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Titelbild: Bautechnik 2/2018Bautechnik2/2018Titelbild

Abstract


Zum Titelbild
Die 417 m lange Taminabrücke (Schweiz) überquert die Taminaschlucht in 200 m Höhe und ist das Hauptbauwerk der neuen Zufahrtsstraße für das Taminatal. Das Brückenbauwerk setzt sich aus dem Bogentragwerk mit einer Stützweite von ca. 260 m und einem über die Ständer monolithisch verbundenen Durchlaufträger zusammen. Mit dem asymmetrisch entworfenen Bogen wurde den örtlichen Gegebenheiten Rechnung getragen. Mit dem neuen Bauwerk werden die alten Zufahrtsstraßen zu den Orten Valens und Pfäfers ersetzt, diese waren aufgrund geologischer Ereignisse in zunehmend schlechtem baulichen Zustand und genügten den heutigen Anforderungen nicht mehr (S. 157-166).

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Vorschau 3/2018Bautechnik2/2018Vorschau

Abstract

Katharina Klemt-Albert, Jörn Ostermann, Marco Munderloh, Sascha Bahlau: Digital gestützte Bewehrungsabnahme als Beitrag zur Qualitätssicherung auf Baustellen
Matthias Bergmann, Marcus Schenkel: Vorgehensmodell zur vergaberechtskonformen Ausschreibung und Bieterauswahl bei BIM-Projekten am Beispiel des Pilotprojektes ABS Stendal-Uelzen: 2. Baustufe, Einbindung Stendal
Katharina Klemt-Albert, Nicolai Ritter, Robert Hartung: Rechtliche Rahmenbedingungen für die Implementierung von BIM
Juan Ollero, Ingo Wellbrock: BIM im Konstruktiven Ingenieurbau
Rasso Steinmann: BCF - BIM Collaboration Format und eine BIM-Collaboration Cloud-Anwendung
Patrick Schwerdtner: Nutzung von BIM in der Angebotsbearbeitung
Dirk Schwede, Elke Störl: Analyse des Ressourceneinsatzes und der Umweltwirkung von detailliert modellierten Außenwandaufbauten

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Inhalt: Bautechnik 2/2018Bautechnik2/2018Inhalt

Abstract

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Keuser, Manfred; Niederwald, MichaelUntersuchungen zur Rissentstehung in den historischen Pfeilern der Elstertalbr√ľcke PirkBautechnik2/201891-98Berichte

Abstract

Der Bau der Elstertalbrücke Pirk wurde im Jahr 1938 begonnen und 1940 kriegsbedingt eingestellt. Bis dahin waren die aus einem Stampfbetonkern und einer Granitmauerwerksschale bestehenden Pfeiler sowie die zwischen den Brückenpfeilern spannenden Gewölbebögen errichtet. Bis zur deutschen Wiedervereinigung blieb die Brücke aufgrund ihrer Lage im Grenzsperrgebiet der DDR ungenutzt und wurde im Jahr 1993 nach einer Sanierung durch die Herstellung der fehlenden Überbauten vervollständigt. Seitdem kam es im Bereich der Pfeilerköpfe zu einer vertikalen Rissbildung im Granitmauerwerk, die sich nach unten fortsetzt. Zur Feststellung der Rissursache wurden zunächst Finite-Elemente-Berechnungen durchgeführt, in denen das Tragverhalten und die Beanspruchungen der Pfeiler und insbesondere des Pfeilerkopfs untersucht wurden. Des Weiteren wurden nichtlineare Finite-Elemente-Simulationen eines Granitmauerwerksverbands vorgenommen, um die bis zur Bildung eines Risses übertragbaren Zugspannungen beurteilen zu können.

Investigation of the crack developement in the historical piers of the bridge across the Elstertal close to the village of Pirk
The construction works for the bridge over the Elstertal in Pirk started in the year of 1938 and were stopped 1940 because of World War II. Until then the bridge piers made of tamped concrete and granitic masonry and the arches between the piers were built so far. Because of its location in the border area of the GDR the bridge remained unused until it was refurbished and completed by the construction of the missing superstructure in 1993 after the German reunification. Since then vertical cracks developed in the granitic masonry of the pier heads. In order to determine the causes of the crack development first finite element analysis were performed to investigate the bearing behavior and the stresses in the piers and especially in the pier heads. Furthermore, nonlinear finite element analysis of the granitic masonry were conducted in order to evaluate the tensile stresses which can be carried until a crack occurs.

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Sanio, David; L√∂schmann, Jens; Mark, Peter; Ahrens, Mark AlexanderBauwerksmessungen versus Rechenkonzepte zur Beurteilung von Spannstahlerm√ľdung in Betonbr√ľckenBautechnik2/201899-110Aufs√§tze

Abstract

Viele Bestandsbrücken sind hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit neu zu bewerten. Seinerzeit nicht für die heutigen Anforderungen bemessen, nutzen etwa die verfeinerten Rechenansätze der Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie Traglastreserven aus. Allerdings werden dabei auch rechnerische Defizite festgestellt, die nicht den optischen Zustand des Bauwerks widerspiegeln. In diesen Fällen können Messungen (Monitoring) zusätzliche Tragreserven identifizieren und so die Restnutzungsdauer wesentlich verlängern. Insbesondere die Ermüdung von Spann- und Betonstahl sowie die Gebrauchstauglichkeitsnachweise hängen wesentlich vom realen Tragverhalten ab und können durch ein zielgerichtetes Monitoring genauer bewertet werden. Dieses Vorgehen entspricht der - nur selten angewendeten - Stufe 3 der Nachrechnungsrichtlinie, die Messungen explizit erlaubt.
Der Beitrag identifiziert maßgebende Berechnungsgrößen des Ermüdungsnachweises und bewertet deren Einfluss. Die Vielzahl möglicher Messverfahren unterscheidet sich nach Aufwand und möglichem Erkenntnisgewinn. Zur Abwägung von Aufwand und Nutzen dient eine tabellierte Zusammenstellung als Entscheidungshilfe für den bearbeitenden Ingenieur. Sie unterstützt die Auswahl geeigneter Messverfahren und kann als Ausgangspunkt wirtschaftlicher, messwertgestützter Zustandsbewertungen des Tragwerks genutzt werden.
Mit der zielgerichteten Messung ist eine erhebliche Genauigkeitssteigerung möglich und damit verbunden eine Verlängerung der Nutzungsdauer. Mit verschiedenen Monitoringverfahren ließ sich etwa die Nutzungsdauer eines Referenzbauwerks um etwa ein 14-Faches verlängern. Dies wird an Beispielen gezeigt.

Measurements vs. analytical methods to evaluate fatigue of tendons in concrete bridges
Many existing bridges have to be reassessed with respect to their actual bearing capacities and serviceability. They exhibit conceptual aging and thus require elaborate recalculation methods like the ones at stage two of the recalculation guideline. Often, calculative deficits are determined that contradict to the visible state of a building. Then, measurements at vulnerable structural elements become meaningful to identify actual reserves and thus elongate a residual lifetime. This complies with the third stage of the recalculation guideline - although hardly used in practice. Measurements make sense e. g. for fatigue damages of tendons or rebar as well as parameters of the serviceability state that pronouncedly depend on a realistic modelling of the structural behaviour and loadings.
The contribution starts from the analytical methods, namely the numerical fatigue evaluation with its sensitive parameters and their particular influence. A variety of possible measurements for geometries, material properties, loadings, strain states or environmental conditions are briefly presented and summarised with their basic properties in a table to support the decision making of practical engineers.
Two examples of geometry measures and strain measures at tendons coupled to additional data show the potential of monitoring for lifetime oriented preservations. Calculative lifetimes could be elongated up to a factor of 14.

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Göbel, Luise; Mucha, Felix; Kavrakov, Igor; Abrahamczyk, Lars; Kraus, MatthiasEinfluss realer Materialeigenschaften auf numerische Modellvorhersagen: Fallstudie BetonmastBautechnik2/2018111-122Aufsätze

Abstract

Die Modellbildung zu der Berechnung von Tragwerken ist eine wichtige Aufgabe im konstruktiven Ingenieurbau. Die Prognosen eines Modells hängen stets von getroffenen Annahmen und Vereinfachungen ab, weshalb die Abschätzung der notwendigen Detailliertheit bei der Modellentwicklung häufig im Mittelpunkt steht. Der vorliegende Beitrag widmet sich der Fragestellung, wie stark sich die Approximation des Strukturverhaltens durch ein numerisches Modell verbessern lässt, wenn die theoretischen Eingangsparameter der Normen und Richtlinien durch Parameter hoher Genauigkeit ersetzt werden.
Als Anwendungsbeispiel dient ein 10 m langer vorgespannter Betonmast. Im Zuge der Herstellung des Masts mittels Schleuderverfahren kann es zu Unregelmäßigkeiten in den Querschnittsabmessungen und Materialeigenschaften kommen. In dieser Studie wird der Einfluss realer Geometrie- und Materialparameter, die in umfassenden Laborversuchen ermittelt wurden, auf die Antwort eines numerischen Modells untersucht. Darüber hinaus werden die damit gewonnenen Modellvorhersagen experimentell ermittelten Antwortgrößen bezüglich des Mastschwingungsverhaltens gegenübergestellt, sodass die Sensitivität der Modellantwort auf die Variation verschiedener Eingangsparameter herausgestellt wird. Des Weiteren kann die Frage beantwortet werden, welche Anforderungen an die Modelleingangsparameter gestellt werden sollten, um hinreichend genaue Vorhersagen über das Strukturverhalten des Masts zu erzielen.

Influence of real material properties on the response of a numerical model: case study concrete pole
The modeling process during the design of structures is a fundamental task of the engineering practice. The model predictions are dependent on the underlying assumptions and simplifications. The influence of the abstraction level on the prediction quality of the numerical model should be known. This study focuses on the question how much the approximation of the model response can be improved if the theoretical input parameters prescribed in codes and norms are replaced by parameter with a high accuracy.
In this study, a 10 m long spun-cast pre-stressed concrete pole is investigated intensively. Due to the production process, irregularities concerning the cross section and the material properties inside the concrete pole and along its length can occur. With several laboratory experiments, the local geometry and material properties of the pole are determined. The randomness of the properties is taken into account in the model and its influence on the model response is investigated. The model predictions are compared to experimentally determined values describing the dynamic behavior of the pole. This approach enables studies on the sensitivities of the input parameters on the model response. Furthermore, the required accuracy of the model input parameters for sufficient model predictions is discussed.

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Br√ľcken bei der Deutschen BahnBautechnik2/2018122Nachrichten

Abstract

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Strauss, Alfred; Ivankovic', Ana Mandic'; Mold, Lisa; Bergmeister, Konrad; Matos, Jos√© C.; Casas, Joan R.Performance-Indikatoren f√ľr die Bewertung von Strukturen aus Konstruktionsbeton auf europ√§ischer Ebene nach COST TU1406Bautechnik2/2018123-138Aufs√§tze

Abstract

Das Qualitätsmanagement von Strukturen aus Stahl- und Spannbeton, insbesondere jener von Straßenbrücken unterscheidet sich innerhalb Europas stark von Staat zu Staat. Diese Publikation gibt nicht nur einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik, sondern es wird ein Vorschlag für eine holistische Performance-Bewertung von Brücken aus Konstruktionsbeton vorgestellt. Um die Vorgehensweise bei der Qualitätskontrolle von Straßenbrücken und infolgedessen die Entscheidungsfindung zur Umsetzung von Instandhaltungsmaßnahmen auf einen einheitlichen Standard zu bringen, hat sich das europäsche Forschungsprojekt COST (European Cooperation in Science & Technology) Action TU1406 zum Ziel gesetzt, eine in Europa allgemein gültige Richtlinie zur Erstellung von Qualitätskontrollplänen zu entwickeln. Die COST TU 1406 befasst sich mit der Erhebung der für die Zustandsbeurteilung von Straßenbrücken relevanten Leistungsindikatoren (performance indicators). Um Daten in Bezug auf diese Performance-Indikatoren zu sammeln, wurden die Mitgliedsstaaten der COST Action ersucht, sämtliche Informationen aus bereits in Anwendung befindlichen Dokumenten, wie Richtlinien und Normen, sowie aus Forschungsdokumenten zu erheben. In diesem Beitrag werden die Prozesse hinsichtlich der Erhebung und Dokumentation der Daten sowie deren Evaluierung eingehend beleuchtet. Ein wesentlicher Teil war auch die Homogenisierung und Kategorisierung der Ergebnisse aus den Erhebungen, um in weiterer Folge Performance-Indikatoren zu identifizieren und diese dann sogenannten Key-Performance-Indikatoren zuzuordnen. Die Erhebung der Performance-Indikatoren und die Definition von Key-Performance-Indikatoren waren wesentliche Schritte zur Entwicklung einer standardisierten Richtlinie zur Erstellung von Qualitätskontrollplänen für Straßenbrücken auf europäischer Ebene.

Performance indicators for the assessment of reinforced concrete structures
Quality control management of structural concrete, as well as of concrete road bridges shows a lot of differences within European countries. This article provides not only an overview of the state of the art, but presents also a holistic approach for the performance evaluation of structural concrete. To standardize the method of quality controls in Europe and consequently the decision making of maintenance measures, the purpose of the project COST Action TU1406 was the development of a guideline for the establishment of quality control plans for roadway bridges. It deals with the survey of the relevant performance indicators for the condition assessment of road bridges. To identify data concerning performance indicators, the member countries of the COST Action were asked to extract all information from documents already used by operators, as well as from research documents. The procedure for the collection and documentation of the data and their evaluation is discussed in detail. A major part of the process deals with the homogenization and categorization of the results from the survey, in order to subsequently identify performance indicators and to reduce them to the relevant terms. Furthermore, on the basis of the reduced performance indicators, an evaluation system was developed for the assessment of the condition of road bridges. In order to be able to assess the current state of structures and to estimate the necessary investment costs for its preservation, the grades of the individual performance indicators are used to calculate the overall grades for the so-called key performance indicators. These contents represent a basis and an important step for the further work stages for the development of a standardized guideline for the establishment of quality control plans for roadway bridges in Europe.

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Kratzke, Bastian; Uphoff, HenningInstandsetzungsplanung der Rheinbr√ľcke EmmerichBautechnik2/2018139-147Berichte

Abstract

Mit 803 m Länge ist die Rheinbrücke Emmerich nicht nur die längste Hängebrücke in Deutschland, sondern weist mit 500 m auch die größte Stützweite aller Brücken hierzulande auf. Doch nicht nur deswegen ist diese von HELLMUT HOMBERG entworfene Brücke eine Ikone des deutschen Stahlbaus des 20. Jh., markiert sie doch gleichermaßen den nationalen technischen Höhepunkt dieser Brückenkategorie. Aufgrund zum Großteil alterungsbedingter Schäden sind heute umfangreiche Instandsetzungsarbeiten erforderlich, doch vorangestellt wurde eine umfassende Nachrechnung des Bestandsbauwerks, um die Wirtschaftlichkeit dieser Maßnahmen im Vorhinein bewerten zu können. Eine Besonderheit hierbei war, dass die Nachrechnung zusätzlich durch Untersuchungen und Probeinstandsetzungen am Bauwerk unterstützt wurde.

Rehabilitation planning of the Rhine Bridge Emmerich
With a length of 803 m the Rhine bridge Emmerich is not only the longest suspension bridge in Germany, but with its 500 m main span also the one with the longest span. This is not the only reason this bridge designed by HELLMUT HOMBERG has become an icon of German steel constructions of the 20th century, as it also describes the technological peak of suspension bridges in Germany. Because of its age of more than 50 years several maintenance operations are necessary. But before that a thorough recalculation had to be carried out to determine if the whole operation can be economically justified. The recalculation was supported by additional inspections of the structure and also a sample reinstatement of the corrosion protection of the main cable.

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M√ľller, Harald S.; Vogel, Michael; Kotan, EnginZerst√∂rungsfreie Untersuchung von Beton mittels Impuls-Echo-Methode - M√∂glichkeiten und GrenzenBautechnik2/2018148-156Berichte

Abstract

Im Rahmen von Bauwerksuntersuchungen kommt die Impuls-Echo-Methode verstärkt zum Einsatz. Diese Methode erlaubt das zerstörungsfreie Auffinden von z. B. Fehlstellen sowie die Überprüfung der Bauteildicke bei begrenzter, einseitiger Zugänglichkeit des Bauteils. Die ordnungsgemäße Anwendung der Impuls-Echo-Methode erfordert allerdings ein gesichertes Fach- und Erfahrungswissen. Zur Unterstützung eines solchen Wissens ist es sinnvoll, die Anwendung der Impuls-Echo-Methode bereits unter Laborbedingungen eingehend zu schulen.
In diesem Beitrag wird zunächst auf die Ultraschalltechnik eingegangen. Anschließend wird gezeigt, wie anhand speziell angefertigter Betonprüfkörper die Durchführung von Impuls-Echo-Messungen in Verbindung mit der Auswertung der Messdaten bewerkstelligt werden kann. In den besagten Prüfkörpern wurden diverse Kunststoffkörper (als Fehlstellen) unterschiedlicher Form und Größe sowie Hüllrohre eingebaut. Anhand dieser bekannten Einbauelemente können zielsicher die Messroutine am Betonbauteil sowie die Datenanalyse und Interpretation geschult werden.

Non-destructive assessment of concrete using the pulse-echo method - possibilities and limits
For an effective assessment of the condition of concrete structures non-destructive methods are required. The ultrasonic pulse velocity technology offers a suitable non-destructive on-site testing method. The on-site applications of the pulse-echo method and the interpretation of the measured data require essential practical engineering expertise. To support and improve the practical experience it is necessary to apply the pulse-echo method under well-defined laboratory conditions. Such conditions allow verifying the complex measurement results. Consequently, the user can practice the correct handling and analysis of the pulse-echo method. This paper shows the planning and production of special concrete specimens. In these concrete elements different defects and cladding tubes, which vary in geometry and in dimension, were integrated. Furthermore, using these specimens the effective application of the pulse-echo method as well as the analysis and reliable interpretation of the achieved data can be realised. Recommendations concerning the target-oriented application of the pulse-echo method will be given.

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Haug, Holger; Striebel, FritzTaminabr√ľcke - Bauausf√ľhrung der gr√∂√üten Bogenbr√ľcke in der SchweizBautechnik2/2018157-166Berichte

Abstract

Das Taminatal, mit dem linksseitigen Dorf Valens und dem rechtsseitigen Dorf Pfäfers, wurde bisher auf beiden Seiten durch je eine oberhalb der Schlucht angelegte Straße erschlossen. Beide Straßen gingen vom Ortszentrum von Bad Ragaz aus und gewannen zunächst mit mehreren Kehren in den bewaldeten steilen Hängen des Tamina- bzw. Rheintals an Höhe.
Die linksseitige Valenserstraße befand sich mehrheitlich in einem schlechten baulichen Zustand. Sie führte durch ein aktives Rutschgebiet und aufgrund der damit verbundenen geologischen Risiken genügte diese Straße auf weiten Teilen nicht mehr den heutigen und zukünftigen Anforderungen.
Mit der nun fertiggestellten 417 m langen Taminabrücke wird die Valenserstraße umfahren. Die Brücke überquert die Taminaschlucht in 200 m Höhe. Sie bildet das Hauptbauwerk der zwischen Frühjahr 2013 und Sommer 2017 errichteten neuen Zufahrtsstraße für das Taminatal. Ausgeführt wurde der als Sieger aus einem einstufigen, anonymen Wettbewerb hervorgegangene Entwurf des Büros Leonhardt, Andrä und Partner.

Tamina bridge - construction method for the biggest arch bridge in Switzerland
The Tamina valley, with the villages Valens on the left side and Pfäfers on the right, had been so far accessible by roads high above the canyon, starting from the center of Bad Ragaz. From there they won first height with a series of bends.
The left-hand road to Valens was in a bad structural condition. It lead through an active slide area and due to the related geological risks was no longer sufficient to the current and future requirements.
Now, with the new 417 m long bridge across the Tamina valley, the road to Valens can be avoided by crossing the canyon in a remarkable height of 200 m above the gorge. The Tamina bridge forms the main structure within the new access road to the Tamina valley which was built between spring 2013 and summer 2017. Executed was the winning design of Leonhardt, Andrä und Partner Beratende Ingenieure VBI AG.

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Braun, MichaelBr√ľckenhebung im Kalten KriegBautechnik2/2018167-174Berichte

Abstract

Im Südwesten Berlins bildet seit über 100 Jahren eine sehr schöne Brücke über die Havel die Stadt- und die Landesgrenze zu Brandenburg, genauer gesagt zu deren Landeshauptstadt Potsdam. Selten ist wohl über eine Brücke so viel und so einseitig berichtet worden.

Bridge lifting in times of the Cold War
In the southwest of Berlin there is a beautiful bridge - the Glienicker Brücke which makes the border between Berlin and Brandenburg, respectively its capital Potsdam. It is rare that a bridge is part of so much reporting, biased reporting.

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Baustart f√ľr Deutschlands erstes Hochhaus aus HolzBautechnik2/2018174Nachrichten

Abstract

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Moormann, ChristianJahresbericht 2017 des Arbeitskreises "Pf√§hle" der Deutschen Gesellschaft f√ľr Geotechnik (DGGT)Bautechnik2/2018175-182Berichte

Abstract

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Bautechnik aktuell 2/2018Bautechnik2/2018183-184Bautechnik aktuell

Abstract


Veranstaltungen:
Rückblick auf das 21. Dresdner Baustatik-Seminar

Nachrichten: Holzbau Forschung + Praxis Kassel 2018 - Anschlüsse und Verbindungen: Entwurf, Konstruktion und Bemessung
Zwei neue Großprojekten in Polen mit Auftragsvolumen von rd. EUR 148 Mio.

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik2/2018185-186Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Beton- und Stahlbetonbau 2/2018Beton- und Stahlbetonbau2/2018Titelbild

Abstract


Zum Titelbild
Die Fahrbahnplatte der niederländischen Ewijk-Brücke wurde mit dem hochfesten Beton Dyckerhoff XPOSAL 105 ertüchtigt. Dadurch werden die Spannungen in der Tragplatte im Vergleich zu einer Asphaltdecklage bis zu 80 % reduziert, die Restlebensdauer der über 40 Jahre alten Brücke wird deutlich erhöht. Dyckerhoff XPOSAL 105 steht für einen robusten, hochfesten Beton der Druckfestigkeitsklasse C90/105; er wird auf Basis des Premiumzements Dyckerhoff VARIODUR 30 hergestellt.
Für den Einbau der 8 cm starken Betonschicht wurde ein spezieller Einbaufertiger entwickelt, der hohe Anforderungen an die Gleichmäßigkeit des Betons stellt. Der Einbauzug kann auf einer Breite von 12 m mit hoher Verdichtungsenergie eine starke Verbindung zwischen Beton und Stahl herstellen. Mit einer Geschwindigkeit von 20 cm/min werden 100 m Brückendecke an einem Tag gefertigt.
(Foto: Bart van Hoek)

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Vorschau 3/2018Beton- und Stahlbetonbau2/2018Vorschau

Abstract

S. Hothan, K. Pistol, D. Häßler: Einfluss der Querdehnungsbehinderung auf das Trag- und Verformungsverhalten von Spannbeton-Hohlplatten im Brandfall
M. Juknat, F. Dehn: Brand- und Abplatzverhalten von Tunnelbetonen. Einfluss der Probekörperabmessungen und einer äußeren mechanischen Beanspruchung
K. Pistol: Hochtemperaturverhalten neuartiger Betone. Experimentelle Materialuntersuchungen als Grundlage für die Heißbemessung
O. Zeman, M. Schwenn, K. Bergmeister: Messunsicherheit und ihr Einfluss auf “wesentliche Merkmale” von mechanischen Befestigungen
B. Bültemeier, D. Ulbrich, H. Ehard, Ö. Bucak: Verankerung von Lärmschutzwänden auf Bauwerken der Deutschen Bahn und im Straßenbau
B. Kromoser, J. Kollegger, H. Kari, K. Gradenegger, M. Ganster: Ein innovatives Betonschalenbauverfahren in Anwendung: Herstellung der Wildbrücke AM2 mit PFHC, Teil 2

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 2/2018Beton- und Stahlbetonbau2/2018Inhalt

Abstract

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Curbach, ManfredGute Nachrichten von verbindenden Br√ľckenBeton- und Stahlbetonbau2/201887Editorials

Abstract

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Kromoser, Benjamin; Kollegger, JohannEntwurf, Geometrieoptimierung und Bemessung der Wildbr√ľcke AM2 hergestellt mit PFHCBeton- und Stahlbetonbau2/201888-95Fachthemen

Abstract

Herrn Professor Dr.-Ing. Jürgen Schnell zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Im Rahmen des Forschungsprojekts “Freiformflächen aus Beton” wurde von den Autoren das neue Betonschalenbauverfahren Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC) entwickelt. Der Ansatz zur Reduktion des Herstellungsaufwands für die Schalung von Betonschalen ist dabei, eine ursprünglich ebene, bewehrte Betonplatte aushärten zu lassen und diese nachträglich zu einer zweifach gekrümmten Betonschale zu verformen. Die ebene Platte wird dabei mithilfe eines darunter angeordneten Pneus angehoben und dieser Prozess wird zusätzlich durch das Vorspannen von am Umfang verlegten Spanngliedern unterstützt. Der nächste Entwicklungsschritt war nun die praktische Anwendung des Verfahrens. Im Auftrag der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) werden zwei Betonschalen, eine Veranstaltungsüberdachung als Probeobjekt und die Wildbrücke AM2, eine Betonschalenbrücke über die zweigleisige Neubaustrecke der Koralmbahn im Süden Kärntens, errichtet. Betonschalen zeichnen sich durch ein günstiges Tragverhalten aus, wenn die Geometrie entsprechend den einwirkenden Lasten optimiert wird. Der aktuelle Beitrag beschreibt den Entwurf, die computergestützte Geometrieoptimierung und die Bemessung der innovativen Betonschalenbrücke unter Berücksichtigung der Randbedingungen, die für die Anwendbarkeit von PFHC notwendig sind.

Conceptual design, geometry optimization and calculation of the concrete shell bridge AM2 built with PFHC
The authors developed a new shell construction method, called Pneumatic Forming of Hardened Concrete (PFHC), in the past years within the research project “Free formed surfaces out of concrete”. A simple air cushion and additional post-tensioning tendons transform a flat concrete plate into a double curved shell. Thus, the complicated spatially curved formwork and the falsework are not required any more. The next development step was to use the construction method for a first practical application. On behalf of the Austrian Railways (ÖBB) two concrete shells, an event canopy and a concrete shell bridge serving as deer pass over the new two rail track Koralmbahn were built in Carinthia in Austria. If the geometry of a concrete shell is optimized according to the impacting loads, concrete shells can be characterized by an efficient load bearing behavior. The present contribution describes the conceptual design, the computer-aided geometry optimization and the calculation of the two concrete shells by considering the boundary conditions needed for the applicability of PFHC.

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Steinbock, Oliver; Curbach, ManfredMaterialkennwerte einer historischen Stahlbetonbr√ľcke - Ein Bericht √ľber Materialuntersuchungen im BestandBeton- und Stahlbetonbau2/201896-105Fachthemen

Abstract

Herrn Professor Dr.-Ing. Jürgen Schnell zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Die Bestimmung und Festlegung der Materialfestigkeiten von Baustoffen beim Bauen im Bestand sind seit längerer Zeit ein Forschungsschwerpunkt Prof. SCHNELLS, dem dieser Beitrag gewidmet ist. Mit den jüngst erschienenen Heften der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (Hefte 616 und 619) wurde dem praktizierenden Ingenieur das notwendige Material zur Bestimmung von Materialfestigkeiten und somit für die ingenieurmäßige Bewertung von Bestandsbauten bereitgestellt. Im Rahmen eines bautechnikhistorischen Forschungsvorhabens zum Bauingenieur und Hochschullehrer WILLY GEHLER wurde u. a. die bis dato vermutlich älteste Eisenbetonbrücke Mitteldeutschlands nach der Bauweise HENNEBIQUE ausfindig gemacht. Die Brücke wurde im Jahr 2016 aufgrund eines zu kleinen Durchflussquerschnitts abgerissen, bot in diesem Zusammenhang aber zumindest die Möglichkeit, umfangreiches Probenmaterial zu erhalten. Folgender Beitrag stellt einerseits die Ergebnisse der Untersuchungen zu den Materialfestigkeiten dar und diskutiert andererseits die Schwierigkeit bei der Festlegung von Eingangswerten für die Nachrechnung.

Material characteristics of a historical reinforced concrete bridge - A report about material investigations on existing structures, dedicated to Jürgen Schnell's 65th birthday
The determination and characterization of material properties of existing structures is a current focus of research by Prof. SCHNELL, to whom the article is dedicated. The recent published books of the DAfStb (publication series nr. 616 and 619) provide the expedients for the practicing engineer to determine material strength to evaluate existing structures. Within a historical project on the former civil engineer and professor of the TH Dresden WILLY GEHLER, the properly oldest reinforced HENNEBIQUE concrete bridge of middle Germany was found. The bridge was demolished in 2016 because of a limited flow rate. At least this offers the opportunity to obtain sample material. The investigations on the material behavior were described in the paper as well as a discussion on the difficulty for its determination of values for recalculation.

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Breitenb√ľcher, Rolf; Kilinc, Hakan; Youn- ale, Bou-YoungOberfl√§chenbearbeitung von frischen Betonfl√§chen - Ein Ansatz zur Bewertung geeigneter FrischbetoneBeton- und Stahlbetonbau2/2018106-114Fachthemen

Abstract

Herrn Professor Dr.-Ing. Jürgen Schnell zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Für die fachgerechte Bearbeitung von frischen Betonoberflächen, z. B. durch Glätten o. ä., sind Frischbetone erforderlich, die keine allzu hohe Klebrigkeit aufweisen. Hierfür sind in erster Linie die rheologischen Eigenschaften des Bindemittelleims bzw. des Mörtels im Beton relevant. Seit geraumer Zeit zeigen sich diesbezüglich immer wieder Probleme, insbesondere wenn Betone mit hohen Bindemittelgehalten und Fließmitteln auf PCE-Basis hergestellt werden. Bislang sind für eine Überprüfung des Frischbetons auf der Baustelle in Bezug auf diese relevanten Eigenschaften keine einfachen und praxistauglichen Verfahren verfügbar. In orientierenden Untersuchungen wurde versucht, durch die Modifikation gängiger Prüfverfahren (Ausbreitversuch) und durch die Entwicklung neuer Verfahren (Kugel-Einsinkversuch), das rheologische Verhalten des angelieferten Betons auch auf der Baustelle rasch und ausreichend genau bewerten zu können.

Treatment of Fresh Concrete Surfaces - An Approach to the Evaluation of Appropriate Fresh Concretes
For the professional treatment of fresh concrete surfaces, i.e. smoothing or the like, fresh concretes, which do not exhibit an overly high adhesiveness, are appropriate. Therefore, the rheological properties of the binder paste or mortar in concrete are most important. For some time, problems concerning this matter occurred, especially when concretes were produced with high binder contents and plasticizers based on PCE. Hitherto, simple and practicable methods testing the fresh concretes on site with regard to their relevant properties are not yet provided. In orienting investigations attempts were made, to also evaluate the rheological behavior of the delivered concrete quickly and sufficiently accuratly on site, through the modification of common test methods (flow table test) and through the development of new test methods (ball-sink test).

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Schmidt-Thrö, Gerald; Tabka, Bassem; Smarslik, Mario; Scheufler, Wolfgang; Fischer, Oliver; Mark, PeterExperimente zur Teilflächenpressung mit vorwiegend ebener LastausbreitungBeton- und Stahlbetonbau2/2018115-126Fachthemen

Abstract

Herrn Professor Dr.-Ing. Jürgen Schnell zu seinem 65. Geburtstag gewidmet
Die Teilflächenpressung bei ebener Lastausbreitung ist auf die 1, 1-fache Betondruckfestigkeit beschränkt. Das kann gerade bei kleinen Kontaktflächen wie bei Wandauflagern oder Tübbinglängsfugen bemessungsrelevant sein. Günstige Umschnürungswirkungen einer Bewehrung werden dabei nicht berücksichtigt.
Im Beitrag werden dazu Versuchsserien an der Technischen Universität München und der Ruhr-Universität Bochum an bewehrten Großbetonbauteilen vorgestellt. Es zeigt sich, dass eine verformungsarme Verankerung von Bewehrung, z. B. geschweißte Spaltzugleitern, auch bei rein ebener Lastausbreitung erhebliche Laststeigerungen ermöglicht und dass nicht flächenaffine Ausbreitungsansätze zu treffenderen Tragfähigkeitsabschätzungen führen. Die Ergebnisse werden mit Literaturdaten zu Bemessungsansätzen für die Praxis aufgearbeitet. Die Ansätze unterscheiden sich hinsichtlich der Verformungsarmut der Verankerung der Spaltzugbewehrung und ermöglichen die sichere Aufnahme von z. T. deutlich erhöhten Kontaktpressungen.

Experimental investigations of partial loading capacity with plane load distribution
In partial loading concrete stresses are limited to the 1.1-fold of the compressive strength. Especially in case of small loaded areas like wall supports or longitudinal joints of segmental tunnel linings this limitation often governs the design. A beneficial confining reinforcement is generally not taken into account. The contribution presents experimental results of large RC specimen tested at the Technical University Munich and the Ruhr-Universität Bochum. It is shown that stiffly anchored splitting reinforcement (e.g. welded ladders) increases bearing capacities even in case of plane distributed loads. Moreover, assuming non-affine loading and distribution areas leads to more realistic capacity estimates. Incorporating additional data from literature the results are elaborated to a practical design proposal. It is able to differentiate regarding a rebar's anchorage stiffness and allows for, in parts, significantly increased contact pressures.

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Br√ľcken bei der Deutschen BahnBeton- und Stahlbetonbau2/2018126Aktuelles

Abstract

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