Für Infrastrukturbauwerke hat die Sicherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit oberste Priorität. Da die Beanspruchbarkeit, welche sich durch Alterung und Schädigungen über die Nutzungsdauer verringert, nur relativ ungenau prognostiziert werden kann, ist eine regelmäßige Erfassung und Bewertung des Bauwerkszustands erforderlich. Als Alternative zur klassischen visuellen Inspektion, die besonders bei großen Bauwerken zu hohen Kosten führt, ist die Nutzung kleiner unbemannter Flugsysteme (UAS) in den Fokus gerückt. Der erreichte Stand der Technik und die Ausstattung mit hochwertigen Kameras qualifiziert diese Systeme für vielfältige Inspektionsaufgaben. In einer Machbarkeitsstudie für die DB Netz AG und parallelen Forschungsarbeiten wurden mögliche Anwendungen von UAS bei der Inspektion großer Ingenieurbauwerke als Teil einer digitalen Instandhaltungsstrategie untersucht. Da hinsichtlich der Befliegungsstrategien, Datenauswertung und Informationsextraktion noch vielfältige Forschungsarbeiten erforderlich sind, die sich aus Unikatcharakter, geometrischer Komplexität und anspruchsvollen Umgebungsbedingungen der Bauwerke ergeben, wurden für typische Referenzobjekte umfangreiche automatisierte Befliegungsstrategien zur Bilddatengenerierung ausgearbeitet und getestet. Diese bilden die Grundlage für eine hochgenaue und hochaufgelöste 3-D-Rekonstruktion und Analyse der Bauwerksgeometrie und eine automatisierte Bildauswertung zur Extraktion von Zustandsinformationen.

UAS-based diagnostics of infrastructure structures - part of a digital maintenance strategy
Ensuring structural safety and serviceability is a top priority for infrastructure structures. However, the load-bearing capacity, which decreases due to of aging and damage over the service life, can only be predicted relatively inaccurately. Therefore, a regular recording and evaluation of the structural condition is required. Since the classical visual inspection incurs, especially for large structures, very high costs, the focus has shifted to the use of small Unmanned Aircraft Systems (UAS) as an alternative. The current state of the art and the equipment with high-quality cameras qualify these systems for diverse inspection tasks. A case study was performed with DB Netz AG and flanked by research work to investigate possible applications of UAS for the inspection of large bridges and retaining structures as part of a digital maintenance strategy. Because of the unique character, geometric complexity and demanding environmental conditions of the structures, the flight path generation, data analysis and information extraction require more research work. Therefore, an automated flight path generation for extensive image data acquisition has been developed and carried out for typical reference objects. This forms the basis for a highly accurate and dense 3-D-reconstruction and evaluation of the structural geometry and for an automated image analysis for the extraction of condition information.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens werden TiO2-haltige Gesteinskörnungen hergestellt und hinsichtlich der Festigkeit, des Polier- und Verschleißwiderstands sowie der Dauerhaftigkeit der photokatalytischen Eigenschaften optimiert. Sie werden auf die Fahrbahnoberfläche aufgebracht, um das durch die Abgase des Kraftfahrzeugs emittierte NOx möglichst schnell und effektiv abzubauen. Als Ergebnis kann festgestellt werden, dass mit dem erarbeiteten Verfahren ein langfristiger NOx-Abbau auf Asphaltstraßen durch den Einsatz des TiO2 mit photokatalytischen Eigenschaften erzielbar ist. Damit ist ein wichtiger Schritt hin zur Herstellung des umweltfreundlichen Straßenbelags mit photokatalytischem Stickstoffdioxidabbau vollbracht.

Environment-friendly road surface with photocatalytic decomposition of nitrogen dioxide
In the scope of this research project, variants of TiO2-containing aggregates were produced and optimized on their strength, polishing resistance, wearing resistance and the durability of the photocatalytic performance. The aggregates are spread on the road surface in order to decompose the emitted NOx in the exhaust gas of the vehicles as quickly and effectively as possible. From the results, it can be ascertained that a durable NOx degradation is achievable by using the TiO2 in the spreading materials on asphalt road surface following the developed procedure. Through this, an important step of building environment-friendly road surface with NOx elimination is taken.

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Der 200. Todestag John Smeatons am 28. Oktober 1792 gibt Anlaß, Leben und Werk dieses universellen Ingenieurs zu würdigen. Gestützt auf wissenschaftliche Arbeitsmethoden gab er dem Maschinenbau und dem Ingenieurbau am Beginn der industriellen Revolution wichtige Impulse.

Meinem Kollegen Professor Nguyen Viet Tue zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Mit dem zementgebundenen Ultra-Hochleistungsfähigen Faserverbund-Baustoff UHFB steht ein neuartiger Baustoff zur Verfügung, der sich durch hohe mechanische Festigkeiten und Dauerhaftigkeit auszeichnet. UHFB eignet sich für die Erneuerung bestehender Stahlbetonbrücken. Aufgrund der Erfahrungen mit zahlreichen Anwendungen werden in diesem Aufsatz die grundlegenden Entwurfskonzepte zum Schutz und zur Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbetonbrücken entwickelt. Diese betreffen die Verbesserung der Dauerhaftigkeit sowie die Verstärkung von Fahrbahnplatten und Brückenträgern. Anhand von drei kürzlich ausgeführten Projekten wird die praktische Umsetzung der Entwurfskonzepte illustriert. Dabei wird aufgezeigt, dass die Erneuerung von Stahlbetonbrücken mithilfe von UHFB auch hinsichtlich der Nachhaltigkeit von Bauwerken bedeutend ist, da die in der Stahlbetonkonstruktion bereits verbauten Baustoffressourcen weiter genutzt werden.

Renewal of reinforced concrete bridges by means of UHPFRC
Ultra-High-Performance Fiber-Reinforced Cementitious composite building material UHPFRC is a novel building material that is characterized by high mechanical strength and durability. UHPFRC is suitable for the renewal of existing reinforced concrete bridges. Based on the experience with numerous applications, the basic design concepts for the protection, rehabilitation and strengthening of reinforced concrete bridges are developed in this paper. These relate to the improvement of durability as well as the strengthening of bridge deck slabs and girders. The implementation in practice of the design concepts is illustrated by three recently completed projects. It is shown that the renewal of reinforced concrete bridges with the help of UHFB is also important with regard to the sustainability, since the material resources already installed in the reinforced concrete structure are reused.

Das Verbundverhalten und darauf aufbauend das Verankerungsverhalten textiler Bewehrungen lässt sich aufgrund unterschiedlicher geometrischer und mechanischer Eigenschaften der Bewehrung nicht direkt aus den bekannten Regeln des Stahlbetonbaus ableiten. Im Textilbetonbau stellt sich zudem für Bewehrungen, deren maßgebender Verbundmechanismus der Formverbund ist, in vielen Fällen ein Versagen zufolge Sprengrissbildung ein. Die Beurteilung, ob ein Bauteil sprengrissgefährdet ist, erfolgte in der Vergangenheit primär experimentell durch direkte Berücksichtigung in den Versuchen. Im folgenden Beitrag wird hingegen ein Weg aufgezeigt, wie die Sprengrissgefährdung dieser Textilkonfigurationen rechnerisch erfasst werden kann. Dazu wird in einem ersten Schritt das Verbundverhalten textiler Bewehrungen anhand eines Versuchsaufbaus, bei dem eine Sprengrissbildung ausgeschlossen wird, ermittelt. Das Versagen tritt in Form eines Abscherens der Faserstrangrippen (periodische Aufweitung innerhalb einer Maschenweite) auf, was auf hohe örtliche Beanspruchungen schließen lässt. Aufbauend auf den Erkenntnissen wird ein numerisches Modell unter der Diskretisierung der Verbundkraftübertragung in einzelnen Verbundpunkten (die diese hohe örtliche Beanspruchung repräsentieren) entwickelt, das eine Untersuchung des Verankerungsverhaltens und des Normalkraftverlaufs im Faserstrang für Verankerungslängen als Vielfaches der Maschenweite erlaubt. Durch Gegenüberstellung der Verankerungskräfte in den einzelnen Rippen mit einem Spaltwiderstand kann dann überprüft werden, ob das Bauteil sprengrissgefährdet ist.

Modelling of the anchorage behaviour of impregnated textile reinforcement
The bond behaviour and the related anchorage behaviour of textile reinforcement cannot be deduced from the well-established rules in RC-building design, as textile reinforcement exhibits different geometric and mechanical properties. In cases where mechanical interlock is the decisive bond mechanism, a splitting failure was often observed in experimental testing. The assessment of component exposure to splitting failure has been conducted in the past mainly by experimental testing. In this paper a method is introduced on the contrary which allows for the calculation of the splitting failure mode for such a type of textile configuration. In the first step the bond relationship is extracted by means of experimental testing of specimens where a splitting failure can be ruled out. For this purpose a new test setup is introduced. Failure occurs by shearing off the ribs of the reinforcement (corresponds to the regularly repeating variation in cross-sectional dimensions), which indicates high local stress concentrations in this area. On the basis of these findings a numerical model is established, where it is assumed that the bond transfer within a mesh width takes place in a discrete bond section (which represents the area with the high local stresses). This model allows for the prediction of the anchorage behaviour of textile-reinforced concrete. Additionally the progress of the normal force in the fibre strand can be depicted. By comparing the normal forces per mesh width with a splitting resistance, an assessment can be given whether the component is exposed to splitting failure or not.

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After a long design and approval process, the construction works for the first phase of the A26 started in 2019. The A26 not only relieves the central part of the road network of the city of Linz but also allows the river Danube to be crossed by means of a bridge: a 300 m long bridge, anchored in the rock slopes forming the banks of the Danube. The elements of the first phase are the Danube bridge and the two underground motorway junctions, Danube North and South, with excavation cross-sections of up to 400 m2 and the tight radii of the motorway on-ramps. Besides these conditions, urban planning requirements such as the protection of residents against immissions caused by noise and vibration, and the increased negative impacts resulting from the traffic during construction have an effect on the construction works. The excavated material from the tunnel is transported off site by ship. The existing rock mass requires excavation by means of the drill-and-blast method. The project-specific boundary conditions such as the high number of portals, the noise-reflecting effect of the “Danube gorge” and the low overburden require substantial measures to limit and monitor the immissions.
Nach einer langen Planungs- und Genehmigungsphase wurden die Hauptbauarbeiten zur A26 Linzer Autobahn Anfang 2019 in Angriff genommen. Der neue, über weite Bereiche unterirdische Straßenzug der A26 entlastet nicht nur die bestehenden innerstädtischen Verkehrswege im Linzer Stadtgebiet erheblich, sondern stellt auch eine zusätzliche Donauquerung in Form einer echten Hängebrücke mit einer Spannweite von über 300 m zur Verfügung. Die Hauptelemente des 1. Verwirklichungsabschnitts sind die Donaubrücke und zwei unterirdische Vollanschlussstellen, nördlich und südlich der Donau, mit Ausbruchquerschnitten bis zu 400 m2 und Rampentunnel mit engen Radien. Neben diesen Rahmenbedingungen erfordert die Planung eines innerstädtischen Bauprojekts neben der umfassenden Berücksichtigung des Anrainerschutzes hinsichtlich der Immissionswirkungen durch Lärm und Erschütterungen auch die möglichst reduzierte Auswirkung der Bauarbeiten auf die bestehenden Verkehrswege. Das Ausbruchmaterial der bergmännischen Bauweise des Tunnel Freinberg und der Anschlussstelle Donau Süd müssen über den Wasserweg der Donau abtransportiert werden. Die projektspezifischen Rahmenbedingungen, wie eine sehr hohe Anzahl an Tunnelportalen, die Schallreflexionen innerhalb des Donautals und die geringe Überlagerung erfordern gesamthaft erhebliche Maßnahmen zur Reduktion der Auswirkungen während der Bauphase.

Herrn Dipl.-Ing. Wolfang Eilzer zur Vollendung des 65. Lebensjahres gewidmet.
Im Zuge der neuen Ortsumfahrung der Gemeinde Benningen ist in den vergangenen beiden Jahren eine elegant geschwungene neue Neckarbrücke entstanden. Die 195 m lange Stahlverbundbrücke bildet neben ihrer wichtigen Funktion zur Reduzierung der Verkehrsbelastung in Benningen ein gestalterisch prägendes Bauwerk, das sich in die Umgebung der Weinberge an der Neckarschleife harmonisch einfügt. Das wartungsarme, semi-integrale Tragwerk weist aufgrund seiner doppelt gekrümmten Form im Grund- und Aufriss eine komplexe Geometrie sowie weitere Besonderheiten in der konstruktiven Ausbildung der Detailpunkte auf. Dabei sind insbesondere die nachgiebig auszuführenden Gründungen im Bereich der Flusspfeiler, die monolithische Verbindung der Stummelpfeiler zu den aus Stahlhohlkastenquerschnitten gebildeten Schrägstielen und die Ausbildung der markant gestalteten Rahmenecken zu nennen. Über die daraus resultierenden Herausforderungen und Lösungen innerhalb der Planung und Bauausführung wird im Folgenden berichtet.

Construction of the new Neckar River Bridge in Benningen
In the course of the new bypass around the community of Benningen, an elegantly curved new Neckar River bridge has been built over the past two years. In addition to its important function of reducing the traffic load in Benningen, the 195 m long steel composite bridge forms a structurally defining structure that blends harmoniously into the surroundings of the vineyards on the Neckar loop. The low-maintenance, semi-integral structure has a complex geometry due to its double-curved shape in plan and elevation, as well as other special features in the design of the details. Particular mention should be made of the flexible foundations in the area of the river piers, the monolithic connection of the stub piers to the inclined posts made of hollow steel box cross-sections and the design of the strikingly designed frame corners. The following reports on the resulting challenges and solutions in planning and construction.

In Biogasanlagen werden organische Stoffe unter Anwendung von Gärprozessen natürlichen Ursprungs abgebaut. Dabei entsteht als wesentliches Gärprodukt das Biogas, das aus Methan, Kohlendioxid und Spurengasen besteht. Für die energetische Nutzung des Biogases ist ein Ausgleich der unterschiedlichen zeitlichen Verläufe von Gaserzeugung und Gasverwertung erforderlich. Zu diesem Zweck werden nahezu drucklose, volumetrische Gasspeicher aus technischen Membranen verwendet. Als Membranmaterial kommen technische Textilien auf Polyesterbasis sowie Folienwerkstoffe aus PE, PP oder EPDM zur Anwendung. Die heute vorherrschenden Bauarten sind aus Konzepten entwickelt worden, die auf empirischer Grundlage in der Landwirtschaft entwickelt wurden. Daraus sind funktionale und formale Unvollkommenheiten tradiert worden, die unter heutigen Anforderungen nicht mehr akzeptabel sind. Der Bericht zeigt exemplarisch konzeptbedingte Schwächen auf und liefert damit Hinweise auf den anstehenden Entwicklungsbedarf unter Anwendung aktueller Regelwerke und funktionaler Anforderungen.

Technical membranes in application on biogas-plants as light structure and for gas-storage
Biogas-plants are used for anaerobic digestion of organic material. The main product of the digestion-process is the biogas, which consists of methane, carbon dioxide and a few trace gases. It is necessary to compensate the different trends of gas-production and gas using to exploit the energy content of the biogas. For that technical membranes are used as gas-storage-tanks with variable content at almost normal pressure. The membranes may made of technical textiles of polyester or foils of PE, PP or EPDM. The main today types of gas-storage-tanks dated from concepts, which are developed in the agricultural sector in the 1980s. That causes traded functional and formal imperfection of the storage-systems, which is no longer acceptable under today's requirements. This report demonstrates exemplary the failings of the old concepts and points to upcoming needs of changes considering actual regulations and functional requirements.

Durch den Neubau der A44 zwischen dem Autobahnkreuz Ratingen-Ost und dem vorhandenen Ausbauende der A44 in Velbert wird eine durchgängige Ost-West-Verbindung zwischen der Rheinschiene und dem mittleren Ruhrgebiet geschaffen. Zur Überführung mehrerer Wirtschaftswege und des Gansbaches wird bei Heiligenhaus ein dreifeldriges Brückenbauwerk mit Einzelstützweiten von 64 m - 80 m - 64 m und einer Gesamtstützweite von 208 m als Talbrücke Ganslandsiepen errichtet. Das Tal wird dabei in einer Höhe von bis zu 35 m überquert.

Viaduct Ganslandsiepen, Germany - Manufacture and rigging of a semi-integrale viaduct.
By the construction of the A44 between the junction Ratingen-East and the expansion of existing end of the A44 in Velbert is a continuous east west link between the Rhine and the Ruhr area created. To convert several rural roads and the Gansbach a 3-span bridge structure with individual spans of 64 m - 80 m - 64 m and a total span of 208 m is necessary. The valley is crossed at a height of up to 35 m.

Die nachhaltige Nutzung der Kernstädte und ihrer vorhandenen Gebäudestrukturen wird derzeit vorangetrieben und politisch unterstützt. Studien belegen, dass die Schwerpunkte des Bauens der nächsten Jahrzehnte im Bestand liegen. Mit dem prognostizierten, wachsenden Markt des Bauens im Bestand - der Verdichtung, Modernisierung und Sanierung von bestehenden Gebäuden - ergeben sich große Chancen für den Stahl-/Stahlleichtbau.
Die großen Vorteile des Stahls können jedoch nur ausgenutzt werden, wenn Architekten und Ingenieuren umfassende Planungshilfen und Bewertungskriterien zur Verfügung gestellt werden, die den interdisziplinären Bauaufgaben im Bestand unter ganzheitlicher Berücksichtigung von stadtplanerischen und architektonischen sowie bauphysikalischen Aspekten, statisch-konstruktiven Anforderungen, Aspekten des Baubetriebs und der Immobilienbewertung sowie einer Nachhaltigkeitsbewertung (Life-Cycle-Design) gerecht werden. Dieses Ziel soll mit diesem interdisziplinären Forschungsvorhaben unterstützt werden, wozu der vorliegende Beitrag einen ersten Einblick gibt.
Zur Weiterentwicklung notwendiger, von einem Industrie- und Wissenschaftskreis als substanziell eingestufter Innovationen in der Stahlanwendung wurde das Forschungscluster NASTA ins Leben gerufen. In diesen Kontext gehört auch das aktuelle Forschungsprojekt [1].

Existing buildings - Potentials of lightweight design of steel structures.
The sustainable utilization of urban areas and existing buildings is currently becoming extremely important. Studies prove that aspects such as the refurbishment and restoration of existing buildings will be the challenge of future. Urban concentration, modernization and redevelopment will lead to a growing market and will initiate manifold fields of application for steel and lightweight steel structures. The enormous advantages of steel can only be utilized if a wide fundamental knowledge basis, planning tools, and criteria for a sustainability assessment are provided for architects and engineers. These planning instruments must meet interdisciplinary and holistic requirements as well as city planning and architectural demands.
Aspects of building physics, structural solutions, building process concerns, real estate assessment and sustainability assessment within the life cycle shall be addressed in this interdisciplinary research project. The project presented in this paper is part of a research cluster and a first insight in the objectives and methodology used will be provided here. Supervised by an industrial and scientific committee, the NASTA research cluster was established to support essential innovations and to improve steel applications [1].

Der folgende Beitrag gibt einen Überblick über den Stahlleichtbau mit Verbundelementen. Im Vordergrund stehen hierbei Bauteile mit Blechdicken < 3 mm, die im Verbund mit OSB- oder Gipskartonplatten wirken. Durch die Verbundwirkung ergeben sich nennenswerte Verbesserungen der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit sowie der bauphysikalischen Eigenschaften. Weiterhin werden Sandwichelemente behandelt.

Lightweight steel construction with composite elements.
This paper contains an overview of lightweight steel structures acting compositely with other materials. Primarily members with wall thicknesses below 3 mm are covered. They act together with OSB- or gypsum-boards. This leads to a significant improvement of the ultimate load as well as of the serviceability and building physics aspects. Furthermore sandwich panels are discussed.

104 Jahre nach ihrer Erbauung wurde die Eisenbahnbrücke der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) über die Donau in Tulln einer Generalsanierung unterzogen. Als Tragsystem der neuen Brücke wurde eine Fachwerkverbundkonstruktion mit untenliegender Fahrbahn gewählt. Nach nur 16 Monaten Bauzeit konnte mit der Inbetriebnahme im Oktober 2009 ein Stück europäische Brückenbaugeschichte geschrieben werden. Für die Demontage der bestehenden Tragwerke und die Montage des neuen Tragwerks inklusive der Ausrüstung für den Bahnbetrieb stand eine 7-monatige Streckensperre zur Verfügung. Die Herstellung des Ersatzneubaus des 440 m langen Brückentragwerks unter möglichst geringer Beeinträchtigung des Straßen-, Bahn- und Schiffsverkehrs stellte höchste Anforderungen an den Bauherrn, die Planer und die ARGE Donaubrücke Tulln.

Errection of the ÖBB-Donaubrücke Tulln - an innovative bridge construction.
104 years after being built, the railway bridge of the Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) across the Danube at Tulln, Austria, has been completely refurbished. The new bridge is based on a composite over-deck truss construction. After a construction time of only 16 months, commissioning in October 2009 was the last step in a project that will make European bridge construction history. For the dismantling of the existing supporting structure and the assembly of the new one incl. the railway facilities, the railway line was blocked for 7 months. Replacing the 400-m long supporting structure while keeping the effects on road, rail and shipping traffic to the lowest possible level put highest demands on owner, planners and ARGE Donaubrücke Tulln.

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