Die erhöhten Sicherheitsbeiwerte für unbewehrte Wände, die nach DIN 1045, Ausg. 1972 vorgeschrieben sind, sind nach Ansicht des Verfassers nicht gerechtfertigt und verursachen hohe Kosten.

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Unbewehrte Betongelenke sind eine zuverlässige und dauerhafte Konstruktionsform im Brückenbau. Sie reduzieren Zwängungen und Biegemomente und verhindern somit unnötig große Beanspruchungen. Eugène Freyssinet entwickelte bereits 1909 die Idee, die Übertragung von großen Lagerkräften und moderaten Verdrehungen durch plastische Verformungen des Betons zu ermöglichen. Seit der ersten Anwendung beim Pont du Veurdre werden Betongelenke aufgrund der vielen Vorteile gegenüber Stahllagern erfolgreich in Brückenbauwerken eingesetzt. Der Beitrag zeigt die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten von Betongelenken im Brückenbau und erläutert einzelne ausgeführte Brücken detaillierter. Neben den wirtschaftlichen Vorteilen in der Herstellung haben Betongelenke den Vorteil, dass sie dauerhaft sind und natürliche Ressourcen schonen. Anhand eines Vergleiches der Ökobilanzen bei Ausführung eines Brückenlagers mit einem Betongelenk und einem Topflager wird der ökologische Vorteil der einfachen Lagerausbildung mit Betongelenken deutlich.

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Even in the 1920s were already the plans for hydropower exploitation of the upper River Inn. Since the resumption of design work, the Gemeinschaftskraftwerk Inn (GKI) project has been optimised and adapted to the latest state of the technology as well as ecological requirements. After a collaborative process involving the authorities from both countries, the start of construction could be approved in 2014. The project will build a diversion hydropower station with an annual generation of about 414 GWh in the border area of Switzerland and Austria.
Schon in den 1920er-Jahren gab es bereits erste Pläne für die Wasserkraftnutzung am Oberen Inn. Seit der Wiederaufnahme der Planung wurde das Projekt Gemeinschaftskraftwerk Inn (GKI) optimiert und an den neuesten Stand der Technik sowie an die ökologischen Ansprüche angepasst. Nach einem zweistaatlichen Behördenverfahren konnte 2014 der Startschuss für die Errichtung gegeben werden. Damit entsteht im schweizerisch-österreichischen Grenzgebiet ein Ausleitungskraftwerk mit einer Jahreserzeugung von rund 414 GWh.

Indian Strategic Petroleum Reserves Limited has awarded the packages of constructing underground unlined rock caverns for storage of 1.33 and 1.25 MMT of high sulphur crude oil at Visakhapatnam (Andhra Pradesh) and Padur (Karnataka) respectively to Hindustan Construction Company Limited, where-in Geoconsult is engaged for detailed design and site services.
The unlined rock caverns for oil and gas storage call for site characterization in terms of geology, hydro-geology, geochemistry, geomechanics and geotechnics, which in turn facilitates assimilation, assessment and amalgamation of all relevant data to establish an overall geological and/or geotechnical framework for the projects. In general, the construction of an underground unlined rock cavern compriseds five principal activities: (i) geological and/or geotechnical site investigations; (ii) stability assessment; (iii) temporary rock supports design; (iv) excavation and related works; and (v) permanent rock supports re-design according to the observational approach.
This paper outlines (a) the construction stage geological and/or geotechnical investigations to acquire geological/geotechnical data for rock mass quality appraisal as per Q-system and permanent rock support recommendations, (b) design criterion to utilize the rock itself as the principal structural material, to create as little disturbance as possible during the construction stage, and to add only the required supports, and (c) geotechnical instrumentation and monitoring to measure displacements at the surface and within the rock mass in order to fine-tune the excavation methods and rock supports, undertaken during construction stage of the project.
Die Sondergesellschaft Indian Strategic Petroleum Reserves Limited beauftragte Hindustan Construction Company Limited mit dem Bau zweier nicht ausgekleideter Felskavernen zur Lagerung von 1,33 bzw. 1,25 Mill. t sauren Rohöls in Visakhapatnam (Andhra Pradesh) und Padur (Karnataka). Geoconsult ist mit der Ausführungsplanung und baubegleitenden Dienstleistungen betraut.
Für die Herstellung der Kavernen zur Rohöl- und Gasspeicherung wurden die geologischen, hydrogeologischen, geochemischen, geomechanischen und geotechnischen Eigenschaften erhoben, was eine Erfassung, Zusammenführung und Verschmelzung aller relevanten Daten für den geotechnischen Rahmenplan ermöglichte. Generell umfasst die Ausführung fünf Hauptaktivitäten: (i) geologische und geotechnische Erkundungen; (ii) Stabilitätsberechnungen; (iii) Planung der temporären Stützmaßnahmen; (iv) Ausbruch und begleitende Arbeiten und (v) laufende Anpassung der permanenten Stützmaßnahmen an die Ergebnisse des geotechnischen Messprogramms.
Dieser Artikel stellt (a) die geologischen Erkundungen während der Bauphase zum Zwecke der Erlangung geologischer und geotechnischer Daten zur Bestimmung der Felsqualität, des Q-Wertes und der permanenten Stützmaßnahmen, (b) die Planungsparameter für die Verwendung des Fels als primären Baumaterials unter möglichst geringer Auflockerung während des Ausbruchs und Einbau der benötigten Stützmittel, sowie (c) die geotechnische Instrumentierung und Monitoring zur Messung von Verschiebungen an der Oberfläche und im Gebirge zur Feinabstimmung der Ausbruchsmethode und der Stützmaßnahmen in der Bauphase, dar.

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.

This paper presents a characterisation campaign carried out on granular soils conditioned for EPB tunnelling using a modified direct shear box. The main objective of soil conditioning is the reduction of its shear strength to control the counterpressure inside the bulk chamber. In order to preserve the pseudo-fluid characteristics of the conditioned soil mass, the main concerning parameters are their undrained properties. To characterise the undrained behaviour an adopted watertight direct shear apparatus was used. The purpose of this research is to define a simplified testing procedure for conditioned soil, analysing its feasibility and reliability with resources that can be found at any laboratory or job site. A comparison between the results obtained under dry and conditioned conditions is presented for three different cohesionless soils. The choice of the materials studied has been made in order to cover a wide range within sands grain size.

Undräniertes Verhalten von grobkörnigen Böden für Vortriebe mit EPB-Schilden - Ein neues experimentelles Verfahren.
Dieser Beitrag stellt Untersuchungen an grobkörnigen konditionierten Böden, wie sie bei Vortrieben mit EPB-Schilden vorkommen, mittels eines modifizierten Rahmenschergeräts vor. Das Hauptziel der Bodenkonditionierung ist die Reduzierung der Scherfestigkeit, um den Stützdruck in der Abbaukammer zu steuern. Um das undränierte Verhalten zu untersuchen, wurde ein wasserdichtes Rahmenschergerät entwickelt. Ziel der Entwicklung ist die Definition sowie die Überprüfung der Durchführbarkeit und der Zuverlässigkeit eines vereinfachten Prüfverfahrens für konditionierte Böden mit Mitteln, die in jedem Labor oder auf jeder Baustelle gefunden werden können. Abschließend werden die Ergebnisse von Untersuchungen an drei verschiedenen nichtbindigen Böden unter trockenen und konditionierten Bedingungen vorgestellt. Die untersuchten Böden decken ein breites Spektrum der Korngrößenverteilungen für Sande ab.

This study proposes a simple model for predicting the undrained shear strength and water content distribution of remoulded clay mixtures with non-swelling clay minerals. The model is based on simplifying the structure of a clay mixture in which the elements of the constituents are randomly distributed in a representative elementary volume. By defining a water content ratio (the ratio of water contents between constituents), the undrained shear strength of each constituent is estimated separately and then combined with corresponding volume fractions. Comparisons between the experimental data and predictions indicate that the proposed model can represent well the undrained shear strength of the clay mixtures.

Undrainierte Scherfestigkeit und Wassergehaltsverteilung von aufbereiteten Tonmischungen.
In diesem Artikel wird ein einfaches Modell zur Vorhersage der undrainierten Scherfestigkeit und der Verteilung des Wassergehaltes in Tongemischen mit quellfesten Tonmineralien vorgeschlagen. Die Grundlage des Modells bildet eine Vereinfachung der Struktur des Gemisches. Hierfür werden die Ausgangsböden zufällig in einem repräsentativen Elementvolumen verteilt und als eine homogene Mischung betrachtet. Aus dem Verhältnis der Wassergehalte der Bestandteile untereinander können die undrainierten Scherfestigkeiten separat für die einzelnen Bestandteile berechnet werden. Durch Berücksichtigung der Volumenanteile können kann die Gesamtscherfestigkeit der Mischung bestimmt werden. Vergleiche zwischen experimentellen Daten und dem Modell zeigen, dass das vorgeschlagene Modell die undrainierte Scherfestigkeit von Tongemischen gut wiedergeben kann.

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An einer im Jahr 1960 erbauten und in Betrieb genommenen stählernen Eisenbahnbrücke zeigten sich an einigen Quersteifenanschlussdetails zum Hauptträgeruntergurt Ermüdungsrisse im Stegblech. Dies, obwohl das Anschlussdetail den damaligen Empfehlungen der nationalen Norm zum Ermüdungsnachweis entsprechend ausgeführt wurde. Im Beitrag werden die umfangreichen Dehnungsmessungen unter Bahnbetrieb dargestellt, die eine eindeutige Analyse des lokalen Spannungsfelds am kritischen Detailpunkt erlauben, mit einer möglichen Zuordnung zum Phänomen des distortion-induced fatigue cracking, jedoch mit unerwartet hohen resonanzartigen Biegebeanspruchungen im Stegblech. Mittels bruchmechanischer Analyse und Einbindung der Messwerte für die globalen und lokalen Spannungsfelder aus Bahnbetrieb sowie der bruchmechanischen Kennwerte aus entnommenen Materialproben erfolgte eine Beurteilung der noch verbleibenden Restlebensdauer. Dabei zeigten sich positive Ergebnisse, die auch in Zukunft einen uneingeschränkten Bahnbetrieb erlauben. Es zeigte sich jedoch auch, dass die komplexe Mixed-Mode-Beanspruchung am Riss erfasst werden muss und eine alleinige Erfassung des sog. Mode I, der alleinigen Querzugbeanspruchung an der Rissspitze, mitunter unsichere Ergebnisse liefern würde.

Unexpected fatigue cracks at main girders of a railway bridge - strain measurements under service and analyses based on fracture mechanics
At a steel railway bridge, erected and taken into service in 1960, fatigue cracks were detected at some transverse stiffener to web connections at the lower flange of the main girder. These findings were surprising, because this specific connection detail was suggested in previous national design standards for fatigue. The paper presents the comprehensive strain measurements under service to show the local stress field at the critical detail within the web plate of the main girder, indicating the well-known phenomenon of distortion-induced fatigue, but with unexpectedly high resonance-like bending stresses in the web. Based on fracture mechanics analyses, with implementation of the measured strain/stress data due to local and global effects at the transverse stiffener connection, as well as the measured material properties (fracture toughness and crack growth parameters) the remaining fatigue life was analysed. The positive results allow an unrestricted train operation in the future. It also turned out, that the mixed-mode effects must be taken into account and considering only mode I at the crack tip may lead to unsafe results.

Eine in Schlitzwandbauweise errichtete Kaimauer zeigt stetig anwachsende horizontale Verschiebungen. Auf der Grundlage numerischer Berechnungen wird das Zusammenwirken der einzelnen Tragelemente Schlitzwand, Kaiplatte, Pfahlrost und Baugrund als Gesamtsystem betrachtet. Es werden die Standsicherheit der Kaimauer überprüft, die Ursachen des beobachteten Verformungsverhaltens untersucht und konstruktive Maßnahmen zur Begrenzung der Verformungszuwächse empfohlen.

The multi-function station (MFS) Faido, with track crossovers located symmetrically around the transverse cavern, is accessed through a 2.7 km long access tunnel. The geology encountered in the transverse cavern and the first metres of boring the running tunnels was very different from the forecast. Technical, economic and scheduling considerations demanded the moving of the four crossovers by 600 m to the south. In the drill and blast excavation of the single-track tunnel to the north, deformations of up to 1.3 m occurred in the radius. In addition to the dangers of “squeezing rock” and “rock fall”, unforecast and serious rock burst also occurred in the east and west running tunnels, which could not have been foreseen. Yielding temporary support measures had to be carried out along a length of 500 m and sometimes massively strengthened.
Intensive probing in the form of hammer and core drilling and seismic methods (TSP - Tunnel Seismic Prediction) was carried out during the tunnel drives. The drives were also monitored with intensive rock mechanical measurements. The results of probing, the rock mechanical measurements and the interpretations of the encountered geology all confirmed that the decision was correct to move the MFS.
Die Multifunktionsstelle (MFS) Faido mit symmetrisch um die Querkaverne angeordneten Spurwechseln ist mit einem 2,7 km langen Zugangsstollen erschlossen. Die angetroffene Geologie in der Querkaverne und den ersten Metern Vortrieb in den Einspurstrecken wichen massiv von der Prognose ab. Technische, wirtschaftliche und programmliche Gründe erforderten eine Verschiebung der vier Spurwechsel um 600 m nach Süden. Im Sprengvortrieb der Einspurtunnel Richtung Norden stellten sich Deformationen von bis zu 1,3 m im Radius ein. Zu den Gefährdungen “Druckhaftigkeit” und “Nachbrüchigkeit” kamen nicht prognostizierte starke Bergschlagphänomene in der Ost- und Weströhre hinzu, die nicht vorhergesagt werden können. Die Ausbruchsicherungsmaßnahmen mussten aufgrund der Bergschlagphänomene auf ca. 500 m Länge nachgiebig ausgeführt und zum Teil massiv verstärkt werden.
Die Vortriebe wurden von einer intensiven Vorauserkundung in Form von Schlag- oder Kernbohrungen und mit Seismik (TSP - Tunnel Seismik Prediction) begleitet. Zudem wurden die Vortriebe mit intensiven felsmechanischen Messungen überwacht. Die Erkenntnisse aus den Vorauserkundungen, den felsmechanischen Messungen und den Interpretationen der vorgefundenen Geologie bestätigte die Richtigkeit der Entscheidung, die MFS zu verschieben.

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