Korrosionsmonitoring von Stahl- oder Spannbetonbauwerken hat in den vergangenen Jahren als Ergänzung zur herkömmlichen Bauwerksuntersuchung deutlich an Relevanz gewonnen. Einsatzgebiete sind z. B. Bauteile, die nach Fertigstellung nicht mehr zugänglich sind oder an denen aufgrund vorhandener Beschichtungen keine Potentialfeldmessungen durchgeführt werden können. Weiterhin kann Korrosionsmonitoring auch für die Überwachung des Korrosionsfortschritts an korrodierenden Systemen z. B. zum Nachweis des Instandsetzungserfolgs bei Anwendung des Prinzips W-Cl gemäß Instandsetzungsrichtlinie des DAfStb oder zum Funktionsnachweis bei KKS-Installationen nach DIN EN ISO 12696 eingesetzt werden. Trotz zunehmender Bedeutung existieren für das Korrosionsmonitoring bis dato keine Richtlinien oder Handlungsempfehlungen. Diese Lücke soll das Merkblatt B12 “Korrosionsmonitoring von Stahl- und Spannbetonbauwerken” der Deutschen Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung DGZfP füllen, das im Frühjahr 2018 veröffentlicht wurde [1]. In diesem Beitrag werden das Merkblatt B12 vorgestellt, die grundlegenden Messprinzipien erläutert und anhand von Anwendungsbeispielen das Potenzial von Korrosionsmonitoring bei Neubau- und Bestandsobjekten illustriert.

Corrosion Monitoring of Reinforced Concrete Structures - DGZfP Specification B12
During the last few years corrosion monitoring of reinforced or prestressed concrete structures has developed into a valuable tool to assist with the assessment of existing structures. Besides obvious applications as for instance structural elements which are not accessible after completion or which cannot be assessed by means of half-cell potential measurement due to existing coatings, corrosion monitoring can also be very beneficial for the monitoring of the corrosion progress of corroding systems. This has gained increasing relevance e.g. for the monitoring of repair measures according to repair principle “increasing resistivity” or for the surveillance of Cathodic Protection installations (CP). Despite this increasing relevance there are up to now no guidelines or standards for corrosion monitoring in Germany. This gap shall now be bridged by the new specification B12 “Corrosion Monitoring of Reinforced and Prestressed Concrete Structures” published by the German Society for Non-Destructive Testing DGZfP in spring 2018 [1]. This article will briefly present the specification B12, highlight the basic measurement principles and illustrate the potentials of corrosion monitoring for new and existing structures by means of case studies.

Die Rückprallhammerprüfung ist in Deutschland seit Jahrzehnten ein genormtes Prüfverfahren, mit dem die Betondruckfestigkeitsklasse abgeschätzt werden kann. Bei der Prüfung und der anschließenden Bewertung der Ergebnisse wird der Zusammenhang zwischen Oberflächenhärte und Betondruckfestigkeit ausgenutzt. Die mit dem Original Schmidthammer ermittelten Rückprallwerte basieren auf der gemessenen Rückprallstrecke und können Rückschlüsse auf das elastische Verhalten oberflächennaher Schichten von Betonbauwerken geben. In einem mittlerweile fast sechzigjährigen Anwendungszeitraum haben sich die Funktionsweise und das Handling des Schmidthammers kaum verändert. Mit Einführung der DIN EN 13791/A20 ist es seit Februar 2017 möglich, die Druckfestigkeit von Bauwerksbetonen auch auf Basis der Q-Werte abzuschätzen. Die Ermittlung des Rückprallwerts erfolgt dabei über die Energie- oder Geschwindigkeitsdifferenz und ist dem älteren mechanischen Verfahren (Original Schmidthammer) in einigen Punkten überlegen. Die Messergebnisse sind unter anderem nicht mehr vom Schlagwinkel abhängig, sodass z. B. geneigte Betonuntergründe geprüft und auf ihre Druckfestigkeit abgeschätzt werden können.

Non-destructive to structural strength - Comparative investigations for rebound hammer testing
For decades, rebound hammer testing has been a standardised test method in Germany for estimating the concrete compressive strength class. The test and subsequent evaluation of the results takes into account the relationship between surface hardness and concrete compressive strength. The rebound strengths determined with the original Schmidthammer are based on the measured rebound distance and can be a characteristic value for the elastic behaviour of near-surface layers of clay structures. In an application period of almost 60 years, the functionality and handling of the Schmidthammer has hardly changed. With the introduction of DIN EN 13791/A20, it's possible to estimate the concrete compressive strength on the basis of the Q-values since February 2017. The determination of the rebound value takes place with the energy or speed difference and is superior to the older mechanical method (Original Schmidthammer) in some points. Among other things, the measurement results are no longer dependent on the angle of impact, so it will be possible to test inclined concrete surfaces and estimate the compressive strength.

Die AKR-Schadensevolution von Betonfahrbahndecken ist in der Anfangsphase durch eine Dunkelfärbung der Oberfläche im Fugenbereich gekennzeichnet. Es wird vermutet, dass eine erhöhte Durchfeuchtung der Betonrandzone ursächlich für diese Erscheinung ist. Vor diesem Hintergrund wurde exemplarisch eine Fahrbahnplatte eines repräsentativen Bundesautobahnabschnitts systematisch mit verschiedenartiger zerstörungsfreier Prüftechnik vor Ort untersucht. Die Ergebnisse der zunächst erfolgten großflächigen Durchmusterung mit Radar zeigen, dass in den Bereichen mit einer Dunkelfärbung der Betonfahrbahndecke erhöhte Laufzeiten der Radarimpulse zwischen der Oberfläche und der Rückseite der Betonfahrbahndecke auftreten, was auf eine erhöhte integrale Durchfeuchtung der Betonfahrbahndecke schließen lässt. Vertiefend durchgeführte NMR-Feuchtemessungen in der Betonrandzone zeigen eine gute Korrelation zwischen erhöhtem Feuchtegehalt und der dunkel gefärbten Fahrbahnoberfläche. Die Ergebnisse beider zerstörungsfreien Prüfmethoden lassen den Schluss zu, dass die Betonfahrbahndecke in der Nähe des Fugenkreuzes eine höhere Durchfeuchtung als im Bereich der Querscheinfuge aufweist. Die geringste Durchfeuchtung besitzt die Betonfahrbahndecke in der Plattenmitte. Die mit den zerstörungsfreien Prüfverfahren ermittelten Befunde stimmen prinzipiell gut mit den punktuell mittels Darr-Wäge-Verfahren an Bohrmehlproben gewonnenen Ergebnissen überein.

Darkening of the surface within alkali-silica reaction context - Root cause analysis with non-destructive measurement methods
The damage evolution in concrete pavements due to alkali-silica reaction is characterized in the initial phase by a darkening of the surface along joint regions. It is generally assumed that an increased moisture content of the concrete boundary zone is responsible for this visual appearance. Against this background, a concrete pavement slab of a representative German motorway section was systematically investigated in-situ using different non-destructive measurement methods. The results of the high-resolution, planar radar showed an increased time of flight of the radar pulse between the pavement surface and the base of the concrete slab in the darkened areas. This indicated that the overall moisture content is increased near joints in the slab. Additional NMR moisture measurements in the concrete boundary zone confirmed the correlation between increased moisture content and the dark-colored surface of the concrete pavement. The results of both non-destructive measurement methods indicated that the moisture content near the intersection of two joints was higher than the moisture content near the area around the transverse joint. The lowest moisture content was measured in the center of the concrete pavement slab. The results obtained with the two non-destructive testing methods were in overall good agreement with moisture measurements of boring dust analyzed using the gravimetric method.

In den letzten Jahren sind im deutschen Bundesautobahnnetz vermehrt AKR-Schäden an Betonfahrbahndecken aufgetreten. Ursächlich hierfür ist die Verwendung alkaliempfindlicher Gesteinskörnung. Dies führt bei gleichzeitiger Anwesenheit von Wasser infolge der Exposition der Fahrbahndecke und des alkalischen Milieus durch den Einsatz alkalireicher Portlandzemente bei der Betonherstellung zu einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR). Zusätzlich wird der AKR-Schädigungsprozess in Betonfahrbahndecken durch den externen Tausalzeintrag (primär NaCl) im Winter begünstigt. Vor diesem Hintergrund kommt der Ermittlung des Tausalzeintrags in den Fahrbahndeckenbeton eine große Bedeutung zu.
Die Analyse des Tausalzeintrags erfolgte bisher ausschließlich nasschemisch an gemahlenen Bohrkernsegmenten. Nachteilig sind hierbei der relativ hohe prüftechnische Aufwand und die eingeschränkte Ortsauflösung. Der alternative Einsatz von LIBS (Laser-induced breakdown spectroscopy) eröffnet in diesem Kontext neue Möglichkeiten. So wird in diesem Beitrag anhand von Bohrkernen aus einem repräsentativen AKR-geschädigten BAB-Abschnitt exemplarisch die Vorgehensweise bei der LIBS-Analyse zur Ermittlung der Na- und Cl-Verteilung an vertikalen Schnittflächen von Bohrkernen aufgezeigt. Da der Tausalzeintrag primär über den Zementstein erfolgt, wurde der verfälschende Na-Grundgehalt der Gesteinskörnung mittels eines Ausschlusskriteriums (Ca-Gehalt) eliminiert. Vergleichend durchgeführte Cl-Mappings mit Mikroröntgenfluoreszenzanalyse sowie nasschemische Analysen belegen die Güte der durchgeführten LIBS-Messungen. Allerdings bedarf es bei der quantitativen Ermittlung des Natriumgehaltes in der Betonfahrbahndecke noch weitergehender Untersuchungen.

Analysis of the intrusion of de-icing salt into concrete pavements by a novel test method
In recent years the German motorway network has seen an increase in the occurrence of damage in concrete pavements. This has been caused by the use of alkali-sensitive aggregates. Given the exposure of the concrete pavement to water and the alkaline environment caused by the use of Portland cement during concrete mixing, this environment can lead to an alkali-silica reaction (ASR) process. This ASR-damage process in concrete pavements is further exacerbated by the external application of de-icing salt in winter. Against this background, the evaluation of the intrusion of de-icing salt becomes of great importance.
Until now, the analysis of the intrusion of de-icing salt was carried out in a wet-chemistry process on finely ground segments of drilling cores. The disadvantages of this method are the relatively arduous testing process and the limited depth resolution. The alternative application of LIBS (laser-induced breakdown spectroscopy) offers new possibilities in this context. In this paper, the procedure for the LIBS analysis of sodium and chloride distribution on vertical cut surfaces of drilling cores taken from representative ASR-damaged concrete pavements is presented. Because the intrusion of de-icing salt takes place primarily in the cement matrix, the distorting effect of the sodium content in the aggregates was eliminated by an exclusion criteria (namely, the calcium content). The comparable chloride mappings by micro X-ray fluorescence spectroscopy and wet-chemical analysis confirm the quality of the LIBS measurements. However, additional investigations are necessary for the quantitative analysis of sodium content in concrete pavements.

Aufgrund des zunehmenden Alters des Brückenbestands, steigender Verkehrslasten und veränderter normativer Grundlagen und Bemessungsvorschriften ist die Querkrafttragfähigkeit bestehender Spannbetonbrücken mit geringer Querkraftbewehrung seit Längerem Gegenstand verschiedener Forschungen. Der Lehrstuhl für Massivbau der Technischen Universität München (TUM) konnte im Rahmen eines vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geförderten Forschungsvorhabens im Jahr 2017 einzigartige In-situ-Querkraftversuche an der 1955 erbauten Saalebrücke Hammelburg durchführen. Speziell bei den vor 1966 erbauten Betonbrücken treten bei systematischen Nachrechnungen hinsichtlich der Querkrafttragfähigkeit in Längsrichtung meist massive rechnerische Defizite auf, die oftmals am realen Bauwerk nicht bestätigt werden können. Ziel dieser zerstörenden Untersuchungen an der zum Rückbau vorgesehenen Brücke war es deshalb, das Verhalten von realen Spannbetonbrücken unter Querkraftbeanspruchungen zu untersuchen, um einen Beitrag zu einer wirklichkeitsnäheren Bemessung von älteren Bestandsbrücken zu liefern. In diesem Beitrag werden die Konzeption und Durchführung der Versuche sowie das Bestandsbauwerk und die verwendete Messtechnik beschrieben, in dem folgenden Teil 2 zu diesem Beitrag werden die Ergebnisse der Versuche diskutiert und bewertet.

In-situ tests at the bridge Hammelburg regarding the shear capacity of existing pre-stressed bridges - Part 1: General assessment, original shear design, conceptual approach and execution of the in-situ tests
Due to the relatively high average age of the existing bridges, a dramatic increase in traffic volume and axle loads and modified design standards, a realistic prediction of the shear capacity of existing pre-stressed concrete bridges with little shear reinforcement has become an important topic in research. In 2017 the Chair of Concrete and Masonry Structures of Technische Universität München (TUM), supported by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure, was able to conduct unique field tests at the 1955 built Saalebrücke Hammelburg. According to systematic re-analyses many concrete bridges, especially those which have been built prior to 1966, show severe (theoretical) deficits regarding the longitudinal shear capacity. Often the results of the strength evaluation cannot be verified at the real bridges though. The primary objective of the field test was therefore to determine the shear capacity of existing pre-stressed bridges in order to contribute in closing the gap between calculations and experience for older concrete bridges. In the present paper the general assessment of the bridge and the original design concept as well as the conceptual approach and execution of the in-situ tests are presented. In the following part 2 of this article the results of the conducted full-scale tests will be discussed.

Glas und Beton teilen wesentliche Materialeigenschaften: Sie ertragen hohen Druck, erreichen im Vergleich dazu jedoch geringe Zugfestigkeiten und versagen - unangekündigt - spröde. Daher ist es sinnvoll, Träger aus beiderlei Material analog zu konstruieren und die Kenntnisse aus dem Betonbau mittels einer Analogiebetrachtung auf den Konstruktiven Glasbau zu übertragen. Dafür wird zunächst im historischen Kontext ein Bezug zwischen FRANZ DISCHINGER und dem modernen Glasbau hergestellt. Anschließend erfolgt ein Vergleich wesentlicher Material- und Konstruktionseigenschaften sowie die Vorstellung ausgeführter Bau- und Forschungsprojekte, welche zeigen, dass eine analoge Behandlung und Bezeichnung von Glaskonstruktionen nach Grundsätzen des Stahlbeton- und Spannbetonbaus möglich und sinnvoll ist. Zudem werden “Spannglasträger” vorgestellt, welche eine vorgespannte Stahlbewehrung enthalten, um einem Biegezugriss entgegenzuwirken, die Tragkonstruktion gezielt zu überhöhen und die Resttragfähigkeit sicherzustellen. Darüber hinaus werden Problemstellungen wie der Spannkraftverlust oder die Machbarkeit solcher Konstruktionen angesprochen. Damit wird es möglich, aus dem langjährig erprobten Wissensschatz des Stahlbeton- und Spannbetonbaus zu schöpfen und trageffiziente Glaskonstruktionen zu gestalten.

Glass beams in analogy with Eurocode 2 - An analogy between pre-compressed glass and concrete beams:
Glass and concrete share some essential material characteristics: Their compressive strength exceeds their tensile strength considerably and both of them fail in a brittle manner. Therefore, it is reasonable to build beams from both materials based on the same principles and to transfer the knowledge from concrete design to the structural use of glass by an analogy study. First, a reference in a historical context between Franz Dischinger und the contemporary structural use of glass is made. A comparison of relevant material properties and structural details as well as a presentation of executed building projects follows afterwards. This demonstrates the applicability of structural details in glass design and shows the relevance to create a nomenclature for glass structures in analogy with the principles of reinforced and prestressed concrete design. Additionally, the paper introduces “Spannglass Beams” that entail a post-tensioned steel cable to counteract initial cracks, uplift the member and ensure a sufficient post-fracture bending capacity. Advanced problems such as the loss in tension force or a proof of feasibility of those structures is addressed. In conclusion, this makes the expertise from concrete design available to create novel and efficient load-bearing glass structures.

Nachrichten
: Kanal zwischen zwei Welten
Vier Preisverleihungen an drei deutschen Hochschulen: FDB-Förderpreis für Studierende für kreative und technisch durchdachte Betonfertigteillösungen
Zementverbrauch 2017 mit 4, 8 % deutlich gestiegen
VÖB Konjunkturbarometer: Betonfertigteile nachgefragt wie nie
Deutsche Bauchemie startet Wettbewerb um “Wissenschafts-Medaille” und “Förderpreis” 2019
Aus Liebe zum Baudenkmal

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Materialschäden durch Korrosion stellen nach Ansicht der Bundesregierung eine große Herausforderung für Zukunftstechnologien wie die Erzeugung von Windenergie dar. In dem Forschungsprojekt “RepaKorr” wurde daher ein Konzept beauftragt, um Korrosionsschutzsysteme unter Offshore-Bedingungen einfacher, schneller und kostengünstiger zu reparieren. In einem Teilprojekt hat die Sika Deutschland GmbH hierfür eine neue Materialzusammensetzung erforscht und inzwischen zu dem Produkt SikaCor SW-1000 RepaCor entwickelt. Damit werden sämtliche der gestellten Schlüsselanforderungen erfüllt und Offshore-Reparaturen von Korrosionsbeschichtungen in der Qualität werkseitiger Erstbeschichtungen ermöglicht. Mit der erzielten höchsten Korrosionsschutzkategorie CX sind auch weitere Anwendungen wie etwa im Stahlwasserbau denkbar. (Foto: Muehlhan AG)

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Es gibt verschiedene Gründe, Hochspannungsstahlgittermaste zu verstärken. Einerseits müssen gelegentlich verminderte Beanspruchbarkeiten kompensiert werden. Andererseits können vergrößerte Beanspruchungen aufgrund vergrößerter Leiterseilquerschnitte, zusätzlich aufgelegter Leiterseile oder die Kenntnis erhöhter klimatischer Beanspruchungen eine Verstärkung erfordern. Während Diagonalstäbe ausgebaut und durch Stäbe mit größerem Querschnitt ersetzt werden können, ist bei unzulässig hoch ausgenutzten Eckstielen oft nur die Montage parallel zum vorhandenen Eckstiel verlaufender Zusatzeckstiele möglich. Die Bestimmung der Schnittkräfte im zu entlastenden Eckstiel und im Zusatzeckstiel ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Eine Überschätzung des Entlastungseffektes des Zusatzeckstiels könnte für den vorhandenen Eckstiel zu einem Nachweis mit zulässiger Ausnutzung führen, obwohl mit tatsächlich höherer Stabkraft der Nachweis nicht gelänge. Bei der Schnittkraftermittlung zu berücksichtigende Aspekte sind die Außermitte des Zusatzeckstiels gegenüber dem vorhandenen Eckstiel, die Montage des belastungsfreien Zusatzeckstiels am bereits teilweise belasteten Eckstiel und außerdem, ob der Zusatzeckstiel eine Verankerung im Fundament erhält oder oberhalb der Fundamentoberkante mit einem Koppelelement zum vorhandenen Eckstiel endet. Die genannten Aspekte wurden modellstatisch an einem 1:1-Modell untersucht. Der Einfluss der Verbindungsmittelart, mit welcher der Zusatzeckstiel am vorhandenen Eckstiel angeschlossen ist, wurde in weiteren Experimenten untersucht. Dieser Bericht beschreibt die Versuchsdurchführung und die Messergebnisse und entwickelt daraus ein Rechenmodell für die Schnittkraftermittlung am mit einem Zusatzeckstiel verstärkten Mast.

Modelling of high voltage steel lattice towers with subsequently added corner beams:
There are several reasons for strengthening of high voltage steel lattice towers. On the one hand there are to compensate reduced resistances betimes. On the other hand increased stresses caused by a higher number of conductors, conductors with a higher cross-sectional area or the knowledge of higher climatic effects require a strengthening. While diagonal beams can be removed and replaced by beams with higher cross-sectional areas, corner beams with unacceptable utilisation only can be strengthened by added parallel running beams. The static calculation of internal forces in corner beam and added corner beam is a formidable problem. An overestimation of reducing the loads by the added corner beam could lead to an acceptable utilisation while the proof would be impossible with the actually higher internal force. The static calculation should consider the following aspects: Eccentricity of the added corner beam to the existing corner beam, installation of the unloaded second beam on the existing loaded corner beam, bonding of the second corner beam into the foundation or its finalization above the foundation. The called aspects are examined by a full-scale test setup. The influence of the type of connection between existing and second corner beam is examined in further test setups.
This report describes the test procedure and the results of measurement and it develops a model for the static calculation of the internal forces in the beams of steel lattice towers which are strengthened by second corner beams.

Im Rahmen von Forschungsarbeiten wurde feuerverzinkter Stahl (Stückverzinkung) ohne Oberflächenvorbereitung oder -vorbehandlung “direkt” nach dem Verzinkungsprozess und nach unterschiedlicher Auslagerung beschichtet. Dafür kamen praxisrelevante Beschichtungssysteme mit Eignung auf verzinktem Stahl ohne Sweep-Strahlen zum Einsatz. In Abhängigkeit von der Art des Stahls und der damit verbundenen Schichtbildung, der Art der Zinkschmelze und der Geschwindigkeit der Abkühlvorgänge zeigten die Oberflächen der verwendeten Zinküberzüge unterschiedliche Topografie und chemische Zusammensetzung. Die hohe Heterogenität der Zinkoberflächen führt zur Beeinflussung des Korrosionsschutzverhaltens von Beschichtungssystemen, wobei Zusammenhänge zwischen topografischen Effekten, dem Vorhandensein von Zinkphasen, Legierungselementen sowie Korrosionsprodukten auf der Oberfläche und den resultierenden Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtungen bestehen.

Direct overcoating of zinc coatings - Influence of the galvanisation.
In the context of research hot-dip galvanised steel (batch galvanising) has been coated without surface preparation or pre-treatment “directly” after the galvanisation process and after different exposures. For this, practically relevant coating systems suitable on galvanised steel without sweep-blasting were used. Depending on the type of steel and the corresponding layer formation, the type of molten zinc and the speed of the cooling processes, the surfaces of the used zinc coatings showed different topographies and chemical compositions. The high heterogeneity of the zinc surfaces leads to influencing the corrosion protection behaviour of coating systems with existing correlations of topographic effects, the presence of zinc phases, alloy elements as well as corrosion products on the surface and the resulting corrosion protection properties of the coatings.

Emerging offshore wind markets in the East Asian region demand seismic design for offshore wind support structures. This paper analyses site conditions and design methods applicable for jacket designs in earthquake regions. Required seismic standards, guidelines and load cases are described in detail. A design case study identifies the relevance of seismic impact in the design of jacket support structures for offshore wind turbines. In a design case study, jacket structures for a typical North Sea site and East Asian conditions were developed based on a generic 12.5 MW wind turbine. For different methods during the design process (conceptual and detailed design), the resulting ultimate limit state loads at the top and bottom of the jacket are compared. Summarising the case study, the governing design situations are identified, and recommendations for seismic design practice are derived.

Herausforderungen in der Bemessung von Jacket-Strukturen für Offshore-Windturbinen in Erdbebengebieten.
Die Entwicklung der Offshore-Windmärkte in Ostasien erfordert eine Erdbebenbemessung von Offshore-Windturbinen und deren Gründungsstrukturen. Der Aufsatz analysiert Standortbedingungen und Bemessungsmethoden für Jacket-Gründungsstrukturen in Erdbebenregionen. Anzuwendende Normen und Richtlinien sowie Lastfallkombinationen sind aufgeführt. In einer Studie sind Jacket-Gründungsstrukturen einer generischen 12,5 MW Turbine für Standortbedingungen in der Nordsee und Ostasien entwickelt worden. Anhand der Ergebnisse von Biegemomenten an Turmfuß und Seeboden erfolgt ein Abgleich verschiedener Bemessungsmethoden. Zusammenfassend werden bemessungsrelevante Lastsituationen identifiziert und Empfehlungen für die Erdbebenbemessung abgeleitet.

A large data set of material property tests of neat seawater-mixed OPC grout is analysed and compared with existing assumptions of EN 19902. Cube tests and cylindrical compressive strength tests show higher standard deviation than normal concrete and recommendations for acceptance criteria for quality and conformity control are made. The effect of high heat of hydration was investigated but no significant effect on strength development in the time frames considered could be reported.

Mit Seewasser angemachter Ordinary Portland Cement (OPC) - eine elegante Lösung. Materialeigenschaften für die Bemessung von Offshore-Groutverbindungen mit OPC:
Die Historische Entwicklung der Bemessungsgrundlagen für konzentrische Groutverbindungen wird dargestellt. An Hand einer statistischen Auswertung von umfangreichen Material Tests an mit Seewasser angemachten OPC Zementleim wird der Zusammenhang zu semi-probabilistischen Bemessungsvorschriften hergestellt und Empfehlungen zur Anwendung von Konformitätskriterien gegeben. Die Auswirkungen hoher Hydrationstemperaturen werden dargestellt, während die Testreihen keine negativen Auswirkungen auf die Festigkeitsentwicklung für die betrachteten Zeiträume feststellen konnten.

Flatness tolerances for bolted steel flanges in wind turbine support structures are a much discussed topic. The tolerances that are currently used in the industry and provided in relevant codes and standards were devised around 10-15 years ago, and their application for the significantly larger dimensions of current towers and flanges is frequently questioned. In this paper, these tolerance requirements are presented together with their historical background, and a methodology for adapting them based on a determination of gap-closing behaviour is proposed.

Herstellungstoleranzen von Flanschverbindungen für Tragstrukturen von Windenergieanlagen.
Ebenheitstoleranzen geschraubter Ringflanschverbindungen sind oftmals Gegenstand technischer Diskussionen. Die derzeit verwendeten Grenzwerte wurden vor etwa 10-15 Jahren festgelegt und die Anwendung derselben Werte für deutlich größere Abmessungen aktueller Flanschverbindungen wird häufig in Frage gestellt. In diesem Beitrag werden die aktuellen Werte vor ihrem historischen Hintergrund dargestellt und eine Methode zur Anpassung der Werte basierend auf den die Klaffung schließenden Spannungen wird vorgeschlagen.

Immer größere Abmessungen stellen die gesamte Wertschöpfungskette der Windindustrie vor große Herausforderungen. Eine effiziente Fertigung wird für die Unternehmen immer wichtiger, um dem steigenden Kostendruck standzuhalten und auch auf dem internationalen Markt konkurrenzfähig zu bleiben. Im schweren Stahlbau ist das Schweißen die am weitesten verbreitete Fügetechnik. Durch den Einsatz neuartiger Hochleistungsfügeverfahren sollen zukünftig die Lagenanzahl und die Durchlaufzeit in der Fertigung verringert werden. Für diese alternativen Verbindungen ist nachzuweisen, dass die mechanisch-technologischen Nahteigenschaften vergleichbar oder sogar besser sind. In diesem Beitrag liegt der Fokus insbesondere auf einer Beurteilung der Ermüdungsfestigkeit. Dabei werden sowohl konventionell Unterpulver (UP)-geschweißte Stumpfstöße als auch Verbindungen, gefügt mit einer Verfahrenskombination aus UP- und Elektronenstrahlschweißen an Atmosphäre, experimentell und analytisch untersucht. Motiviert durch die Frage nach einer optimierten Ermüdungsbemessung mit Berücksichtigung lokaler Nahteigenschaften wurde die Nahtgeometrie aller Schwingproben zunächst vermessen. Um eine allgemeine Vergleichbarkeit dieser Messungen zu gewährleisten, werden Standards für diese Messaufgabe und die anschließende Aufbereitung der Daten vorgeschlagen. Die gemessenen Profile wurden in FE-Modelle überführt und elastische Kerbfaktoren ermittelt. Bei ausreichender Profilanzahl entlang der Naht kann der spätere Anrissort eindeutig prognostiziert werden. Die statistische Auswertung der Kerbfaktoren in Kombination mit den Schwingversuchen zeigt abschließend einen direkten Zusammenhang zwischen geometrischer Kerbwirkung und Lebensdauer.

Transverse butt welds as fatigue critical detail of steel towers and monopiles - Influence of the geometrical notch effect on the fatigue resistance.
The large dimensions of wind turbines and their components become more and more challenging for the entire supply chain in the wind industry. An efficient manufacturing of components is of an increasing importance in order to withstand the cost pressure and to be competitive on the international market. Welding is the most common joining technique in heavy steel construction. Newly developed high-performance welding techniques may contribute to reduce the number of weld passes and by this the manufacturing time. These alternative welds have to show comparable or even better mechanical-technological properties than the conventionally welded seams. This paper mainly focuses on the evaluation of the fatigue resistance. Samples welded by a newly developed combination of nonvacuum electron beam and submerged arc welding are numerically and experimentally checked against conventionally submerged arc welded samples. Motivated by the question of an optimized fatigue design process as part of a serial production process for tubular tower and monopile, the weld geometry was measured. In order to ensure a wide comparability, measurement standards regarding accuracy and data processing were defined. The measured weld profiles were prepared for FE-simulations of the theoretical notch factor Kt. It is possible to predict the fatigue critical weld transition by means of the maximum Kt. Combining the test results with the statistical evaluation of the notch factors, a definite correlation between fatigue life and geometrical notch effect can be shown.

Die Entwicklung in der Offshore-Windenergie hin zu größeren, leistungsstärkeren Anlagentypen sowie die zeitgleich zunehmenden Wassertiefen der projektierten Windparks stellt u. a. Designer und Fertiger der Gründungsstrukturen der Windenergieanlagen vor wachsende Herausforderungen. Neben dem Gründungskonzept mittels XL-Monopiles rückt auch die Jacketgründung wegen der Kombination aus dem vergleichsweise geringen Materialverbrauch bei gleichzeitig hoher Steifigkeit in den Fokus. Der Fertigungsaufwand der Jackets ist verglichen mit Monopiles groß, kann jedoch durch die Kombination aus Standardrohren mit automatisiert gefertigten Jacketknoten reduziert werden. Vor diesem Hintergrund befasst sich dieser Beitrag mit der Prozesskette der automatisierten Fertigung von Hohlprofilknoten inklusive der Digitalisierung relevanter Fertigungsparameter sowie der optischen Erfassung der Schweißnahtgeometrie durch einen Linienlaser. Des Weiteren wird eine Methodik zur Analyse der gescannten Schweißnahtgeometrie anhand von drei Referenzstellen eines X-Knotens vorgestellt, mit der sowohl die Kerbradien als auch die Nahtanstiegswinkel bestimmt werden können. Abschließend werden die Geometrieparameter beim Ermüdungsnachweis nach dem Kerbspannungskonzept berücksichtigt und ihr Einfluss durch einen Vergleich mit dem Strukturspannungskonzept auf Basis äquivalenter Spannungskonzentrationsfaktoren quantifiziert.

Automated manufacturing of tubular joints for jacket support structures - Description of the welding process chain as well as integration of the process parameters within the fatigue design.
The development within the offshore wind energy sector towards more powerful turbines combined with increasing water depth for new wind parks is challenging both, the designer as well as the manufacturer of support structures. Besides XL-monopiles the jacket support structure is a reasonable alternative due to the high rigidity combined with low material consumption. However, the effort for manufacturing of the hollow section joints reduces the economic potential of jacket structures significantly. Therefore, a changeover from an individual towards a serial production based on automated manufactured tubular joints combined with standardized pipes has to be achieved. Hence, this paper addresses the welding process chain of automated manufactured tubular joints including digitization of the relevant manufacturing parameters such as laser scanning of the weld seam geometry. Additionally a methodology for the computation of the notch radius as well as the weld seam angle is presented based on the scanned profiles of three analysis points of an automated manufactured tubular X-joint. Subsequently, these parameters are considered within the notch stress approach based fatigue design and their impact is quantified by a comparison with the structural stress approach using equivalent stress concentration factors.

An incremental launching method with the advantages of saving construction space, a less complicated construction programme and fast construction speed has been widely used in engineering. Huanghe Bridge is a double-deck rail-and-road steel truss bridge with stiffened suspension cables; the incremental launching method was used for this bridge. A height difference between the three main trusses caused by an assembly error can result in large reaction forces in one or two slide shoes under the three main trusses during the launch because the bridge is very heavy, which can make the stresses in the main bridge and the temporary supports exceed the allowable stress, which would be harmful to the bridge construction. To study the influences of height-difference changes on the stresses in the entire bridge including the temporary supports, a finite element simulation is used to analyse the global and local stresses of the entire bridge. The results show that if the height difference is outside the range +20 mm to -30 mm, the stresses in the temporary supports near the pier will exceed the allowable stress during the launch. The height-difference values of the three trusses should therefore be restricted to ensure the safety of the construction. The limit values of the height difference are confirmed using a finite element model of the entire bridge. Moreover, in the local finite element model, the local structure is within the safety range when the confirmed height difference occurs, which ensures the rationality of the confirmed height difference values. The results of the finite element simulation are approximately the same as those of an actual measurement performed during the launch, and the reasonable limit values for the height difference between three trusses are +15 mm and -25 mm respectively. These limit values are the construction control values provided for the construction unit. Finally, solutions to decrease the influence of the height difference are given.

Analyse der Höhendifferenz zwischen drei Fachwerken einer Stahlfachwerkbrücke während des Taktschiebeverfahrens.
Das Taktschiebeverfahren ist aufgrund seiner Platz-, Zeit- und Ausführungsvorteile weit verbreitet im Ingenieurbau. Die Brücke über den gelben Fluss in Jinan ist eine doppelstöckige Eisenbahnbrücke aus Stahlfachwerk mit versteiften Tragelementen, die im Taktschiebeverfahren errichtet wird. Ein Höhenunterschied zwischen den drei Hauptfachwerkträgern infolge eines Montagefehlers kann während des Vorschubs zu großen Reaktionskräften an einem oder zwei Gleitschuhen unter den drei Hauptfachwerken führen, da die Brücke sehr schwer ist. Hierbei ist nicht auszuschließen, dass die Belastung der Hauptbrücke und der Traggerüste das zulässige Maß übersteigt und die Brückenkonstruktion Schaden nimmt. Um den Einfluss veränderlicher Höhendifferenzen auf die Belastung der gesamten Brücke einschließlich der Traggerüste zu untersuchen, werden mithilfe einer Finite-Elemente-Simulation die globalen und lokalen Belastungen der gesamten Brücke analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei einer Höhendifferenz von mehr als +20 mm oder weniger als -30 mm die Spannungen der Traggerüste in der Nähe des Pfeilers die zulässige Belastung während des Vorschubs übersteigen. Die Höhendifferenzwerte der drei Fachwerke müssen daher begrenzt werden, um die Sicherheit der Konstruktion zu gewährleisten. Die Grenzwerte der Höhendifferenz wurden mithilfe eines Finite-Elemente-Modells der gesamten Brücke bestätigt. Darüber hinaus liegt im lokalen Finite-Elemente-Modell die lokale Konstruktion bei Auftreten der bestätigten Höhendifferenz im Sicherheitsbereich, was die Rationalität der bestätigten Höhendifferenzwerte sicherstellt. Die Ergebnisse der Finite-Elemente-Simulation entsprechen in etwa denjenigen einer tatsächlichen Messung während des Vorschubs, und die angemessenen Grenzwerte für die Höhendifferenz zwischen drei Fachwerken liegen bei +15 mm bzw. -25 mm. Bei diesen Grenzwerten handelt es sich um die für das Bauteil vorgesehenen Bauvorgabewerte. Abschließend werden Lösungen zur Verringerung des Einflusses des Höhenunterschiedes aufgezeigt.

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Informationen aus der Stahlbauforschung 2/2018
Interview mit Dr.-Ing. Ronald Schwuchow, Leiter des Referats Bautechnisches Prüfamt, DIBt
Kosten im Stahlbau 2. Quartal 2018
Über 70 Jahre Deutscher Stahlbautag
LOCAFI
Buildingsmart
Die neue EN 1090-2:2018
Duisburg International: Philippe Samyn und Prof. Manfred Grohmann präsentieren ihre Bauwerke beim Tag der Stahl.Architektur
Auslobung: Ingenieurpreis des Deutschen Stahlbaues 2019

ESaT 2018 3rd International Conference on Engineering Sciences and Technologies
Ettersburger Gespräch 2018
SWISS INOX - Nichtrostende Stähle im Bauwesen
39. Deutscher Stahlbautag 2018
FeuerTrutz Workshop 2018
27. Bautechnisches Seminar
2. swiss steelday 2018
1. Praxis-Tag Stahl & Glas
Konvent der Baukultur 2018
Korrosionsschutz im Stahlbau
19. EIPOS-Sachverständigentage Brandschutz
Seminar “Nichtrostende Stähle”
Kranbahnen aktuell
Bau 2019
SEMC 2019

Detail eines modernen Bürogebäudes in Hamburg. (Foto: © Fabian Wentzel/Getty Images)

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