Dieser Beitrag erscheint auch in den Ernst & Sohn-Zeitschriften Bautechnik Heft 7 und Stahlbau Heft 10.
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.

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Nachrichten:
E-CAD 3: Sichere 3D-Gebäudemodellierung zur Energieplanung - mit IFC-Viewer und BIM-Anbindung
Im Gespräch mit Lamia Messari-Becker zu Umwelt- und Klimaschutz
Mit Baukultur durch die Corona-Krise: Planungs- und Bauwirtschaft schlägt Vier-Punkte-Plan vor
Neu: FDB-Merkblätter Nr. 1 und Nr. 14
Soeben erschienen: BASt-Jahresbericht 2019
Wettbewerb “Auf IT gebaut - Bauberufe mit Zukunft 2021” ist gestartet!
BKI BAUKOSTEN NEUBAU 2020
- Aktuelle Baukosten für 75 Gebäudearten nach aktueller DIN 276
Auslobung Bayerischer Ingenieurpreis 2021
AIV: Gute Stadtplanung fängt bei Brücken an. Verbinden und beleben statt teilen

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Zum Titelbild:
Bei der Schleusenkammersanierung in Lauffen am Neckar demonstriert PASCHAL einmal mehr, dass das Motto “Effizienz in Kombination mit Schalung, Software und Service” praktisch umgesetzt wird.
Aufgrund von altersbedingten Schäden an der zweiten Schleusenkammer ist deren Grundinstandsetzung notwendig. Die Arbeiten umfassen die Erneuerung der geschädigten Kammerwände sowie das Versetzen des Oberhaupts zur Optimierung der Schleusenkammer für 110 m-Schiffe. Für ca. 2.500 m2 Stahlbetonschleusenwände sind gerade mal 300 m2 PASCHAL Wandschalung LOGO.3, 1.700 m3 GASS kombiniert mit Teilen des Traggerüstes TG60 als Mietmaterial im Einsatz. (Foto: PASCHAL)

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Unter den meisten Bedingungen sind zementgebundene Baustoffe in Trinkwasser beständig. Sehr weiches bzw. kalkarmes Wasser kann jedoch die Dauerhaftigkeit von Betonoberflächen beeinträchtigen. Auslaugungsprozesse zwischen Werkstoff und Wasser führen langfristig zur Aufweichung der Oberfläche und der einhergehende Alkalitätsverlust kann bei unzureichender Betondeckung zur Korrosion der Bewehrung führen.
Im Rahmen eines DVGW-geförderten Forschungsprojekts wurden Betonoberflächen einer mehrmonatigen Auslaugungsbeanspruchung in kalkfreiem Wasser ausgesetzt und die oberflächliche Veränderung der Proben anhand verschiedener materialtechnischer Parameter verfolgt. Die Ergebnisse erlauben direkte Rückschlüsse auf den Schädigungsmechanismus, die Auslaugungsgeschwindigkeit sowie das Schädigungsprofil. Die Ergebnisse werden mit Bezug zu den maßgeblichen Einflussparametern der verschieden porösen Betonoberflächen auf ihren Auslaugungswiderstand sowie die Bedeutung für die Dauerhaftigkeit von Betonoberflächen in Trinkwasserbehältern diskutiert.

Leaching resistance of concrete surfaces in drinking water reservoirs
Under usual conditions, cementitious materials are durable in drinking water. Pure water, on the other hand, can severely harm concrete surfaces. Consequently, the concrete surface becomes soft and the rebar-protecting passivity can be lost.
In a DVGW-funded research project, concrete surfaces were exposed in a laboratory leaching test over a duration of several months and superficial changes were monitored. The results give insight into the emerging leaching processes, the advances of the deterioration, and the deterioration depth-profile. The results are discussed in terms of the major influences of leaching and the durability of concrete surfaces in drinking water reservoirs.

Der bautechnische Zustand der in die Jahre gekommenen Verkehrsinfrastruktur verlangt in Kombination mit Ressourcenknappheit nach einer Priorisierung von Instandsetzungsmaßnahmen. Im Rahmen der Sicherheitsforschung des Bundes untersucht das Verbundforschungsvorhaben PREVIEW die Auswirkung von Sicherheitsszenarien auf die Verkehrsströme und den Bevölkerungsschutz am westdeutschen Kanalnetz. Als relevantes Sicherheitsszenario hat sich hierbei der Instandsetzungsstau bei den Verkehrswasserbauwerken erwiesen. Deren Ausfallwahrscheinlichkeit wird maßgeblich durch ihre Vulnerabilität hinsichtlich definierter Sicherheitsszenarien bestimmt. Für die Ermittlung der Vulnerabilität werden mehrdimensionale Fehlerbäume unter Berücksichtigung der Bauwerksrobustheit herangezogen. Die so ermittelte Ausfallwahrscheinlichkeit dient zusammen mit der Bauwerkskritikalität der Risikobetrachtung auf Bauwerksebene. Die Bauwerksergebnisse dienen als Grundlage für Resilienzuntersuchungen auf Kanalnetzebene.

Vulnerability of waterway structures
The technical condition of the ageing transport infrastructure, combined with the scarcity of resources, demands for the prioritization of repair measures. As part of federal security research, the PREVIEW joint research project is examining the impact of security scenarios on traffic flows and civil protection on the West German Canal Network. The maintenance backlog at the waterway structures has proven to be a relevant safety scenario. Their failure probability is largely determined by their vulnerability concerning defined security scenarios. To determine vulnerability, multi-dimensional fault trees are used, taking structural robustness into account. The failure probability determined in this way is used together with the criticality to examine the risk assessment at the building level. The building results serve as the basis for resilience studies at the canal network level.

Große Teile älterer Wasserbauwerke bestehen aus massigen Gewichtsstützwänden. Die Bauweise ist durch teilweise mehrere Meter mächtige Querschnitte aus unbewehrtem Beton oder Mauerwerk gekennzeichnet. Neben Erddruck und Einwirkungen aus dem Anlagenbetrieb sind oft hohe Wasserlasten aufzunehmen. Statische Nachrechnungen nach geltendem Regelwerk mit den üblichen vereinfachten Ansätzen führen fast immer zu rechnerischen Standsicherheitsdefiziten, aus denen wiederum aufwendige statische Verstärkungsmaßnahmen oder gar Ersatzneubauten resultieren. Defizite ergeben sich vor allem aus der Vernachlässigung des mehrdimensionalen Spannungs- bzw. Dehnungszustands und dem sehr konservativen Ansatz für den im Bauteilinneren wirkenden Riss- und Porenwasserdruck nach geltender Norm. Im folgenden Beitrag wird anhand erster numerischer Analysen an einem zweidimensionalen FE-Stützwandmodell unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Rissbildung und Verteilung des inneren Wasserdrucks gezeigt, dass mit einer genaueren Erfassung der statischen Verhältnisse rechnerische Sicherheitsreserven klar nachweisbar sind. Es ist empfehlenswert, diese Untersuchungen fortzuführen und auf eine größere Modellpalette auszudehnen, um zu verallgemeinerungsfähigen Aussagen zu kommen und damit die Basis zur Aufwertung des in der Praxis gängigen Ingenieurmodells zu schaffen.

Stability calculations for existing gravity retaining walls
Many parts of older waterway structures consist of gravity retaining walls. The construction is characterized by cross-sections, several meters thick, consisting of unreinforced concrete or masonry. Besides earth pressure and impacts caused by operation, frequently high water loads have to be borne. Static recalculations, applying the existing standards using the normal simplified approach, almost always lead to theoretical deficits regarding structural stability. These, in turn, result in expensive structural reinforcement measures or even replacement constructions. Deficits result especially from neglecting the multidimensional stress and strain states and the very conservative approach of the inner water pressure in form of crack and pore water pressure in accordance with the applicable standards. This article uses the example of numerical analyses performed in a two-dimensional FE-model of a retaining wall, taking into account the interaction between crack formation and distribution of the inner water pressure for each variation considered, to show that calculatory safety margins are clearly detectable. It is recommended to extend the scope of the analysis to a wider range of models, in order to confirm the gained findings as well as to upgrade on this basis the engineering model in common practice.

Verkehrsinfrastrukturen sind elementarer Bestandteil der heutigen global vernetzten Welt. Dennoch werden diese wichtigen Infrastrukturen in vielen Ländern zunehmend strukturell anfälliger, weil sie oft von Überalterung und einem zunehmenden Instandhaltungsrückstau geprägt sind. Insbesondere im Bereich der Wasserstraßen sind zudem die Kenntnisse über die Anfälligkeit der Bauwerke und das Gefahrenpotenzial bei Versagen oder aktiver Zerstörung lückenhaft oder veraltet. Es besteht akuter Handlungsbedarf hinsichtlich einer Steigerung der Resilienz einzelner Bauwerke und somit des gesamten Systems Wasserstraße als kritische Verkehrsinfrastruktur. Hierzu wird im Rahmen der Sicherheitsforschung der Bundesrepublik Deutschland ein systemischer Ansatz entwickelt, der die Ableitung einer risikobasierten Instandhaltungsstrategie ermöglicht. Risikoanalysen bewerten die Vulnerabilität unterschiedlicher Bauwerkstypen und identifizieren gefährdete Verkehrswasserbauwerke anhand der Bewertung der Versagensfolgen. Die Versagensfolgen reichen dabei von Funktionsausfällen einzelner Bauwerke über wirtschaftliche Schäden durch sinkende Transportleistungen im Güterverkehr bis hin zu Gefährdungen für die Bevölkerung, die mit dem Versagen der Wasserstraßeninfrastruktur einhergehen.

Level system for the resilience assessment of critical transport infrastructures using the example of waterways
Transport infrastructures are an elementary component of today's globally networked world. Nevertheless, in many countries they are characterized by overaging and an increasing backlog of maintenance. Particularly in the area of waterways, detailed knowledge of the vulnerability of system elements and of the potential danger of failure or active destruction is incomplete or outdated. There is an acute need for action to increase the resilience of individual structures and thus of the entire waterway system as a critical transport infrastructure. For this purpose, in the context of the German federal safety research program a systemic approach will be developed that enables the derivation of a risk-based maintenance strategy. Risk analyses evaluate the vulnerability of different structure types and identify endangered waterway structures on the basis of an evaluation of failure consequences. The consequences of failure range from functional failures of individual structures to economic damage caused by declining transport performance in freight traffic to risks for the population associated with the failure of the waterway infrastructure.

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In den kommenden Jahren steht im Bereich der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) eine Vielzahl an großen Baumaßnahmen in den Bereichen Ersatzneubau und Grundinstandsetzung von massiven Wasserbauwerken an. Diese Maßnahmen müssen trotz hoher Anforderungen an die Dauerhaftigkeit und Verfügbarkeit massiver Wasserbauwerke zuverlässig, effizient und kostengünstig abgewickelt werden. Der Einsatz von Fertigteilen und Teilfertigteilen aus Stahlbeton bietet in diesem Zusammenhang interessante technische und wirtschaftliche Möglichkeiten. Das diesbezügliche Anwendungspotenzial soll gezielt analysiert, bewertet und genutzt werden. Die notwendigen Voraussetzungen für eine systematische Verwendung von Fertigteilen im Wasserbau bis hin zu Regelungen für Bemessung, Baustoffe und Bauausführung werden im Rahmen eines FuE-Vorhabens der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) erarbeitet.

Use of precast reinforced concrete elements in massive hydraulic engineering
In the coming years, a large number of major construction measures is being expected in the Federal Waterways and Shipping Administration (WSV) for replacement and overhaul of massive hydraulic engineering structures. These measures must be carried out reliably, efficiently and cost-effectively despite high demands on the durability and availability of massive hydraulic structures during their service life. In this context, the use of precast and semi-precast (with in-situ concrete topping) reinforced concrete elements offers interesting technical and economic possibilities. The resulting application potential is to be specifically analysed, evaluated and used. The necessary requirements for a systematic use of precast reinforced concrete elements in hydraulic engineering including the corresponding regulations for design, building materials and construction are being developed within the framework of an R&D project of the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW).

Die Arbeiten am größten deutschen Küstenschutzbauwerk stellten für das ausführende Unternehmen ZÜBLIN eine große Herausforderung dar. Die Decken aller vier Wehrpfeiler des Eidersperrwerks müssen instand gesetzt werden. Zur Beurteilung des tatsächlichen Schädigungsgrads sowie des Arbeitsaufwands und die Optimierung des Instandsetzungskonzepts wurde die Decke des Wehrpfeilers 2 probeweise instand gesetzt. Durch hohe Anforderungen hinsichtlich der Qualität und des Bauablaufs war eine bis ins kleinste Detail ausgearbeitete Terminplanung notwendig. Zudem erschwerten die aufgrund der geografischen Lage vorhandenen äußeren Rahmenbedingungen die Bauarbeiten. Wind und Wetter, die Begrenzung der Bauzeit durch den Einbruch der Sturmflutsaison und die Aufrechterhaltung des Betriebs sowie der Zugänglichkeit des Bauwerks erforderten verstärkte Schutzmaßnahmen und eine enge Abstimmung aller Beteiligten. Der unerwartete Fund von oberflächennahen Spanngliedern und Spannglocken bedurfte eine umfassende Anpassung der geplanten Bauverfahren. Die vollständige Umplanung der Dehnfugenkonstruktion sowie der Einsatz von auf diesen speziellen Anwendungsfall optimal abgestimmten Materialien ermöglichten einen erfolgreichen Abschluss des Bauvorhabens.

Test repair of a defensive pillar ceiling at the Eidersperrwerk
The repair work on the first of the four defensive pillars of Germany's largest coastal protection structure presented a major challenge for the executing companies. The upper areas of all four defensive pillars of the Eidersperrwerk must be repaired. In order to assess the actual degree of damage, the workload and the optimization of the repair concept, the ceiling of the defensive pillar 2 was repaired on a trial basis.
Due to high requirements in terms of quality and construction process, scheduling was necessary down to the smallest detail. In addition, the external conditions available due to the geographical location made construction work more difficult. Wind and weather, limiting the construction time due to the onset of the storm surge season and maintaining the operation and accessibility of the structure required increased protection measures and close coordination of all parties involved. The unexpected discovery of near-surface prestressing tendons and clamping bells required a comprehensive adaptation of the planned construction procedures. The complete rescheduling of the expansion joint construction as well as the use of materials optimally adapted to this particular application made it possible to successfully complete this construction project.

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Das 1931 in Betrieb gegangene Hochwassersperrtor Ladenburg wird ab einem Hochwasser mit einem Wiederkehrintervall von zwei Jahren geschlossen und schützt damit die sich entlang des Seitenkanals befindlichen Industrie- und Wohngebiete vor Überflutung. Das Hochwassersperrtor wird nun durch einen Neubau ersetzt. Als bewegliches Verschlusssystem kommt ein Drucksegment mit zweiseitigem hydraulischem Antrieb zum Einsatz. Um eine ständige Einsatzbereitschaft zu garantieren, lässt sich der Segmentkörper im Notfall auch ohne Energiezufuhr schließen. Die Antriebs- und Steuerungstechnik wurde hierfür entsprechend ausgelegt. Zudem wurde auf geringen Betriebs- und Unterhaltungsaufwand besonderer Wert gelegt.
Bei der Entwicklung und der Umsetzung des Einhub- und Montagekonzepts stellten die Dimensionen und der Einbauort des Segmentkörpers die maßgeblichen Herausforderungen dar. Aufgrund von Änderungen der Randbedingungen während der laufenden Baumaßnahme musste das Einhub- und Montagekonzept angepasst werden, was umfangreiche Umbauarbeiten am schon fertiggestellten Segmentkörper erforderlich machte.

The new locking system of the Ladenburg flood barrier gate
In operation since 1931, the Ladenburg flood barrage gate will be replaced by a new one. It will be closed after a flood with a recurrence interval of two years, thus protecting the industrial and residential areas from flooding alongside the canal. A segment with a two-sided hydraulic drive is used as a movable closure system. To guarantee permanent operational readiness, the segment body can be closed without energy supply. In particular, the drive and control technology has been designed accordingly. Furthermore, special attention was paid to low operating and maintenance costs.
The main challenges during the development and implementation of the lifting and assembling have been the dimensions and the installation in situ of the segment. Due to changes in the boundary conditions during the ongoing construction work, the hoisting and assembly concept had to be adapted, which required extensive conversion work on the already completed segment.

Bei Europas derzeit größter Wasserbaustelle, dem Neubau der fünften Schleusenkammer in Brunsbüttel, kommen zur Rückverankerung der Schleusenkammerwände und -sohle sog. Düsenstrahlpfähle zum Einsatz. Der Einsatz dieser Elemente wurde aufgrund mehrerer Aspekte erforderlich: im Nahbereich der über 100 Jahre alten Schleusen darf nicht gerammt werden, das Grundwasser (GW) weist erhöhte Konzentrationen an Ammonium und Sulfat im Lastabtragungsbereich der geplanten Rückverankerung auf, zudem müssen vergleichsweise hohe Lasten bis zu 2600 kN abgetragen werden.
Die Düsenstrahlpfähle bestehen aus einer Düsenstrahlsäule mit einem Durchmesser von 1,0 m und Längen bis zu 7,5 m, in die ein Stahlzugglied (Durchmesser bis 14 cm) eingestellt wird. Da für derartige Düsenstrahlpfähle keine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung existiert, wurde nach umfangreichen Untersuchungen und theoretischen Betrachtungen eine Zustimmung im Einzelfall erteilt.
Die Düsenstrahlpfähle wurden gewählt, weil beim Aufdüsen des Baugrunds durch unterschiedliche Erosionswiderstände eine Verzahnung der Düsenstrahlsäule mit dem Baugrund entsteht. Somit wird, unter Einsatz eines Zements mit einem geringen w/z-Wert von 0,6, eine dauerhafte Lastabtragung, selbst bei Betonangriff, gewährleistet. Die Düsenstrahlpfähle kommen in Tiefen ab 25 m u. GOK (in den tragfähigen Sanden) zum Einsatz. Umfassende Betrachtungen zu den Grundwasserverhältnissen und zur -beschaffenheit konnten den Einsatz der Düsenstrahlpfähle optimieren.

Jet grouted piles for the Brunsbüttel lock with special consideration of the GW-conditions
At Europe's currently largest water engineering construction site, the construction of the fifth lock chamber in Brunsbüttel, so-called jet grouted piles are used to anchor back the lock chamber walls and lock base. The use of these elements became necessary for several reasons: in the vicinity of the locks, which are over 100 years old, driving is not permitted, groundwater that attacks concrete (ammonium and sulphate) occurs in relevant proportions in the load transfer area and comparatively high loads of up to 2600 kN must be transferred.
The jet grouted piles consist of a jet column with a diameter of 1.0 m and lengths up to 7.5 m, into which a steel tension member (diameter up to 14 cm) is inserted. As there is no general approval by the building authorities for such jet grouted piles, the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure (BMVI) granted approval in individual cases (ZiE) after extensive investigations and theoretical considerations.
The jet grouted piles were chosen because the jet grouting of the subsoil creates an interlocking of the jet grout column with the subsoil due to different erosion resistances. Thus, using a cement with a low w/c-value of 0.6, a permanent load transfer is guaranteed, even if the concrete is attacked. The jet grouted piles are used at depths from 25 m below ground level (in the load-bearing sands). Comprehensive observations of the groundwater conditions and the nature of the groundwater were utilized to optimise the use of the jet grouted piles.

Die Altersstruktur und der damit verbundene Zustand der Wehranlagen in Deutschland fordern in den kommenden Jahren an zahlreichen Anlagen tief greifende bauliche Maßnahmen. Gleichzeitig sind die personellen Ressourcen für die Umsetzung dieser Aufgaben begrenzt.
Das Wasserstraßen-Neubauamt (WNA) Aschaffenburg verfolgt deshalb ein Konzept zur Ermittlung des Instandsetzungs- bzw. Ersatzbedarfs für die Wehranlagen am Main. Um die Dringlichkeit und den Umfang einzelner Maßnahmen an den Anlagen zu erkunden und abzuschätzen, werden zunächst die Wehranlagen Freudenberg, Rothenfels, Steinbach, Harrbach und Erlabrunn tiefergehend auf ihren Zustand hin untersucht.
Im Rahmen der Zustandsbegutachtung ist die innere Standsicherheit der bestehenden Wehrpfeiler betrachtet worden. Dies ist auf Grundlage des BAW-Merkblatts “Bewertung der Tragfähigkeit bestehender, massiver Wasserbauwerke (TbW)” erfolgt. Am Beispiel der Wehranlage Erlabrunn wird hier die Vorgehensweise dargestellt und Schlussfolgerungen daraus gezogen. Insbesondere die Nachrechnung der unbewehrten Betonbauteile im Bereich der Verschlussnischen stellt eine große Herausforderung dar. Es werden Berechnungsansätze für die Detailnachweise in diesen Bereichen aufgezeigt.
Durch die analoge Betrachtung von fünf Wehranlagen ist ein anschließender Vergleich gegeben, welcher die Priorisierung der Grundinstandsetzungen möglich macht.

Experience with the recalculation of five weir systems according to TbW
The age structure and the associated condition of the weirs in Germany will demand far-reaching construction measures at numerous facilities in the coming years. Concurrently, the personnel resources for the implementation of these tasks are limited.
Therefore the Wasserstraßen-Neubauamt (WNA) Aschaffenburg is pursuing a concept for determining the repair or replacement requirements for the weirs on the Main. In order to explore and estimate the urgency and scope of individual measures at the weirs, the condition of the weirs at Freudenberg, Rothenfels, Steinbach, Harrbach and Erlabrunn are first examined in greater depth.
The internal stability of the existing weir piers will be examined within the scope of the condition assessment. This is accomplished on the basis of the BAW instruction sheet “Bewertung der Tragfähigkeit bestehender, massiver Wasserbauwerke (TbW)”. Using the example of the Erlabrunn weir system, the procedure is described here and conclusions are drawn. It was shown that especially the recalculation of the non-reinforced concrete components in the area of the sealing niches is a great challenge. Furthermore calculation approaches for the detailed verifications in these areas are shown.
By considering five weir systems similarly, a subsequent comparison is given, which enables a priorition oft he basic repairs.

Die Digitalisierung im Verkehrswasserbau bietet einerseits große Chancen und ist andererseits eine große Herausforderung für die nächsten Jahre. Um das Effizienzpotenzial der Digitalisierung voll auszuschöpfen, muss der gesamte Lebenszyklus der Bauwerke vom Planen und Bauen bis zum Betreiben und Unterhalten betrachtet werden. Unter dieser Voraussetzung ergeben sich Perspektiven, die weit über die Bauwerksplanung und die intelligente Bauwerksmodellierung hinausgehen. Der vorliegende Beitrag präsentiert mögliche Wege für eine erfolgreiche Digitalisierung im Verkehrswasserbau und zeigt auf, welche konkreten Schritte bereits heute unternommen werden können, um eine stabile Basis für eine nachhaltige digitale Entwicklung zu schaffen.

Digitalisation for hydraulic engineering
On the one hand digitalisation offers great opportunities for hydraulic engineering, while at the same time also being a major challenge for the upcoming years. To fully utilize the efficiency potential of digitalisation, the entire life cycle of structures must be considered: planning, construction, operation and maintenance. Thus opportunities that go far beyond (the digitalisation of) hydraulic structure planning and intelligent hydraulic structure modeling, seem feasible. This article describes possible approaches to successfully digitalizing the field of hydraulic engineering and it goes on to show which steps can be taken to build a foundation for sustainable digital development.

Wettbewerbe:
Architekturpreis Beton 2020 entschieden

Nachrichten: Praxisorientierte Arbeitshilfe für den effizienten Mauerwerksbau
DBV-Neuerscheinung zur “Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton- und Spannbetonbau” - Ein Muss für Tragwerksplaner

Nachrichten: Additive Fertigung von keramischen Bauteilen

Veranstaltungen: HNTAG 2020 - Planung, Bemessung und Ausführung am 24. September 2020

Rezensionen: Rolf-Herbert Krüger: Das Bauwesen in Brandenburg-Preußen im 18. Jahrhundert

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Zum Titelbild:
Der Neubau des Bürogebäudes Inn.Kubator, das digitale Gründerzentrum Niederbayerns, wird aktuell in Passau direkt neben der dortigen Universität gebaut.
Im dem modernen Bürogebäude kommen die Innovationen BEEPLATE® Hohlkörperdecke und die BAMTEC® Bewehrungstechnologie zum Einsatz.
Die weitgespannten Ortbetonflachdecken wurden als BEEPLATE® Hohlkörperdecken ohne Unterzüge oder Verdickungen realisiert. Das hat den Bau der Decken enorm vereinfacht.
In Kombination mit der BAMTEC® Bewehrungstechnologie wurde zusätzlich Bauzeit eingespart. Das Ausrollen der mengenoptimierten, bis zu 1,5 t schweren BAMTEC® Elemente, ging einfach und schnell. Die Qualität wird durch die maschinelle Vorfertigung und die Durchgängigkeit der Daten von der Planung in die Produktion gewährleistet. Siehe auch: www.beeplate.com; www.bamtec.com. (Foto: Häussler Innovation)

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Der circa 160 m hohe Kühlturm des Kernkraftwerks Mülheim-Kärlich wurde konventionell ohne Sprengung in einem mehrstufigen Prozess abgebrochen. Der Prozess unterteilt sich in die Phasen: vertikaler Zugang, maschineller und automatisierter Abbruch der oberen Kühlturmhälfte, kontrollierter Kollaps der unteren Kühlturmhälfte, Restabbruch. Es wird eine neue Methodik für den Abbruch präsentiert, bei dem die Struktur erst durch Schnitte in der Kühlturmschale und dann durch das sukzessive Entfernen von Stützen geschwächt wurde. Ein definierter Impuls, das Entfernen eines kritischen Stützelements, führt zu einem dem Abbruch mit Sprengstoff ähnlichen Versagen. Der Abbruchprozess wurde mithilfe der Finite-Elemente-Analyse modelliert. Ein progressives Versagensmodell, das anhand von Materialversuchen kalibriert und validiert wurde, konnte das Versagen der Schale präzise vorhersagen. Solche Analysetechniken können effektiv eingesetzt werden, um die Sicherheit des Abbruchs mittels kontrollierten Einsturzes hinsichtlich Einsturzverhalten, Fallrichtung und Erschütterungsprognose zu verbessern.

Conventional Demolition of Cooling Towers using a Progressive Damage Model
The approximately 160 m high cooling tower of the Mülheim-Kärlich nuclear power plant was conventionally demolished in a multi-stage process. This process is comprised of the following stages: vertical access, demolition of the upper third of the cooling tower using a remote-controlled excavator, controlled collapse of the lower part of the cooling tower, residual demolition. Here we present a novel approach to demolition, where the structure is first weakened by cuts and removal of base columns, and then a defined impulse, e.g. removal of a critical support element leads to failure akin to the demolition with explosives. We modeled the collapse using finite element analysis. A progressive failure model, validated from coupon tests, could accurately predict the failure of the concrete in compression. We showed that such analytical techniques can be effectively utilized to plan the demolition of cooling towers where non-traditional demolition techniques are required.