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Wegen seiner hohen Festigkeit und zahlreichen guten Eigenschaften ist der Hochleistungsbeton gerade für schlanke Brückenbauwerke prädestiniert. Der neue Baustoff zeigt daher aber auch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Streuungen der Ausgangsstoffe und Fehler bei der Ausführung. Aus diesem Grund sind Pilotprojekte eine der Voraussetzungen für eine breite Anwendung des Hochleistungsbetons im Brückenbau. Der folgende Beitrag gibt zusammenfassend die Erfahrungen bei der Ausschreibung, der Betontechnologie und der Bauausführung des vierten Pilotprojekts mit dem Hochleistungsbeton im Brückenbau wieder. Außer dem neuen Werkstoff stellt die direkte Fahrbahn eine Besonderheit dieser Brücken dar. Mit einem Programm zur weiteren Beobachtung können Rückschlüsse auf die Dauerhaftigkeit des Hochleistungsbetons unter aggressiven Umweltbelastungen gewonnen werden.

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Als Schutz gegen Steinschlag bestehen oft Schwellenzäune, deren Wirksamkeit zu beurteilen ist. Es wird ein Modell zur Berechnung von Schwellenzäunen als Zwei-Massen-Schwinger entwickelt. Durch Einführung von Werten aus Feldversuchen kann das Rückhaltevermögen von Schwellenzäunen bestimmt werden.

Hinsichtlich der alternden Infrastruktur und fehlender Kapazitäten für Instandsetzungen und Neubauten werden aktuell und in Zukunft Maßnahmen notwendig, die Nutzungsdauer von Infrastrukturbauwerken mit rechnerischen und baulichen Defiziten zu verlängern. Ein Ansatz hierfür ist der Einsatz von Monitoringsystemen zur Zustandsüberwachung des Tragwerks und frühen Schadensdetektion. Durch Weiterentwicklungen der faseroptischbasierten Überwachungsmethoden besteht nach aktuellem Stand der Technik die Möglichkeit, Brückenbauwerke über die gesamte Bauwerkslänge mit faseroptischen Dehnmesskabeln zu überwachen. An der Universität Stuttgart wurden hierfür in enger Kooperation mit dem Ingenieurbüro Schömig-Plan, Kleinostheim/Stuttgart Oberflächenapplikationen für die Anwendung kontinuierlicher Dehnmessfasern als Dauermonitoring zur Rissdetektion und Rissüberwachung an Bestandsbrücken in Massivbauweise untersucht, in Feldversuchen unter praxisrelevanten Randbedingungen installiert und die Leistungsfähigkeit getestet.

Surface application of distributed fiber optic sensors for bridge monitoring
Concerning the ageing infrastructure and the lack of capacities for repairs and new constructions, it is necessary at present and in the future to develop methods to extend the service life of infrastructure structures with design and structural deficits. One approach is to use monitoring systems for condition monitoring of the structure and early damage detection. Further developments in distributed fiber optics show the possibility of monitoring bridge structures up to the entire span. For this purpose, surface applications for the use of distributed fiber optics as permanent monitoring for crack detection and monitoring on existing bridges in solid construction were investigated at the University of Stuttgart in cooperation with the engineering office Schömig-Plan, Kleinostheim/Stuttgart. The application was installed and examined in field tests under practical boundary conditions.

Unter Anwendung hochfester Werkstoffe, innovativer Bewehrungstechnik und der neuen Normengeneration wurden architektonisch ansprechende Parkhäuser aus Betonfertigteilen entwickelt. Die geringen Bauteilabmessungen ermöglichen hierbei filigrane Tragwerke mit einer hellen und freundlichen Gesamtwirkung.

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The construction site is located close to the Spullersee, one of the most impressive mountainsides in the Alps, and is part of the ÖBB Spullersee power station, which is used to generate green 16.7 Hz traction current. The Spullersee, a formerly natural mountain lake, is located over 1800 m a.s.l.in the municipality of Dalaas in Vorarlberg. After almost a century of generating electricity, essential parts of the plant have reached the end of service life, resulted in essential facility renewals as well as numerous operational optimizations in the last two years. In a first construction phase, a new access tunnel to the existing apparatus chamber had to be excavated before seasonal winter closure of the access road. For the winter construction phase, thousands of tons of building materials were stored on the construction site in order to replace the old system parts in the area of the lake-side apparatus chamber after the Spullersee had been completely emptied. Due to high-alpine location of the site in one of the snowiest regions in Austria, not just working in winter was challenging, but also access. In winter the site was achieved only by using a small cable car and a narrow footpath through the almost two-kilometer-long pipe tunnel. This was not everyone's cup of tea.
Die Baustelle befindet sich direkt beim Naturjuwel Spullersee auf einer Seehöhe von 1800 m in der Vorarlberger Gemeinde Dalaas, und betrifft Teile des ÖBB Kraftwerks Spullersee, das zur Gewinnung von grünem 16,7-Hz-Bahnstrom genutzt wird. Nach fast einem Jahrhundert der Stromerzeugung sind wesentliche Anlagenteile des Triebwasserwegs am Ende ihrer Lebensdauer angelangt und wurden in den letzten zwei Jahren betrieblich optimiert und auf den neuesten Stand der Technik gebracht. In einer ersten Bauphase wurde in dem vom Spullersee aus erreichbaren Bauabschnitt bis zur Wintersperre der Zufahrtsstraße ein neuer Zugangsstollen bis zur bestehenden Apparatekammer gebaut. Für die Winterbauphase wurden tausende Tonnen an Baumaterialien auf der Baustelle eingelagert, um nach einer kompletten Entleerung des Spullersees die alten Anlageteile im Bereich der seeseitigen Apparatekammer zu ersetzen. Bauen auf über 1800 m über den Winter hinweg in einer der schneereichsten Regionen Österreichs bringt viele Herausforderungen mit sich. Wetterextreme, Lage und der Zugang auf die Baustelle, die im Winter nur mit einer kleinen Personenseilbahn und einem Fußmarsch durch den knapp 2 km langen engen Rohrstollen erreicht werden kann, sind für alle Beteiligten eine große Herausforderung.

Efforts are being made in the construction industry at the moment to provide incentives for project partners to optimise construction projects with the intention of maximising the benefits for society. These efforts are concentrated on the development of contractual rules in order to bring the self-interests of the project parties into line with the overriding interests of the construction project. But it is often overlooked that the implementation of a construction project is carried out through a social system. Important influential factors like self-confidence, optimism, respect and trust as well as the orientation to common goals are often underestimated or even considered unalterable and thus neglected.
In der Bauwirtschaft gibt es derzeit Bemühungen, den Projektbeteiligten Anreize für eine Optimierung des Bauprojekts im Sinne einer Maximierung des Nutzens für die Gesellschaft zu geben. Diese Bemühungen konzentrieren sich auf die Entwicklung vertraglicher Regeln, um die Eigeninteressen der Projektbeteiligten mit den übergeordneten Interessen des Bauprojekts in Einklang zu bringen. Oft wird dabei übersehen, dass die Realisierung eines Bauprojekts durch ein soziales System erfolgt. Wichtige Einflussfaktoren wie Selbstbewusstsein, Optimismus, Wertschätzung und Vertrauen sowie die Orientierung nach gemeinsamen Zielen werden dabei meist unterschätzt bzw. als unveränderbar erachtet und daher vernachlässigt.

Andreas Keil - mit großer Wertschätzung von über 12 Jahren bester Zusammenarbeit - zu seinem 60. Geburtstag gewidmet
Zwischen Stuttgart und Bad Cannstatt wird im Rahmen des Großprojekts “Stuttgart 21” (Neuordnung Bahnknoten Stuttgart - S21) derzeit eine neuartige, 4-gleisige Eisenbahnüberführung über den Neckar im Zuge der Zuführung der Fern- und S-Bahnstrecke zum neuen Stuttgarter Tiefbahnhof errichtet. Der innovative Ausführungsentwurf fußt auf dem im Jahre 1998 als Gewinner eines Gestaltungswettbewerbs gekürten Vorschlag einer “Stahlsegel-Brücke”. Er erfüllt die wesentlichen Anforderungen im damaligen Gutachterverfahren hinsichtlich städtebaulicher und landschaftsarchitektonischer Einbettung in die Umgebung mit einem modernen, damals vielleicht sogar visionären Tragwerk “alternativlos” [3]. Für die charakteristischen “Stahlsegel” werden erstmalig bei einer Eisenbahnbrücke im Netz der DB AG hochfeste Feinkornbaustahl-Bleche mit Dicken größer 100 mm eingesetzt. Für die Genehmigung dieser außergewöhnlichen Stahlkonstruktionen waren nicht nur besondere Berechnungsmethoden erforderlich, sondern auch zusätzliche Procedere der DB AG (unternehmensinterne Genehmigungen - UiG) sowie des Eisenbahnbundesamtes (Zustimmung im Einzelfall - ZiE). Neben einer kurzen Beschreibung der Brücke bzw. des Gesamttragwerks geht der vorliegende Beitrag im Kern auf die Besonderheiten der Planung dieser dicken Bleche ein. Über weitere Besonderheiten der neuen Neckarbrücke, so die Tiefgründung der insgesamt neun Festpunkt-Pfeiler in der Kernzone des Bad Cannstatter Heilquellenschutzgebietes, wurde bereits in [4] ausführlicher berichtet.

The new railway bridge across the Neckar River in Stuttgart - Design of a particular steel sail bridge.
An innovative 4-track railway crossing is being built over the Neckar River between Stuttgart and Bad Cannstatt. This crossing is part of the major project “Stuttgart 21” and will serve as a supply line for long-distance trains as well as local S-Bahn traffic to the new underground station in downtown Stuttgart. The current bridge design, which is presently under construction, is based on the proposal of a “steel sail bridge” that was selected as the winner of a design competition in 1998. During the selection process, the design proposal received high praises for fulfilling the requirements for urban development and architectural integration into the surrounding environment with a proposal which was considered a modern, perhaps even a visionary structure to which there was “no alternative” [3]. The “steel sail”, which is a key characteristic of the design, makes use of high-strength fine-grain structural steel plates with thicknesses in excess of 100mm. This is the first time that such plates are being used for a railway bridge within the Deutsche Bahn AG's (DB AG) network. This required special permitting which entailed not only highly specialized calculation methods, but also additional approval procedures from both the DB AG and the Federal Railway Authority. The following presents an in-depth discussion of the planning requirements for the thick steel plates that make up the “steel sail”, beginning with a brief overview of the entire bridge structure. Additional special features of the new Neckar Bridge, namely the deep foundation of the nine fixed piers, which are located in the core zone of the Bad Cannstatt mineral spring protection area, are reported in more detail separately [4].

Die große Flexibilität für wechselnde wissenschaftliche Anforderungen wird durch ein weitspannendes, raumhohes und umlaufend auskragendes Stahlfachwerk ermöglicht. Der steife Dachkörper ruht auf regelmäßig angeordneten Stahlverbundstützen in der Nutzebene. Der Synergieeffekt aus der doppelten Funktion des Daches als Tragwerk und großzügiger Technikzentrale trägt zur Nachhaltigkeit des Gebäudes bei. Die flächig angeordneten technischen Anlagen erlauben die individuelle Anbindung der einzelnen Module, die Belegung kann sich den wandelnden Wissenschaftsanforderungen anpassen und vielfältige Nutzungsszenarien ermöglichen. Im Beitrag wird aus der Sicht der ausführenden Stahlbaufirma Christmann

:envihab Institute for aviation and space medicine Cologne - Zero gravity build with steel.
The great flexibility for changing scientific demands is made possible with a long spanning, story high and circumferentially cantilevering steel lattice. The stiff roof structure rests on regularly arranged composite columns in the actual building space below. The synergy effect of the double function as roof structure and spacious utility floor contributes to the sustainability of the building. The distributed technical equipment allows the individual connection of modules, which can be adjusted according to changing scientific requirements and hence allows various utilization scenarios. In this paper the technical challenges are described from the point of view of the steel contractor Christmann

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Nach einem Überblick über die Entwicklung des Beulsicherheitsnachweises für Platten wird ein leistungsfähiges Verfahren für den Beulsicherheitsnachweis für unversteifte und versteifte Platten vorgestellt, das bei gleichzeitiger Wirkung mehrerer Randspannungen anwendbar ist und das auf einer Verallgemeinerung der Vergleichsspannung beruht. Stetigkeitsforderungen, die aus Symmetrieeigenschaften der Spannungszustände folgen können, werden befriedigt. Die stabilisierende Wirkung von Zugspannungen wird zum Vorteil der Wirtschaftlichkeit ausgenutzt. Für gedrungene Platten ohne Beulgefahr geht das Verfahren in den Sicherheitsnachweis gegen Erreichen der Streckgrenze über. Der Beulsicherheitsnachweis enthält als Sonderfall exakt den üblichen Nachweis für die alleinige Wirkung einer Randspannung. Die Treffsicherheit wird an neuen Ergebnissen von FEM-Tragspannungsberechnungen geprüft.

Die Verwendung von industriell vorgefertigten Zugstabsystemen gewinnt in der modernen Architektur zunehmend an Bedeutung. Zugstabsysteme werden insbesondere bei filigranen Tragkonstruktionen des Hoch- und Industriebaus eingesetzt (z. B. zur Abspannung von Dachkonstruktionen, zur Unterspannung von leichten Stahl-Glas-Konstruktionen oder zur Ausbildung von Kreizverbänden). Der vorliegende Beitrag enthält Regeln für die Bemessung von Zugstabsystemen mit Zugstäben, die durch Verankerungsteile (Stabanker) aus Gußeisen mit Kugelgraphit (Gußsorten GGG 40 und GGG 40.3) mit entsprechend dimensionierten Anschlußblechen der Haupt-Tragkonstruktion verbunden werden. Bei dieser Verbindung handelt es sich um eine gelenkige, zweischnittige Bolzenverbindung. Die in diesem Beitrag angegebene Vorgehensweise für die Ermittlung der Beanspruchbarkeiten ist Grundlage für die Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen für Zugstabsysteme mit Stabankern aus Gußeisen mit Kugelgraphit. Die Ermittllung der Beanspruchbarkeiten der Zugstäbe und der Anschlußbleche (Augenbleche) erfolgt dabei nach DIN 18800-1 : 1990-11, die Ermittlung der Beanspruchbarkeit der Stabanker (einschl. Bolzen) auf der Grundlage von Versuchen. Das dargestellte Bemessungsverfahren gilt für vorwiegend ruhende Beanspruchung. Es kann auch auf Zugstabsysteme mit Stabankern aus vergleichbaren Werkstoffen übertragen werden.

Durch Heranziehen des Reißnerschen Begriffes der Eigenspannungsquelle (ESQ) werden in Stablängsrichtung ESQ-Integrale definiert, die den Schnittgrößen bei Lastspannungen voll entsprechen. Dabei werden nur epsilon0 (x, y, z)-Verläufe als gegeben vorausgesetzt, ohne zunächst auf ihre metallurgisch/thermische Entstehung beim Schweißen besonders einzugehen. Es werden zwei Formeln angegeben, eine Dehnungsgleichung und eine Spannungsgleichung, aus denen auch die Biegelinien und Längsverformungen bestimmt werden können. Rechenbeispiele zeigen, daß man zu verschiedenen Nahtformen charakteristische zugehörige epsilon0-Verläufe bestimmen kann, die durch die Messung der Biegepfeile vor und nach dem Schweißen einfach kontrollier- und korrigierbar sind. Danach wird eine zulässige Berechnung von Eigenspannungen, insbesondere Schweißeigenspannungen, nach Technischer Biegelehre (TBL) möglich, wie sie für die Berechnung von Lastspannungen schon lange bekannt ist, jedoch erst mit leistungsfähigen und benutzerfreundlichen PCs auch für Eigenspannungen müheloser möglich wird.

A performance-based safety factor durability design format is proposed and developed with respect to carbonation of concrete. Deemed-to-satisfy rules based on a partial safety factor design approach are developed for the carbonation of concrete. This design format follows the design procedure proposed in EN 1990 [1]. For the design format, the limit state equation for the carbonation is introduced in its probabilistic and safety factor format. The PSF approach has been used to derive design charts. Values for minimum concrete cover depending on material resistance and exposure class are proposed for critical environmental conditions and a design service life of 50 years.

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