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Titelbild: Bautechnik 7/2020Bautechnik7/2020Titelbild

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Zum Titelbild:
Bagger-Anbaufräsen ermöglichen präzise und schonende Eingriffe in bestehende Bausubstanz. Anders als etwa beim Einsatz von Hydraulikhämmern sorgen sie für einen stetigen und damit erschütterungsarmen Materialabtrag. Dadurch wird die verbleibende Konstruktion von harten Schlägen und Beschädigungen verschont. Dies erweist sich auch bei der aktuellen Modernisierung einer Wehranlage an der Saale in Wettin (Sachsen-Anhalt). Auf einer neu zu erstellenden Bodenplatte sowie zehn Wehrpfeilern aus Beton werden neue Wehrklappen errichtet. Um eine ebene Fläche zur Gründung dieser Konstruktionen zu schaffen, musste ein keilförmiger Teil aus dem Schussboden unterhalb der Wehranlage entfernt werden. Das beauftragte Bauunternehmen verwendete hierfür erfolgreich eine Querschneidkopffräse des Typs KR 120 von KEMROC. (Foto: KEMROC)

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Inhalt: Bautechnik 7/2020Bautechnik7/2020Inhalt

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Glatz, Bernhard; Bettinelli, Lara; Fink, JosefTriebfahrzeuge und Fahrzeug-Brücken-Interaktion in der dynamischen Berechnung von EisenbahnbrückenBautechnik7/2020453-461Aufsätze

Kurzfassung

Bei der dynamischen Berechnung von Eisenbahnbrücken können die überfahrenden Züge durch verschiedene Ansätze modelliert werden. Sofern die Fahrzeuge als Mehrkörpersystem aus gefederten und gedämpften Einzelmassen abstrahiert werden, ist die Fahrzeug-Brücken-Interaktion zufolge der mit dem Tragwerk mitschwingenden Fahrzeugmassen im Modell berücksichtigt. Um diesen Effekt im Vergleich zu vereinfachten Zugmodellen aus überfahrenden Einzelkräften zu untersuchen, wurden zahlreiche wissenschaftliche Studien durchgeführt. Oftmals werden dabei die Triebfahrzeuge nicht mitgerechnet, um eine möglichst gleichmäßige Anregung des Tragwerks zu erzielen. In diesem Beitrag wird einerseits der Einfluss der Triebfahrzeuge auf die dynamische Tragwerksantwort von Einfeldträgerbrücken in Beton- und Stahlbauweise untersucht, andererseits wird die Frage behandelt, ob die Ergebnisse von Studien zur Fahrzeug-Brücken-Interaktion für Eisenbahnzüge ohne Triebfahrzeug auch auf die reale Situation von Zügen mit Triebfahrzeug anwendbar sind. Dazu werden dynamische Berechnungen an einem Parameterfeld fiktiver Einfeldträgerbrücken für den österreichischen Hochgeschwindigkeitszug “Railjet” durchgeführt.

Power cars and vehicle-bridge-interaction in the dynamic calculation of railway bridges
In the dynamic calculation of railway bridges, the passing trains can be modelled in various ways. If a multi-body-system consisting of sprung and damped masses is chosen as a vehicle model, the vehicle-bridge-interaction due to excited masses is taken into account in the calculation. Multiple scientific studies have been carried out in order to evaluate this effect in comparison to simpler vehicle models consisting of moving single loads. Many of these studies omit the power cars in order to achieve a consistent excitation of the bridge. In this article, the influence of the power cars on the dynamic response of simply supported concrete and steel bridges is analysed. Furthermore, it examines whether the scientific results of studies dealing with the vehicle-bridge-interaction for train models omitting the power car can also be applied to a realistic situation with trains including power cars. Therefore, dynamic calculations are carried out for a parametric field of simply supported bridges and the Austrian high speed train “Railjet”.

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Gschösser, Florian; Lumetzberger, Dominik; Burtscher, Eugen; Tautschnig, ArnoldÖkologische Nachhaltigkeit von Großumbaumaschinen bei Ober- und Unterbausanierungen von Bahntrassen - Bewertung von Baudurchführungskonzepten für das Projekt Lustenau-LauterachBautechnik7/2020462-472Aufsätze

Kurzfassung

Diese Studie untersucht die ökologischen Nachhaltigkeitspotenziale von Eisenbahnober- und -unterbausanierungen mit Großbaumaschinen (Aushubmaschine (AHM), Schnellumbauzug (SUZ) und Gleisstopfmaschine), wozu ein ökobilanzieller Vergleich zu Sanierungen mit konventionellem Erdbau (Bagger, Planierraupe, Walze und Lkw) durchgeführt wird. Als Fallstudie wird ein Abschnitt des Projekts Lustenau-Lauterach der ÖBB herangezogen. Die Studie untersucht relevante Prozesse bis zur Fertigstellung der Sanierung, d. h. vom Rückbau bis zur Materialproduktion, dem Materialtransport bis hin zum Einbau der notwendigen Materialien. Dabei werden Unterschiede bzgl. Treibstoffverbrauch der Baumaschinen, Anteilen an der Maschinenproduktion (Verhältnis Baudauer zu Lebensdauer der Maschine), Materialrecycling, Materialtransport und Transportlogistik bzw. Schienenersatzverkehr in Abhängigkeit von notwendigen Streckensperren untersucht. Die Gegenüberstellung der Ökobilanzergebnisse zeigt für die Großbaumaschinenvariante Vorteile von bis zu 46 % an reduzierten Umweltbelastungen, obwohl die Großbaumaschinen aufgrund ihrer höheren Motorleistung einen höheren Bedarf an Treibstoff für die Herstellungsprozesse benötigen. Die Verlagerung der Materialtransporte auf die Schiene, die Vermeidung der Notwendigkeit einer Baustraße, die Möglichkeit der Materialaufbereitung in der AHM und eine Verkürzung der Streckensperre bewirken jedoch einen positiven ökologischen Effekt, welcher den Mehrverbrauch an Diesel für die Herstellungsprozesse kompensiert.

Environmental sustainability of railway superstructure and substructure refurbishments with heavy construction equipment
This study analyzes the environmental potentials of railway superstructure and substructure refurbishments with heavy construction equipment (excavating machine, track renewal train and track tamping machine), wherefore a comparative LCA to a refurbishment with conventional earthworks is carried out. The study object is a refurbishment section of a project of the ÖBB. Thereby, relevant processes until the completion of the refurbishment are examined. Differences regarding fuel consumption of the construction equipment, the shares on equipment production (ratio of construction duration to equipment lifetime), material recycling for unbound base courses, material transport, transport logistics and replacement bus services depending on necessary route closures are therefore examined in detail. The comparison of the LCA results shows advantages of up to 46 % for the heavy equipment variant, although these machines require higher fuel consumptions for construction processes due to higher engine power. However, rail-bound transports, avoiding the need of a site road, the possibility of material recycling in the excavating machine and the shortening of the route closure period cause positive environmental effects, which compensate the additional fuel consumption for the construction processes.

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Reiterer, MichaelExperimentelle und numerische Untersuchung einer bestehenden Eisenbahnbrücke bei ZugüberfahrtBautechnik7/2020473-489Aufsätze

Kurzfassung

Die dynamischen Kennwerte und das Schwingungsantwortverhalten bei Zugüberfahrt werden an einem schiefwinkeligen einfeldrigen Stahlbetonplattentragwerk experimentell und numerisch untersucht. Bei der numerischen Untersuchung werden unterschiedliche Detaillierungsgrade der Brückenmodelle betrachtet und die Ergebnisse der berechneten Eigenfrequenzen und Schwingungsantworten bei Zugüberfahrt miteinander verglichen und diskutiert. Die experimentellen Untersuchungen beinhalten die Anwendung der krafterregten Schwingungsanregungsmethode zur Ermittlung der tatsächlichen Größe der dynamischen Kennwerte des Tragwerks und die Messung der Tragwerksreaktionen bei Zugüberfahrt. Mit den experimentell ermittelten dynamischen Kennwerten werden die numerischen Brückenmodelle kalibriert und eine Neuberechnung der Schwingungsantworten wird durchgeführt. Die Abweichungen der bei Zugüberfahrt am realitätsangepassten numerischen Modell ermittelten Tragwerksreaktionen werden mit den messtechnisch ermittelten Werten verglichen. Ziel des Vergleichs ist die Ermittlung und Darlegung von anzuwendenden Signalanalyse- bzw. Filtermethoden zur Erzielung einer bestmöglichen Übereinstimmung der Tragwerksreaktionen des Modells mit der Realität. Es werden Empfehlungen für die Wahl des Detaillierungsgrads der numerischen Brückenmodelle bei Zugüberfahrtssimulationen und für die Festlegung der maßgebenden Eigenfrequenzen bei der Durchführung von Schwingungsmessungen an realen Tragwerken gegeben.

Experimental and numerical investigation of an existing railway bridge during train crossing
In this paper the dynamic parameters and the vibration response during train crossing of an inclined single span concrete plate bridge is experimentally and numerically investigated. In the numerical analyses different levels of detail of the numerical model are considered and the gained results of calculated natural frequencies and vibration responses during train crossing are compared and discussed. Within the experimental investigation of the bridge structure the forced vibration excitation method is applied to determine the real dynamic parameters and in addition measurements of the train crossing are performed to determine the time history of vibration response. The gained measurement results of natural frequencies and damping coefficients are used to calibrate the theoretical numerical models to the real behaviour and numerical calculations are repeated. The discrepancy of the measured vibration response and the calculated response in the numerical models during train crossing is analysed and valuated. The goal of this comparison is to determine signal analyses methods that have to be applied to the measured raw data in order to get a good agreement. Recommendations of necessary levels of detail of numerical models in dependence to the type of bridge structure are specified. In addition, recommendations for choosing the relevant natural frequencies that have to be identified within dynamic measurements of real bridge structures are indicated.

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Mangelfreies Planen und BauenBautechnik7/2020489Nachrichten

Kurzfassung

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Salcher, Patrick; Onay, Abdurrahman; Adam, ChristophEffekt der Boden-Bauwerksinteraktion auf die Dynamik rahmenartiger EisenbahnbrückenBautechnik7/2020490-498Aufsätze

Kurzfassung

Kritische Resonanzerscheinungen an Eisenbahnbrücken verursacht durch Hochgeschwindigkeitszüge führen zu großen Verformungen, Beschleunigungen und Spannungen am Tragwerk und werden maßgeblich von den Eigenfrequenzen beeinflusst und nur durch die Dämpfung begrenzt. Gerade bei Rahmentragwerken mit kurzen Spannweiten ist durch ihre Einbindung in den Untergrund eine starke Boden-Bauwerksinteraktion zu erwarten, die zu einer hohen geometrischen Dämpfung durch Wellenausbreitung im Boden führt. In der vorliegenden Studie wird mittels numerischer Simulationen der Einfluss der Boden-Bauwerksinteraktion auf die Dynamik von rahmenartigen Eisenbahnbrücken anhand von Eigenfrequenzen, Eigenschwingungsformen und äquivalenten Dämpfungskoeffizienten bewertet. Grundlage sind einfache ebene Finite-Elemente(FE)-Modelle, bestehend aus Rahmenstruktur und umliegendem Boden. Aus der nach einem Kraftstoß in der Mitte des Riegels bzw. Stiels folgenden freien Schwingungsantwort wird die Grundfrequenz der Eigenschwingungen in vertikaler bzw. horizontaler Richtung ermittelt. Das Abklingverhalten dieser Antwort dient der Identifikation der effektiven Dämpfung. Um einen umfassenderen Einblick zur Dynamik dieser Tragwerke zu erhalten, werden in einer Parameterstudie die Geometrie des Rahmentragwerks und die Bodenparameter variiert.

Effect of soil-structure interaction on the dynamics of portal frame railway bridges
Critical resonance phenomena on railway bridges caused by high-speed trains lead to large deformations, accelerations and stresses on the structure, which are significantly influenced by the natural frequencies of the structure and only limited by damping. Particularly portal frame structures with short spans are expected to have a strong soil-structure interaction because they are integrated into the subsoil, which leads to a high geometric damping due to wave propagation in the ground. In the present study the influence of soil-structure interaction on the dynamics of frame-type railway bridges is assessed by numerical simulations, based on natural frequencies, natural vibration modes and equivalent damping coefficients. The basis are simple plane finite element (FE) models, which consist of the frame structure and the surrounding soil. From the free vibration response induced by a pulse load in the center of the beam or column, the fundamental frequency in vertical or horizontal direction is determined. The decay of this response is used to identify effective damping. To obtain a more comprehensive insight into the dynamics of these structures, the geometry of the frame model and the soil parameters are varied in a parameter study.

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Bielak, Jan; Will, Norbert; Hegger, JosefZwei Praxisbeispiele zur Querkrafttragfähigkeit von Brückenplatten aus TextilbetonBautechnik7/2020499-507Aufsätze

Kurzfassung

Textilbewehrter Beton (TRC) bei Neubauteilen kombiniert Hochleistungstextilien mit einer neuen Generation hochfester Betone. Aufgrund der Korrosionsbeständigkeit der nichtmetallischen Bewehrung ist der Einsatz von TRC für Außenbauteile insbesondere bei Frost-Tausalzbelastung vielversprechend. So können die Betondeckung und das Eigengewicht reduziert werden und die Herstellung schlanker Bauelemente sowie dünner Platten ohne zusätzliche Abdichtung oder Schutzbeläge ist möglich. Bei der Planung mehrerer Brücken im Remstal und in Ottenhöfen wurden theoretische Modelle und Erfahrungen aus Forschungsprojekten genutzt, um TRC-Platten ohne Querkraftbewehrung einzusetzen. Begleitend zur Bauausführung wurden experimentelle Untersuchungen zur Querkrafttragfähigkeit durchgeführt, um die Qualität der Ausführung zu überprüfen und die Annahmen zu validieren. Der vorliegende Beitrag zeigt die Anwendungspotenziale sowie Herausforderungen für den Einsatz von TRC in Ingenieurbauwerken auf.

Two examples from practice for shear capacity of textile-reinforced bridge decks
Textile-reinforced concrete (TRC) for new constructions combines high-performance textiles with a new generation of high-strength concretes. Due to the corrosion resistance of the non-metallic reinforcement, the use of TRC for exterior applications is promising, especially with freeze-thaw and de-icing salt exposition. The concrete cover and dead loads can be reduced and the production of slender structural elements as well as thin slabs without additional waterproofing or protective decking becomes possible. During the design of several bridges in Remstal and in Ottenhöfen, theoretical models and experiences from previous research projects were used to apply TRC slabs without shear reinforcement. Accompanying the production and construction works, experimental investigations of shear capacity were carried out for quality control of the execution and for validation of assumptions. The present article shows the application potentials and challenges for the use of TRC in civil engineering structures.

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Marzahn, Gero; Mertzsch, Olaf; Kramer, LisaDer Traglastindex zur Bewertung struktureller Eigenschaften von StraßenbrückenBautechnik7/2020508-516Berichte

Kurzfassung

Dieser Beitrag erscheint auch in den Ernst & Sohn-Zeitschriften Beton- und Stahlbetonbau 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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Gehring, Markus; Bayer, DanielaSemi-integrale Gumpenbachbrücke in Kornwestheim - Querverschub einer Brücke einschließlich Stützen und FundamenteBautechnik7/2020517-523Berichte

Kurzfassung

Für eine ressourcensparende und zukunftsorientierte Bauweise ist der Querverschub einer semi-integralen Brücke inkl. ihrer Stützen und Fundamente die passende Antwort auf die Frage, wie man eine zweibahnige Brücke im Zuge einer stark befahrenen Hauptverkehrsachse ersetzt, ohne den Verkehr länger als vier Wochen auf zwei Fahrspuren einzuengen. Die Gumpenbachbrücke im Zuge der B 27 in Kornwestheim inmitten der Metropolregion Stuttgart hat eine Länge von ca. 100 m. Innerorts liegend, besteht sie aus zwei Teilbauwerken mit jeweils drei Feldern. Die gevouteten Spannbetonplattenbalken sind monolithisch mit den Stützen verbunden und ergeben mit der Kalottenlagerung an den Widerlagern ein semi-integrales Bauwerk. Eines der beiden Teilbauwerke der zweibahnigen Bundesstraße wird zunächst in Seitenlage gebaut, um den Verkehr darauf umzuleiten. In mehreren Bauphasen werden die parallel liegenden Bestandsbauwerke abgebrochen und das zweite Teilbauwerk errichtet. Schlussendlich wird das in Seitenlage erstellte semi-integrale Brückenbauwerk einschließlich seiner Stützen und Fundamente mittels hydraulischer Hub- und Verschubsysteme in seine Endlage verschoben. Bei der Dimensionierung und der konstruktiven Ausbildung des Bauwerks ist der Querverschub für Bau- und Endzustand zu berücksichtigen. Im folgenden Beitrag wird auf die wichtigsten Aspekte der Entwurfsplanung eingegangen.

Lateral shifting of a bridge including columns and foundations
How we can tackle the challenge of building a new two-lane bridge on an extremely busy main traffic axis without reducing the traffic from four lanes to two lanes for longer than four weeks? The appropriate answer to this question in the context of resource-efficient and forward-looking planning processes is to shift the semi-integral bridge including its columns and foundations laterally. This method is used for the Gumpenbach Bridge on the main B 27 road in Kornwestheim in the metropolitan region of Stuttgart which has a length of nearly 100 m. The two bridges, each with three spans, are located in the centre of town so noise reduction barriers will be installed. The vaulted, pre-stressed concrete slab beams are monolithically connected to the supports so that a semi-integral structure exists with spherical bearings at the abutments. First of all one of the two partial structures of the two-lane highway is built in a lateral position so that the traffic can be transferred onto it before the other bridge is demolished. Finally, the semi-integral bridge structure, including its supports and foundations, is moved to its final position by means of hydraulic lifting and displacement systems. The static pre-dimensioning and the structural design of the structure as well as its structural conditions take this lateral shifting into account. The following report summarizes the most important aspects of the design process.

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Neuer Termin der FeuerTrutz 2020 am 30. September und 1. OktoberBautechnik7/2020523Veranstaltungen

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Richert, Christian; Hanek, DieterBewährte Standards der Schal- und BewehrungsplanungBautechnik7/2020524-532Berichte

Kurzfassung

Die technischen Möglichkeiten der Planung steigen mit den digitalen Methoden, wie der 3-D-Konstruktion und Building Information Modeling, deutlich an. Auch im Bereich der Tragwerksplanung kann dies dazu führen, dass der Fokus der Konstruktionsplanung nicht mehr ausreichend auf dem technisch Notwendigen und dem vertraglich vereinbarten Umfang der Ausführungspläne liegt. Die Tendenz zu Ausführungsplänen mit einem immer komplexeren Inhalt nimmt stetig zu, was mit der Qualifikation und der Umsetzungsfähigkeit der Bauausführenden vor Ort nicht immer im Einklang steht und tw. dadurch verursacht wird. Es entsteht häufig ein Spannungsfeld, in dem Auftraggeber vor der Frage stehen, welche Inhalte von Schal- und Bewehrungsplänen für eine fehlerfreie Bauausführung erforderlich sind. Zu einem zusätzlichen Klärungsbedarf führen auch die anhaltenden Diskussionen um die HOAI. Zwar ist diese im juristischen Sinne kein Leistungskatalog, sie wird aber dennoch als Grundlage herangezogen, um Leistungsbilder als vertraglich vereinbarte Leistungsinhalte (z. B. die Grundleistungen nach HOAI) zu definieren. Weitere Hinweise zu den erforderlichen Inhalten von Schal- und Bewehrungsplänen finden sich in DIN 1356-1, div. gängigen Bautabellen, Splittingtabellen zur HOAI und nicht zuletzt im Heft 3 des AHO und einschlägigen Kommentierungen zur HOAI. Eine einheitliche Zusammenstellung sucht man allerdings vergebens. Um dieser Verunsicherung zu begegnen und auch Planern wie Bauherren ein Instrument an die Hand zu geben, die Planungsleistungen inhaltlich zu überprüfen, hat der VBI als führende Verbandsorganisation der Planungsbüros den nach wie vor gültigen und bewährten Standard von Schal- und Bewehrungsplänen im Hochbau zusammengefasst.

Approved standards of formwork and reinforcement plans
The possibilities of planning increase significantly with digital methods, such as 3-D design and BIM. This can lead to the fact that the focus of planning is no longer sufficiently on the technically necessary and contractually agreed scope of the implementation plans. The tendency towards ever more complex plan content is steadily increasing, which is not always in line with the skills of the executing parties. A field of tension often arises in which clients are confronted with the question of what contents of S+B plans are required. Ongoing discussions about the HOAI are further unsettling. Although this is not a catalogue of services, it is nevertheless used to define services. In the technical literature and standard texts there are references to necessary plan contents, without uniform summary. For this reason, the VBI has summarized the still valid and proven standard.

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Bautechnik aktuell 7/2020Bautechnik7/2020533-537Bautechnik aktuell

Kurzfassung


Veranstaltungen:
Bundesweite Umstellung auf BIM stellt Unternehmen vor Herausforderungen
2. Symposium Ingenieurbaukunst - Design for Construction am 24. November in Berlin

Nachrichten: Im Gespräch mit Lamia Messari-Becker zu Umwelt- und Klimaschutz
Let's get CUBE: Der Grundstein wurde gelegt
Deutsche Bundesstiftung Umwelt und Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Planen und Bauen kooperieren bei Schutz von Umwelt- und Kulturgütern
Neuauflage in der AHO-Schriftenreihe: Heft 9 - “Projektmanagement in der Bau- und Immobilienwirtschaft - Standards für Leistungen und Vergütung”

Wettbewerbe: Balthasar-Neumann-Preis 2021 ausgelobt

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik7/2020537-538Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 7/2020Beton- und Stahlbetonbau7/2020Inhalt

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 7/2020Beton- und Stahlbetonbau7/2020Titelbild

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Zum Titelbild:
An der Technischen Universität Wien wurde ein Brückenklappverfahren mit senkrechter Herstellung der Brückenträger entwickelt, um bei geeigneten Projekten Ressourcen, Kosten und Zeit zu sparen. Nun konnte dieses Verfahren im Südosten Österreichs für den Bau der Brücken über den Lahnbach und die Lafnitz erstmals eingesetzt werden. Der Mechanismus zur Rotation der Brückenträger von der senkrechten Startposition in die horizontale Endposition erfordert den Einsatz von Druckstreben, die in endgültiger Lage einen integralen Teil des Tragsystems bilden und eine wesentliche Verkürzung der Spannweiten bewirken. Um die bewegten Teile möglichst leicht zu halten, wurden dünnwandige vorgespannte Fertigteilträger entwickelt. Mit der Erstanwendung konnte nun gezeigt werden, dass die mit dem Brückenklappverfahren errichtete Spannbetonbrücke mit 2,0 m hohen Brückenträgern beträchtliche Einsparungen an Ressourcen und Kosten im Vergleich zur ursprünglich geplanten Stahl-Beton-Verbundbrücke mit 4,2 m hohen Brückenträgern ermöglichte. Mehr dazu im Beitrag auf den Seiten 484-494. (Foto: Institut für Tragkonstruktionen, Technische Universität Wien)

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Dehn, Frank; Haghsheno, ShervinDigitalisierter Betonbau - ein Denkanstoß!Beton- und Stahlbetonbau7/2020483Editorials

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Kollegger, Johann; Suza, Dominik; Proksch-Weilguni, Clemens; Träger, WolfgangEntwicklung und erste Anwendung des BrückenklappverfahrensBeton- und Stahlbetonbau7/2020484-494Aufsätze

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In Anlehnung an das bei dem Bau der Argentobelbrücke angewandte Bogenklappverfahren wurde an der TU Wien ein Bauverfahren mit senkrechter Herstellung der Brückenträger entwickelt, um bei geeigneten Projekten Ressourcen, Kosten und Zeit zu sparen. Der Mechanismus zur Rotation der Brückenträger von der senkrechten Startposition in die horizontale Endposition erfordert den Einsatz von Druckstreben. Diese bilden in endgültiger Lage einen integralen Teil des Tragsystems und bewirken eine wesentliche Verkürzung der Spannweiten. Zur Reduktion des Aufwands für die Herstellung der Gelenkskonstruktionen entschied das Projektteam, dass die während des Klappvorgangs bewegten Teile (Brückenträger und Druckstreben) möglichst leicht sein müssen. Deshalb wurden in einem Forschungsprojekt an der TU Wien dünnwandige vorgespannte Fertigteilträger entwickelt. Im Zuge des Baus der Fürstenfelder Schnellstraße im Südosten Österreichs konnte das Brückenklappverfahren für die Brücken über den Lahnbach und die Lafnitz erstmals eingesetzt werden. Die in diesem Beitrag beschriebene Erstanwendung dieses neuen Bauverfahrens bei der Brücke über den Lahnbach konnte dank der guten Zusammenarbeit der Projektbeteiligten erfolgreich abgeschlossen werden. Mit der Erstanwendung konnte auch gezeigt werden, dass die mit dem Brückenklappverfahren errichtete Spannbetonbrücke mit 2,0 m hohen Brückenträgern beträchtliche Einsparungen an Ressourcen und Kosten im Vergleich zur ursprünglich geplanten Stahl-Beton-Verbundbrücke mit 4,2 m hohen Brückenträgern ermöglichte.

Development and first application of the balanced lowering method
Inspired by the lowering of arch halves, a bridge building method applied for the erection of the Argentobel Bridge amongst others, the TU Wien developed a construction method, the balanced lowering method, in which bridge girders are erected in a vertical position. In order to rotate the bridge girders, additional structural elements, in this case compression struts, are required. These elements then become an integral part of the finished bridge significantly reducing the span of the individual bridge girders. The massiveness of the joint construction is directly proportional to the weight of the rotated structural members (bridge girders and compression struts), meaning the lighter the structural members the more resource-efficient the joint construction. For this reason thin-walled pre-stressed precast girders were developed and tested in a research project at TU Wien. At the same time the possibility arose to implement the balanced lowering method for the erection of two bridges over the Lahnbach and Lafnitz as part of the Fürstenfeld Motorway in southeast Austria. A good cooperation of the project participants allowed for the successful first-time application of the method for the bridge over the Lahnbach described in this article. The unproblematic application of the balanced lowering method for the prestressed concrete bridge with 2.0 m high bridge girders proved that considerable savings in resources and costs were possible compared to the originally planned steel-concrete composite bridge with 4.2 m high bridge girders.

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Lenting, Martin; Orlowsky, JeanetteEinaxiale Zugversuche an textilbewehrten Betonen mit anorganisch getränkten CarbonfasernBeton- und Stahlbetonbau7/2020495-503Aufsätze

Kurzfassung

Der Verbundwerkstoff Textilbeton findet zunehmend Anwendung im Bauwesen. Insbesondere werden Carbontextilien mit unterschiedlichen Tränkungsmaterialien im Verbund mit Mörteln oder Betonen verwendet. Zulassungen im Einzelfall (ZiE) und erste Richtlinien zur Bemessung und Verwendung von Textilbetonen sind auf Basis zahlreicher Forschungs- und Praxisprojekte entstanden. Hinsichtlich der Weiterentwicklung und Optimierung der verwendeten Materialen besteht aber noch Entwicklungspotenzial. Bisher sind die meisten technischen Textilien mit Epoxidharz, Styrol-Butadien oder Acrylaten beschichtet. Neben dem Eintrag einer zusätzlichen Polymerschicht in das Verbundsystem resultieren hieraus häufig Tragfähigkeitsverluste unter Temperaturbeanspruchungen oberhalb von 80 °C. Mit mineralischen Tränkungsmaterialien können die beiden genannten Aspekte vermieden werden, allerdings sind diese bisher kaum erforscht. Diese Veröffentlichung zeigt, dass mit anorganischen Tränkungen von Carbonrovings ein sehr feines Rissbild erzielt werden kann. Insbesondere im Instandsetzungsbereich, beispielsweise bei der Sanierung von Trinkwasserspeichern, wo sehr geringe Rissbreiten gefordert sind, ergeben sich interessante Anwendungsgebiete. Durch mineralische Tränkungen kann der Einsatz von Polymeren vermieden werden. Hinzu kommt, dass die untersuchten Materialeigenschaften unter Temperaturbeanspruchungen bis 160 °C konstant bleiben.

Uniaxial tensile tests in textile reinforced concretes with inorganic impregnated carbon fibres
The composite material textile reinforced concrete is being increasingly used in building construction. In particular carbon textiles are used with different impregnation materials, which are bound in mortar or concrete. Numerous research and practical projects have led to individual approvals for specific cases being granted and first directives for designing and using textile reinforced concrete being developed. The development and optimization of these materials still have huge improvement potential. Until now, most textiles have been impregnated with epoxy resin, styrene-butadiene or acrylates. Beside the introduction of a polymer in the composite material, these polymers can cause load-bearing capacity losses under temperature stresses above 80 °C. Mineral impregnation materials have hardly been researched, but are particularly interesting for use in drinking water structures in order to avoid polymer-based materials. This publication shows that a very fine crack pattern can be achieved with inorganic impregnations of carbon rovings. Very small crack widths are particularly necessary in the repair sector, for example in the rehabilitation of drinking water reservoirs. In addition, mineral impregnations are less susceptible to temperature stresses.

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Suppanz, Florian; Kromoser, BenjaminVerbundverhalten subtraktiv bearbeiteter CFK-Stäbe in UHPCBeton- und Stahlbetonbau7/2020504-513Aufsätze

Kurzfassung

Bewehrungsstäbe aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) haben bei bestimmten Anwendungen Vorteile gegenüber den derzeit eingesetzten Stahlbewehrungsstäben. Insbesondere die hohe Zugfestigkeit von CFK-Bewehrung verspricht bei einem Einsatz als Betonbewehrung potenzielle Materialersparnisse und der Werkstoff weist vergleichsweise gute Eigenschaften in Bezug auf die Korrosion auf. Die Autoren versuchen, CFK-Bewehrung zur Herstellung von filigranen Betonbauteilen zu verwenden und somit den ökologischen Fußabdruck zu senken. Für die Berechnung des Tragverhaltens solcher Bauteile ist fundamentales Wissen über das Verbundverhalten zwischen Bewehrung und Beton notwendig. Die Autoren untersuchen aktuell das Verbundverhalten von CFK-Stäben mit unterschiedlichen Betonzusammensetzungen. In einem ersten Schritt wurde das Verbundverhalten von subtraktiv bearbeiteten CFK-Stäben mit ultrahochfestem Beton (engl. Ultra-High Performance Concrete - UHPC) adressiert. Eingangs wird im vorliegenden Beitrag eine Übersicht über das Verbundverhalten von Faserverstärkten Kunststoff (FVK)-Stabbewehrungen in Beton gegeben. Anschließend werden zwei Serien von Ausziehversuchen von helikal eingefrästen CFK-Stäben in UHPC präsentiert. Die verwendeten Materialien, die Versuchsaufbauten, die Versuchsdurchführung und die Ergebnisse werden vorgestellt und im Detail analysiert.

Bond behavior of subtractive machined CFRP rods in UHPC
Reinforcing rods made of carbon fiber reinforced polymers (CFRP) have several advantages compared to conventional steel-reinforcement. Especially the high tensile strength of CFRP potentially allows savings in construction material. In addition, the high corrosion resistance of the reinforcement is advantageous regarding durability. The aim of the authors is to use CFRP reinforcement to construct filigree minerally bonded building components to lower the ecologic impact of concrete structures. However, to accurately predict the load bearing behaviour of such structural members, knowledge about the bond behaviour of the constituent materials is required. The authors are therefore currently investigating the bond of CFRP rods with different concrete types. In a first step the bond behaviour of subtractive machined CFRP rods with ultra-high performance concrete (UHPC) was examined. The first part of this paper provides an overview of the topic of bond behaviour of fibre reinforced polymers (FRP) rods in concrete. Subsequently two series of pull-out tests using helically grooved CFRP rods in UHPC are described. The used materials, the test setup, the experimental procedure and the results are presented and discussed in detail.

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Hochleistungsbeton für Berliner Klärwerk SchönerlindeBeton- und Stahlbetonbau7/2020513Nachrichten

Kurzfassung

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Hofmann, Sebastian; Proske, Tilo; Graubner, Carl-AlexanderVerbundverhalten besandeter basaltfaserverstärkter KunststoffbewehrungBeton- und Stahlbetonbau7/2020514-522Aufsätze

Kurzfassung

Der nachfolgende Beitrag beinhaltet experimentelle Untersuchungen zum Verbundverhalten von Bewehrungsstäben aus unterschiedlichen Materialien sowie Oberflächenbeschaffenheiten in Beton. Der Fokus der Untersuchungen liegt dabei auf einer neuartigen Bewehrung aus basaltfaserverstärktem Kunststoff mit schwacher Profilierung und grobkörniger Besandung. Im Rahmen eines Versuchsprogramms wurden sog. Pull-out-Versuche durchgeführt und dabei die Betonfestigkeit, die Betonierrichtung sowie die Verbundlänge variiert, um deren Einfluss auf die mittlere Verbundspannung zu untersuchen. Auf Grundlage der Versuchsergebnisse konnte ein Modell zur Erfassung der Verbundspannungs-Schlupfbeziehung für die untersuchten Stäbe abgeleitet werden, welches als Grundlage für die vereinfachte Berechnung der Rissbreiten, Rissabstände und die Verankerungslänge in Betonbauteilen dienen kann.

Bond behaviour of slightly profiled and sand coated basalt fibre reinforced polymer rebars
This article contains experimental investigations on the bond behaviour of rebars in concrete made of different materials and surface profiling. The focus of the investigations is on a new type of reinforcement made of basalt fibre reinforced polymers with slight profiling and sand coating. In a test programme, so-called pull-out tests were carried out with the variation of the concrete strength, the cast direction and the bond length in order to investigate their influence on the mean bond stress. With the obtained results, an analytical model for the assessment of the bond stress-slip relation could be derived, which can serve as a basis for the practical calculation of the crack widths, crack spacings or the anchorage length in concrete components.

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Fuchs, Werner; Hofmann, JanNachträgliche Bewehrungsanschlüsse - Vorschriften - Grundlagen für ihre sichere Verwendung?Beton- und Stahlbetonbau7/2020523-531Aufsätze

Kurzfassung

Für die Ausführung von nachträglichen Bewehrungsanschlüssen in vorhandenen Bauwerken stehen in Europa Verankerungsmörtel mit einer ETA auf Basis von EOTA-Bewertungsdokumenten zur Verfügung. Für Instandsetzungsmaßnahmen könnten Verankerungsmörtel mit Leistungsangaben auf Basis der harmonisierten Norm DIN EN 1504-6, die durch CEN erarbeitet wurde, verwendet werden. Nach beiden Vorschriften sollte bei der Verwendung der geeigneten Verankerungsmörtel dasselbe Sicherheitsniveau wie bei einbetonierten Bewehrungsstäben erreicht werden. Dazu werden in diesem Beitrag die wesentlichen Inhalte der beiden Vorschriften vorgestellt, miteinander verglichen und Empfehlungen hinsichtlich der sicheren Verwendung von Verankerungsmörteln für nachträgliche Bewehrungsanschlüsse gegeben.

Post-installed reinforcing steel bar connections - Basics for their safe use?
For the execution of post-installed reinforcing bar connections in Europe in case of existing structures anchoring mortars with an ETA on the basis of EOTA assessment documents shall be used. Post-installed rebar connections for the repair of concrete structures are built with anchoring mortars with performance data on the basis of the harmonized standard DIN EN 1504-6, which was developed by CEN. According to both regulations, with the use of suitable anchoring mortars the same safety level should be achieved as with cast-in-reinforcing bars. This article presents the essential contents of the two provisions, compares them and makes recommendations with regard to the safe use of anchoring mortars for post-installed reinforcing bar connections.

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Kernsanierung Am Bernsdorfer Hang in ChemnitzBeton- und Stahlbetonbau7/2020531Nachrichten

Kurzfassung

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Mähner, Dietmar; Basler, Felix; Hausmann, Matthias; Lengers, JacobMinimalinvasive Fugensanierung - Laborpraktische Untersuchungen der InjektionsbohrnadelBeton- und Stahlbetonbau7/2020532-541Aufsätze

Kurzfassung

Dieser Beitrag befasst sich mit der minimalinvasiven Fugensanierung, einer neuen Sanierungsmethode für undichte Fugen mit Fugenbändern. Dabei wird ein neu entwickeltes Sanierungswerkzeug (“Injektionsbohrnadel”) durch die Fugendichtung gebohrt, über welches im Anschluss eine Dichtmittelinjektion erfolgen kann. In einem Forschungsprojekt wurden dabei diverse Untersuchungen mit Injektionsbohrnadeln an verschiedenen Fugenarten und Fugenbändern durchgeführt. Nachfolgend wird ein kurzer Überblick über die durchgeführten Untersuchungen sowie ermittelte Chancen und Risiken der Injektionsbohrnadeln für die verschiedenen Anwendungsgebiete dargelegt.

Minimal invasive joint restoration - Laboratory testing of the injection drilling needle
This paper deals with minimally invasive joint renovation, a new method of repairing leaking joints with joint tapes. A newly developed renovation tool (“injection drilling needle”) is drilled through the joint sealing and can then be used to inject a sealant. In a research project, various tests of the injection drilling needle were carried out on different joint types and joint tapes. The following is a short overview of the investigations carried out as well as the opportunities and risks determined for the injection drilling needles for the various areas of application.

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