unabhängig vom baulichen Zustand benennt, denen im Weiteren nachzugehen ist. Insofern beschreiben beide Kennwerte, sowohl die Zustandsnote als auch der Traglastindex, den Zustand und die Nutzungsfähigkeit eines Bauwerks mit unterschiedlicher Blickrichtung und erlauben somit eine Vervollständigung des Gesamtbilds vom Bauwerk.

Load-bearing index to grade structural capacities of road bridges
For decades, bridge structural conditions have been evaluated on the basis of structural health grades determined during a bridge examination. However, recalculations conducted for bridge structures show that structural deficiencies, such as low or insufficient load-bearing capacities, are not or not sufficiently reflected by these conditions if no corresponding damage or unusual behavior can be detected. There are known cases of deficient bridges that had to be replaced even though the structural health grade suggested a good condition or vice versa. To better measure and assess the structural conditions of a bridge, i.e., the criteria of the superstructure that are relevant for the load-bearing capacity, a new parameter was developed. The load-bearing index allows for a different perspective as it identifies presumed deficiencies on the basis of various criteria that are independent of the physical condition. In a next step, these deficiencies have to be further examined. Both parameters - the structural health grade and the load-bearing index - describe the condition and the usability of a structure. But they do so from a different point of view, and, therefore, complete the overall picture of the structure.

Aktuelles:
Die Kienlesbergbrücke von Ulm: Bravissimo für die Einladung
Durchschnittliche BDSV-Lagerverkaufspreise für Stahlschrottsorten in Deutschland

Persönliches: Ingbert Mangerig - 70 Jahre
Nachruf auf Joachim Scheer

Firmen & Verbände: Zeman Gruppe kauft Waagner Biro Steel and Glass
VGB PowerTech wird 100 und präsentiert ein White Paper zur Zukunft des Energiesystems

Wettbewerbe: Der Deutsche Ingenieurbaupreis 2020 geht an die Kienlesbergbrücke in Ulm

Tagungen & Veranstaltungen: Das 2. Symposium IngD4C diskutiert am 24. November in Berlin & online Zukunftsthemen

Einen Besuch wert: Panoramabrücke Sigriswil

SZS steel news: Weiterbildung: Ausschreiben von Stahlbauten & Praktischer Brandschutz
Networking Event im Stufenbau Bern

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Das erstes modulare Wohngebäude der Leverkusener Wohnungsgesellschaft WGL ist seit einem Jahr in Betrieb. Es wurde im Mai 2019 in der Zschopaustraße im Stadtteil Rheindorf von ALHO realisiert. In direkter Nachbarschaft ist in der Unstrutsraße inzwischen auch der 2. Bauabschnitt des Projekts fertiggestellt worden. Nach Übernahme der Planung und gewonnener Ausschreibung oblag ALHO als Generalübernehmer auch die Realisierung sowie das Engineering der bauseits erstellten massiven Teilunterkellerungen. Aufgrund der im ersten Bauabschnitt gesammelten Erfahrungen, konnte in der Konzeption des 2. Bauabschnitts auf einen Wohnungs-Modulbaukasten zurückgegriffen werden, welcher die Bauzeit einer nichtmodularen Bauweise halbierte. (Foto: ALHO)

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Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob unter praxisrelevanten Bedingungen die Entstehung von Wasserstoff an vollmartensitischen Schraubankern möglich ist. Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen besteht bei martensitischen Werkstoffen bei Gegenwart von Wasserstoff stets die Möglichkeit einer wasserstoffinduzierten Versprödung des Materials. Hierfür wurde ein in der Praxis häufig anzutreffendes Szenario gewählt, das ein galvanisches Element, bestehend aus nichtrostenden Schraubankern (in diesem Fall martensitischen) und einer verzinkten Ankerplatte an einem Betonkörper, umfasst. Zum Nachweis einer Wasserstoffentwicklung werden der Elementstrom zwischen den Bauteilen sowie das Korrosionspotential erfasst. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass über eine zeitlich begrenzte Dauer eine starke kathodische Polarisation der martensitischen Schraubanker durch die korrosive Auflösung des Zinks erfolgt. Als Folge kommt es zur Wasserzersetzung im Phasengrenzbereich der Schraubanker und zur Entstehung von atomarem Wasserstoff. Das berechnete Gasvolumen des entstandenen Wasserstoffs an den Stahlankern wurde bestimmt und lag im Mittel bei 11,14 ± 1,94 ml. Eine Diffusion des an der Stahloberfläche adsorbierten Wasserstoffs in den martensitischen Werkstoff ist somit theoretisch möglich und impliziert eine mögliche Gefährdung durch wasserstoffinduzierte Rissbildung und spontanes Versagen unter Belastung.

Risk of hydrogen evolution on martensitic screw anchors under practical construction conditions
The present investigation deals with the question of whether the formation of hydrogen is possible on fully martensitic screw anchors under practical conditions. In contrast to austenitic materials, martensitic steels always have the possibility of hydrogen-induced embrittlement of the material in the presence of hydrogen. For this purpose, a scenario was chosen which is frequently encountered in practice and which comprises a galvanic element consisting of stainless screw anchors (in this case martensitic) and a galvanized anchor plate on a concrete body. The element current between the components as well as the corrosion potential are recorded to prove hydrogen development. The results of the tests show that a strong cathodic polarization of the martensitic screw anchors occurs over a limited period due to the corrosive dissolution of the zinc. As a result, water decomposition occurs in the phase boundary area of the screw anchors and atomic hydrogen is formed. The calculated gas volume of the resulting hydrogen at the steel anchors was determined and was 11.14 ± 1.94 ml on average. Diffusion of the hydrogen adsorbed on the steel surface into the martensitic material is thus theoretically possible and implies a possible risk of hydrogen-induced crack formation and spontaneous failure under load.

Die Anwendung des linearen Nachweiskonzepts auf Mauerwerksbauten führt dazu, dass bereits heute Standsicherheitsnachweise für Gebäude mit üblichen Grundrissen in Gebieten mit moderaten Erdbebeneinwirkungen nicht mehr geführt werden können. Diese Problematik wird sich in Deutschland mit der Einführung kontinuierlicher probabilistischer Erdbebenkarten weiter verschärfen. Aufgrund der Erhöhung der seismischen Einwirkungen, die sich vielerorts ergibt, ist es erforderlich, die vorhandenen, bislang nicht berücksichtigten Tragfähigkeitsreserven in nachvollziehbaren Nachweiskonzepten in der Baupraxis verfügbar zu machen. Der vorliegende Beitrag stellt ein Konzept für die gebäudespezifische Ermittlung von erhöhten Verhaltensbeiwerten vor. Die Verhaltensbeiwerte setzen sich aus drei Anteilen zusammen, mit denen die Lastumverteilung im Grundriss, die Verformungsfähigkeit und Energiedissipation sowie die Überfestigkeiten berücksichtigt werden. Für die rechnerische Ermittlung dieser drei Anteile wird ein nichtlineares Nachweiskonzept auf Grundlage von Pushover-Analysen vorgeschlagen, in denen die Interaktionen von Wänden und Geschossdecken durch einen Einspanngrad beschrieben werden. Für die Bestimmung der Einspanngrade wird ein nichtlinearer Modellierungsansatz eingeführt, mit dem die Interaktion von Wänden und Decken abgebildet werden kann. Die Anwendung des Konzepts mit erhöhten gebäudespezifischen Verhaltensbeiwerten wird am Beispiel eines Mehrfamilienhauses aus Kalksandsteinen demonstriert. Die Ergebnisse der linearen Nachweise mit erhöhten Verhaltensbeiwerten für dieses Gebäude liegen deutlich näher an den Ergebnissen nichtlinearer Nachweise und somit bleiben übliche Grundrisse in Erdbebengebieten mit den traditionellen linearen Rechenansätzen nachweisbar.

Seismic verification of masonry buildings based on realistic calculation models and increased behavior factors
With the application of the traditional linear verification concept to masonry structures it is already no longer possible to carry out structural safety verifications even for buildings with standard ground plan configurations in areas with moderate seismicity. This problem will be exacerbated in Germany with the introduction of continuous probabilistic earthquake maps. Due to the increased seismic actions, it is necessary to make the existing load-bearing capacity reserves that have not yet been taken into account available in comprehensible verification concepts in construction practice. This article presents a concept for the building-specific determination of increased behavior factors. The behavior factors are composed of three components, which take into account the load redistribution in ground plans, the deformation capability and energy dissipation and all kinds of overstrength effects. For the calculation of these three components, a non-linear verification concept based on pushover analyses is applied, in which the interactions of walls and floor slabs are described by a level of restraint. A non-linear modeling approach of the overall building is introduced for the determination of the restraint levels, with which the interaction of walls and floor slabs can be simulated. The results of the linear verifications with increased behavior factors for this building are significantly closer to the results of non-linear verifications and thus the standard ground plan configurations in areas with moderate seismicity can still be verified with the traditional linear calculation approaches.

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Mikroskopische Imperfektionen im Werkstoff führen dazu, dass die Werte mechanischer Eigenschaften von Bauteilen gewissen Auftretenswahrscheinlichkeiten unterliegen. Mit zunehmendem Volumen erhöht sich die Anzahl der mikroskopischen Defekte, was sich direkt in einer veränderten makroskopischen Festigkeit niederschlägt. Dieses Phänomen ist unter der Bezeichnung statistischer Maßstabseffekt bekannt. Eine solche Maßstabsabhängigkeit kann durch ein stochastisches Werkstoffmodell gut erfasst werden. In diesem Beitrag wurde das Bündel-Kettenglied-Modell, das auf einem stochastischen Werkstoffmodell nach Weibull- und Lognormalverteilung basiert, entwickelt und eine Möglichkeit zur Bestimmung des statistischen Maßstabseffekts durch numerische Verfahren angegeben. Um den statistischen Maßstabseffekt im Stahlbau zu demonstrieren, werden die Biegeversuche mit unterschiedlichen Probengrößen durchgeführt. Dieser Beitrag beschreibt - als erster von zwei Teilen - Forschungsergebnisse über den statistischen Maßstabseffekt und die entsprechende Zuverlässigkeit im Stahlbau.

Statistical size effect and corresponding influence for reliability in steel structures - part 1: model and experiment
In steel structures, the elastic and plastic design is widely used. At the same time, it is certain that the yield strength of steel is variable because of uncertainties and spatial variability in nature. If the volume of structural component increases, the number of microscopic defects correspondingly increases, so that the macroscopic material strength also changes. This phenomenon is called statistical size effect. A new stochastic material model, which is based on Weibull and lognormal distribution, is proposed and a possibility for determining the statistical size effect by numerical methods is developed. To demonstrate the statistical size effect in steel structures, bending tests are carried out with different specimen sizes. This paper presents - as the first of two parts - research results about the statistical size effect and the corresponding reliability in steel structures.

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In Memoriam Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Joachim Scheer
Der vorliegende Beitrag beschreibt - als zweiter von zwei Teilen - Forschungsergebnisse über den statistischen Maßstabseffekt und die entsprechende Zuverlässigkeit im Stahlbau. In diesem Beitrag wird der Einfluss der maßstabsabhängigen Festigkeitsverteilung auf die Zuverlässigkeitsanalyse und die Bemessung von Stahlbauteilen unter der Berücksichtigung eines linearen Versagensgrenzzustands diskutiert. Mithilfe der vereinfachten Annahme einer normalverteilten Last werden Berechnungsbeispiele für den 3-Punkte- und 4-Punkte-Biegeversuch durchgeführt, um die Änderung des Zuverlässigkeitsindex zu demonstrieren. Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass der statistische Maßstabseffekt direkt zu einem maßstabsabhängigen Zuverlässigkeitsindex führt, der in den meisten Fällen eine vernünftige Abschätzung des Versagensrisikos liefern kann.

Statistical size effect and corresponding influence for reliability in steel structures, part 2 - reliability analysis
This paper presents - as the second of two parts - research results about the statistical size effect and the corresponding reliability in steel structures. In this paper, the influence of the size effect on the reliability analysis and the design of steel structural components are discussed based on a linear failure limit state. The calculation examples for 3-point and 4-point bending tests are carried out applying a Gaussian load as a simplification. The results show that the statistical size effect leads directly to a size-dependent reliability index, which in most cases can provide a reasonable estimate of the failure risk.

Die bisherigen Anwendungen neuer digitaler Methoden (BIM) im Infrastrukturbau lassen die Erkenntnis reifen, dass ein reines Bauwerksmodell für die ambitionierten Ziele eines optimierten Planungsprozesses und in weiterer Folge einer optimierten Bauabwicklung nicht ausreichend ist. Es bedarf zweier zusätzlicher Modellierungen: jener des Baugrunds und jener der Baustelle. Im Infrastruktur- und vor allem Untertagebau sind der Baugrund und dessen Interaktion mit dem Bauwerk von enormer Bedeutung. Deshalb gilt es diesen anhand eines Baugrundmodells entsprechend abzubilden und damit dem Idealfall eines digitalen Zwillings gerecht zu werden. Die Modellierung des Baugrunds geht über eine rein dreidimensionale geometrische Darstellung hinaus und hat der BIM-Methode zu folgen, nämlich Volumenkörpern Informationen und Merkmale zuzuweisen. Darüber hinaus zeigen laufende internationale Großprojekte deutlich, dass die Optimierung baubetrieblicher Aspekte, eine sorgfältige Planung der Baustelleneinrichtung und eine konsequente Auslegung der Logistik eine maßgebliche Rolle für die Produktionsleistung der Vortriebe und damit für eine erhöhte Kosten- und Terminsicherheit einnehmen. Deshalb wird von den Autoren in diesem Beitrag die Einführung eines Infrastruktur-Informationsmodells vorgestellt, welches die drei Teilmodelle Baugrund, Bauwerk und Baustelle beinhaltet. Dabei wird der Schwerpunkt exemplarisch auf den Hohlraumbau, genauer auf den maschinellen Tunnelvortrieb, gelegt.

Optimization of construction management in underground construction using digital infrastructure information models
The previous applications of new digital methods (BIM) in infrastructure construction have led to the realization that merely a building information model is not sufficient for the ambitious goals of an optimized planning process and, as a result, optimized construction management. Two additional models are needed: that of the ground and that of the construction site. In infrastructure and above all in underground construction, the ground and its interaction with the structure work are of enormous importance. It is therefore necessary to map it accordingly using a ground model and thus to do justice to the ideal case of a “digital twin”. The modeling of the ground goes beyond a mere three-dimensional geometrical representation and has to do justice to the BIM method, namely to assign information and characteristics to volume bodies. In addition, ongoing major international projects clearly show that the optimization of construction operation aspects, careful planning of jobsite equipment and a consistent design of logistics play a decisive role in the production performance of tunnelling and thus in increased cost and schedule security. Therefore, the authors present in this paper the introduction of an infrastructure information model, which contains the three submodels ground, building and construction site. The main focus will be on underground construction, more precisely on mechanized tunnelling.

Betonbauwerke wie Brücken sind ein wesentlicher Bestandteil des Straßennetzes. Um die Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit einer Brücke zu gewährleisten, sind regelmäßige, z. T. aufwendige Inspektionen und Untersuchungen erforderlich, um Schäden an einem Bauwerk frühzeitig zu erkennen. Mit innovativen zerstörungsfreien Untersuchungsmethoden ist es möglich, den Schadenserkennungsprozess von Bauwerken zeitlich und kostenmäßig zu optimieren.
In der Vergangenheit wurden bereits Drohnen für Oberflächenaufnahmen von Brücken mit Laserscan oder digitaler Bildgebung eingesetzt, um Schäden wie Risse und Abplatzungen zu erkennen. Diese Methoden sind zeitsparender als die herkömmlichen, komplexeren Verfahren zur Sichtprüfung. Um auch Schäden unter der Oberfläche mittels Flächenaufnahmen nachweisen zu können, wurde ein vielversprechender Ansatz - die Thermografie - untersucht. Ein großer Vorteil der Thermografie ist die flexible Einsatzmöglichkeit und zerstörungsfreie Anwendung am Bauwerk. Die Methode ermöglicht eine thermografische Aufzeichnung der gesamten Brücke. Durch Temperaturunterschiede auf der Oberfläche können Schäden wie Delamination, Hohlräume und Feuchtigkeitsstellen im Beton erkannt werden. Um die Zuverlässigkeit dieser Methode zur Erkennung der genannten Schäden gewährleisten zu können, wurden die Erkennungsgenauigkeiten und -grenzen ermittelt. Zu diesem Zweck wurden Tests an Betonproben durchgeführt, die Delamination, Hohlräume und feuchte Bereiche in unterschiedlichen Größen und Tiefen im Beton aufwiesen. Während der Tests wurden die Betonproben aktiv erhitzt. Im Laufe des Abkühlvorgangs erfolgte die Aufnahme der Oberfläche mit der Wärmekamera. Die Erstellung von nichtlinearen Finite-Elemente-Modellen der Testkörper ermöglichte weitere Variationen der Geometrien und der Temperaturen der Betonproben. Mittels der erhaltenen Daten konnte die Detektionswahrscheinlichkeit der untersuchten Schäden ermittelt und eine Empfehlung für die Anwendung dieser Methode gegeben werden.

Thermography for damage detection on bridge structures
Concrete structures such as bridges are an essential part of road networks. In order to guarantee the usability and the safety of a bridge, it is necessary to carry out regular, sometimes cost effective inspections and investigations in order to be able to detect damages at a structure at an early stage. With innovative non-destructive investigation methods, it is possible to optimize the damage detection process of structures in terms of time and cost.
In the past, drones were used to record the surface of bridges using laser scanning or digital imaging to detect damages such as cracks and spalling. These methods are more time-saving than the conventional, more complex procedures of visual inspection. In order to be able to also detect damages below the surface by means of areal recordings, a promising approach - thermography - is investigated. A big advantage of thermography is the flexible and non-destructive application. The method allows a thermographic recording of the entire bridge. By means of temperature differences on the surface, damages such as delamination, voids and moisture spots in the concrete can be detected. In order to be able to guarantee the reliability of this method for the detection of the mentioned damages, the recognition accuracies and limits were determined. For this purpose, tests were carried out on concrete samples that showed delamination, voids and wet areas of different sizes and depths in the concrete. The concrete samples were actively heated. During the cooling process, the surface was recorded with the thermal camera. The modelling of the test specimens allowed further variations of the geometries and temperatures. From the obtained data, the probability of detection of the examined damages was determined and a recommendation for the application of this method could be given.

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Die weltweite Tiefenlagerung von radioaktiven Abfällen in der Tiefe war in der Vergangenheit nicht auf eine Rückholbarkeit der Abfälle ausgelegt, sondern auf eine Endlagerung dieser. Entsprechend wurden die nach der Einlagerung verbleibenden Hohlräume tw. mit Versatzmaterial verfüllt, welches u. a. der Stabilisierung des Grubengebäudes dient. Sollen die Abfälle trotzdem wieder rückgeholt werden - oder rückgeholt werden müssen - stellt ebendieses Versatzmaterial ein beachtenswertes Problem dar. Vorversuche am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) konnten bereits aufdecken, dass die Staubentwicklung bei der Bearbeitung des Versatzmaterials Salzbeton die Arbeiten nicht nur im Hinblick auf die Fernhantierbarkeit behindert. Auch besteht im evtl. kontaminierten Bereich unter Tage die Gefahr einer Kontaminationsverschleppung, sollte dieser Staub nicht direkt am Entstehungsort aufgefangen werden. Vor dem Hintergrund einer notwendigen Rückholung von Abfallgebinden aus einem Tiefenlager wurden kleinmaßstäbliche Versuche an nachgebildeten Versatzmaterialien durchgeführt, um Erkenntnisse über die Beeinflussbarkeit der Staubentwicklung bei der Bearbeitung von Salzbeton gewinnen zu können.

Interference of dust formation during mechanical retrieval of deep-stored waste drums
To date, radioactive waste is being stored in geological repositories around the globe. The choice of these repositories was dominantly influenced by the concept of final waste storage and not the idea of its recovery. In the case of necessary waste recovery at a later point in time, the stowing material used to stabilize the cavities resulting from the waste storage process will pose significant problems. Preliminary tests with salt concrete at the Karlsruhe Institute of Technoloy (KIT) have already revealed some of the problems the material poses when used as stowing material. For example, the dust formation resulting from salt concrete treatment inhibits remote-controlled processes as well as other tasks. It is to be expected that the areas below ground are radioactively contaminated and that the dust, if it cannot directly be collected, will disperse contamination. This report describes the small-scale tests taken on reproduced stowing material to achieve scientific data and gain practical insight on how to influence dust formation when working with salt concrete.

Persönliches:
Fritz Wenzel (1930-2020)

Nachrichten:
Additive Fertigung: Neues Laboratorium kann Beanspruchungen von Bauteilen realitätsnah simulieren

Veranstaltungen:
Symposium IngD4C am 24. November in Berlin + online: Klimaschutz, Ressourceneffizienz und wie weiter?

Zuschriften:
Ergänzende Erläuterungen zu den technischen Risiken bei der Anwendung des Instandsetzungsprinzips W-Cl