Aktive Komponenten sind im Bauwesen bislang kein Bestandteil von Sicherheitskonzepten. Zur Realisierung ultraleichter Strukturen sind aktive Komponenten jedoch unerlässlich. In das Sicherheitskonzept des Ultraleichtbaus müssen deshalb spezielle Aspekte wie Ausfallsicherheit und Notbetrieb aufgenommen werden. Der vorliegende Artikel beschreibt die Bedeutung aktiver Komponenten am Beispiel eines adaptiven Schalentragwerks. Dieses wurde von der durch die DFG geförderten Forschergruppe 981 entwickelt. Der Artikel widmet sich hierbei insbesondere der Frage, ob und wie sich bestehende Sicherheitskonzepte aus anderen Disziplinen an die Anforderungen des Ultraleichtbaus anpassen lassen. Hierzu werden die Methoden Fehlerbaumanalyse (FTA) sowie Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) vorgestellt. Der erste Teil dieses Aufsatzes erschien in Ausgabe 3/2016. Er widmet sich den theoretischen Inhalten der Sicherheitsuntersuchungen und beschreibt den von der Forschergruppe 981 entwickelten Demonstrator inklusive der neuartigen Konstruktionselemente. Der hier vorliegende zweite Teil des Aufsatzes stellt die praktische Umsetzung der im ersten Teil entwickelten theoretischen Erkenntnisse vor.

Safety investigations of an adaptive shell structure - Part 2: Usage of the fault tree analysis and the failure mode and effects analysis.
Until now, safety concepts of the construction industry do not consider the use of active components. However, such components are an essential part of ultralightweight structures. Therefore, special aspects of active components, such as safeguarding against failure and emergency operation mode, have to be included in the safety concept of ultralightweight structures. The present article describes the use of active components using the example of an adaptive shell structure. This shell structure was developed by research unit 981, a research unit funded by DFG (German Research Foundation). The article also proposes an adaptation of existing safety concepts by using approaches from other disciplines. Furthermore, the methods fault tree analysis (FTA) and failure mode and effects analysis (FMEA) are presented. Part 1 of the paper (published in issue 3/2016) describes theoretical investigations on safety concepts, the adaptive shell structure and the design elements, developed in the framework of the research unit. Part 2 (published in this issue) will provide the results of a practical application of the methods described in the first part.

Aktive Komponenten sind bislang kein Bestandteil von Sicherheitskonzepten im Bauwesen. Zur Realisierung ultraleichter Strukturen sind aktive Komponenten jedoch unerlässlich. In das Sicherheitskonzept des Ultraleichtbaus müssen deshalb spezielle Aspekte wie Ausfallsicherheit und Notbetrieb aufgenommen werden. Der vorliegende Artikel beschreibt die Bedeutung aktiver Komponenten am Beispiel eines adaptiven Schalentragwerks, das von der durch die DFG geförderten Forschergruppe 981 entwickelt wurde. Er widmet sich hierbei insbesondere der Frage, wie bestehende Sicherheitskonzepte durch den Transfer aus anderen Disziplinen an die Anforderungen des Ultraleichtbaus angepasst werden können. Hierzu werden Methoden der Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse sowie die Fehlerbaumanalyse vorgestellt. Der erste Teil des Aufsatzes erscheint im vorliegenden Heft - er widmet sich den theoretischen Inhalten der Sicherheitsuntersuchungen und beschreibt die von der Forschergruppe 981 entwickelten Konstruktionselemente. Der zweite Teil des Aufsatzes wird in einer späteren Ausgabe dieser Zeitschrift erscheinen. Er stellt die praktische Umsetzung der im ersten Teil entwickelten theoretischen Erkenntnisse vor.

Safety investigations of an adaptive shell structure - Part 1: Basics and theory of the used methods.
Until now, safety concepts of the construction industry do not consider the use of active components. However, such components are an essential part of ultralightweight structures. Therefore the special aspects of active components, such as safeguarding against failure and emergency operation mode, have to be included in the safety concept of ultralightweight structures. The present article describes the use of active components using the example of an adaptive shell structure. This shell structure was developed by research unit 981, a research unit funded by DFG (German Research Foundation). The article also proposes an adaptation of existing safety concepts by using approaches from other disciplines. Two well-known methods, such as fault probability and effect analysis (FMEA) and fault tree analysis (FTA), are presented. Part 1 of the paper (published in this issue) describes theoretical investigations on safety concepts, the adaptive shell structure and the design elements, developed in the framework of the research unit. Part 2 (to be published in an upcoming issue) will provide the results of a practical application of the methods described in the first part.

Die Minimierung des Ressourcenverbrauchs von Betonbauteilen ist ein wichtiger Schritt hin zu einem nachhaltigen Bauwesen. Die Reduktion des Massenverbrauchs durch Anwendung neuartiger High-Tech-Materialien erfordert hierbei gleichsam die Entwicklung von Konstruktionsweisen, die die Aspekte eines recyclingfähigen Konstruierens in den Vordergrund stellen. Die Verwendung von ultrahochfestem Beton (UHPC) ermöglicht durch seine materiellen Eigenschaften die Herstellung von vorgefertigten, dünnwandigen und gestalterisch ansprechenden Bauteilen. Anforderungen an das Fügen und Verbinden solcher Bauteile auf der Baustelle treten hinsichtlich der Montage, Demontage, des Recyclings sowie der Fugenzugänglichkeit und des Toleranzausgleichs auf. Die Autoren präsentieren - unter Berücksichtigung der zuvor genannten Anforderungen - eine Füge- und Verbindungstechnik für vorgefertigte, dünnwandige Bauteile aus ultrahochfestem Faserfeinkornbeton (UHFFB) mittels Implantaten. Die Entwicklung der Implantate, erste experimentelle Untersuchungen sowie eine Übersicht der generellen Anforderungen an das recyclinggerechte Konstruieren werden im Kontext des ressourcenschonenden Bauens und Konstruierens dargestellt.

Joining of thin walled elements. Investigations on the introduction of compressive forces by the use of implants
Reducing the environmental impact of concrete structures is a significant step for a sustainable building industry. Mass reduction due to an application of high-tech material combined with a focus on design for recyclability of structural elements requires the development of new construction methods. The use of Ultra- High-Performance Concrete (UHPC) with its advantageous properties allows for the construction of thin walled, prefabricated elements and aesthetically pleasant structures. Requirements for the assembly, disassembly and therefore recyclability as well as the compensation of tolerances and the accessibility of the gap between joined structural elements have to be taken into account for joining prefabricated elements on site. The authors present a construction method under consideration of the aforementioned requirements for joining thin, prefabricated elements made of Ultra-High-Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) by the use of implants. The implant development, first results of experimental investigations and a general outline on the design for assembly and disassembly will be given in the context of recyclable and sustainable structures.

Der von Christoph Ingenhoven entworfene Neubau der Konzernzentrale der HDI-Gerling Sachversicherungsgruppe in Hannover bietet maximalen Nutzerkomfort bei minimalem Energie- und Ressourcenverbrauch. Wesentliche Voraussetzung für das offene, transparente Erscheinungsbild ist das filigrane Tragwerk, das von den Büros Werner Sobek Frankfurt und Stuttgart entworfen und geplant wurde. Der folgende Bericht beschreibt die wesentlichen Besonderheiten dieses Tragwerks.

Minimal/Maximal: The new headquarter of the HDI-Insurance Group in Hanover, Germany
The new headquarter of the HDI Insurance Group in Hanover was designed by architect Christoph Ingenhoven. It offers maximal user comfort and minimal consumption of energy and resources. An important precondition for the open, transparent appearance of the building is the filigree load-bearing structure designed and engineered by Werner Sobek (Frankfurt/Stuttgart). The following article describes the most important specifics of this structure.

Die “Große Beschleunigung” bei Bevölkerungszahlen, klimaschädlichen Emissionen, Wasserverbrauch und vielem anderen stellt die gesamte Menschheit vor große Herausforderungen. Dies trifft besonders auf das Bauschaffen zu. Es gilt, zukünftig für mehr Menschen mit weniger Material emissionsfrei zu bauen. Hierfür muss unsere Art des Planens, Bauens und Nutzens von Bauwerken neu gedacht und neu konzipiert werden. Auf der bautechnischen Seite bedeutet dies die konsequente flächendeckende Umsetzung von Leichtbaustrategien. Zu diesen zählt neben dem klassischen Leichtbau und den Gradientenbauweisen auch das Bauen mit adaptiven Hüllen und Strukturen. Unter Adaptivität sind dabei unterschiedliche Veränderungen der Geometrie, der physikalischen Eigenschaften von einzelnen Bauteilen oder von ganzen Bauwerken zu verstehen. Durch Adaption können Spannungsfelder homogenisiert, Bauteilverformungen reduziert und bauphysikalische Verhalten von Bauteilen verändert werden. All dies verringert nicht nur den Materialbedarf, sondern liefert auch einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung des Nutzerkomforts. Adaptivität im weiteren Sinne bezeichnet einen ganzheitlichen Ansatz, in dem die Anpassung sozialer, kultureller und räumlicher Erfahrungen sowie architektonischer und planerischer Handlungsweisen eng mit den technologischen Entwicklungen verknüpft wird. Die Zusammenführung dieser Perspektiven ist Anspruch des SFB, um ganzheitliche Lösungen für eine zukünftige gebaute Umwelt zu finden.

Adaptive skins and structures - from the work of the Collaborative Research Centre 1244
The “Great Acceleration” in world population, climate-damaging emissions and water consumption poses major challenges for the whole of humanity. This is also relevant for the building sector. It is essentially in the future to build emission-free for more people using less material. The way in which buildings are planned, built and inhabited must be rethought and reconceived. On the engineering side, this implies the strict and comprehensive application of lightweight strategies. In addition to classic lightweight strategies and the use of graded materials this includes the implementation of adaptive skins and structures. Adaptivity in this context means various rapid changes in the geometry, physical properties of components and thus also of buildings. Adaptation can be used to homogenise stress fields, reduce component deformations or change the building physical properties of components. All this not only reduces material requirements, but can also make a significant contribution to increasing user comfort. Seen in a broader perspective, adaptivity describes a holistic approach in which the adaptation of social, cultural and spatial experiences as well as architectural and planning procedures are closely linked to technological developments. Bringing these perspectives together is the SFB's claim to find holistic solutions for a future built environment.

Mit Ausnahme der sog. Schubbügel folgt die Bewehrungsführung in Bauteilen aus Stahlbeton in der Regel der Geometrie der Bauteile, d. h., die Bewehrung wird entweder parallel zu den berandenden Oberflächen oder, seltener, senkrecht dazu verlegt. Obwohl bekannt ist, dass diese Art der Bewehrungsführung zu einem signifikanten Mehrverbrauch an Betonstahl führt, gilt sie auch heute noch als weltweiter Standard. Begründet wird dies mit der Einfachheit der Verlegung der Bewehrung, der hierdurch möglichen geringeren Fehlerquote auf der Baustelle und den durch beides erzielbaren Einsparungen an Lohnkosten. Aufgrund der weltweit erforderlichen Reduktion der Ressourcenverbräuche, des Energiebedarfs und der klimaschädlichen Emissionen gerade bei der Herstellung von Bauwerken kann davon ausgegangen werden, dass die Menge an eingebauter Bewehrung pro Bauteil zukünftig abnehmen wird. Aus den vorgenannten Gründen werden auch die Mengen an dem pro Bauteil eingebauten Beton abnehmen. Neben einer stärkeren Gliederung der Bauteiloberflächen werden dabei Hohlräume innerhalb der Bauteile sowie die Verwendung unterschiedlicher Betongüten innerhalb eines Bauteils zunehmend Verwendung finden. Im vorliegenden Beitrag wird eine Technologie vorgestellt, mit der im Stahlbetonbau deutliche Materialeinsparungen erzielt werden können. Sie besteht aus einer Hohlkörperbauweise in Kombination mit einer lastpfadgerechten Bewehrungsführung. Diese Technologie erlaubt die Umsetzung von gewichtsminimierten, materialeffizienten, emissionsreduzierten und sortenrein trennbaren Stahlbetonbauteilen.

Graded Concrete (2. Generation) - The Combination of Hollow-Core Construction with Trajectory-Based Reinforcement
With the exception of the so-called shear stirrups, the reinforcement layout in reinforced concrete components usually follows the geometry of the components, i.e. the reinforcement is either laid parallel to the bounding surfaces or, more rarely, perpendicular to them. Although it is known that this type of reinforcement layout leads to significant additional consumption of reinforcing steel, it is still considered the global standard today. This is justified by the simplicity of laying the reinforcement, the possible lower error rate on the construction site and the savings in labour costs that can be achieved through both. Due to the worldwide need to reduce resource consumption, energy consumption and climate-damaging emissions, especially in the production of buildings, it can be assumed that the amount of reinforcement installed per component will decrease in the future. For the aforementioned reasons, the quantities of concrete used per component will also decrease. In addition to a stronger structuring of the component surfaces, cavities within the components as well as the use of different concrete grades within a component will increasingly be used. In this article, a technology is presented with which significant material savings can be achieved in reinforced concrete construction. It consists of a hollow body construction method in combination with a load path-oriented reinforcement. This technology allows the implementation of weight-minimised, material-efficient, emission-reduced and separable reinforced concrete components.

Die Josef Eberle Brücke in Rottenburg am Neckar verbindet die historische Altstadt mit dem südlichen Stadtteil und dem Bahnhof. Sie ersetzt ein Vorgängerbauwerk, das in schlechtem baulichem Zustand war. Die neue Brücke wurde an gleicher Stelle wie die alte Brücke erstellt und ist zur Nutzung durch Fußgänger und Radfahrer bestimmt. Beim Entwurf der Brücke war im Besonderen der Hochwasserschutz zu beachten. Die elegante Brückenkonstruktion schwingt sich als dünnes, dreifeldriges Band aus Spannbeton über den Neckar. Die neue Brücke fügt sich harmonisch in das bestehende historische Stadtbild Rottenburgs ein. Die hohe Aufenthaltsqualität der Brücke lädt den Benutzer zum Verweilen ein.

Es werden drei stationäre Berechnungsmethoden zur Vorausbestimmung von Wärmeverlusten durch die Fundamente und Kellerräume hindurch beschrieben sowie die Berechnungsverfahren und die Möglichkeit von Energieeinsparungen durch unterirdische Bebauung analysiert. Es wird festgestellt, daß es im Fall einer guten Wärmedämmung der unterirdischen Wände zu ausgeprägten Wärmeverlusten durch den Fußboden kommen kann. Eine der Berechnungsmethoden wird bei der Suche nach optimalen Lösungen für die Fundament- und Kellerkonstruktion unter dem Aspekt minimaler Wärmeverluste angewendet, wobei 99 Varianten betrachtet werden.

Es werden drei stationäre Berechnungsmethoden zur Vorausbestimmung von Wärmeverlusten durch die Fundamente und Kellerräume hindurch beschrieben sowie die Berechnungsverfahren und die Möglichkeit von Energieeinsparungen durch unterirdische Bebauung analysiert. Es wird festgestellt, daß es im Fall einer guten Wärmedämmung der unterirdischen Wände zu ausgeprägten Wärmeverlusten durch den Fußboden kommen kann. Eine der Berechnungsmethoden wird bei der Suche nach optimalen Lösungen für die Fundament- und Kellerkonstruktion unter dem Aspekt minimaler Wärmeverluste angewendet, wobei 99 Varianten betrachtet werden.

Es werden energetische und ökologische Aspekte des Wohnens in erdbedeckten Häusern der Slowakei untersucht. Dabei wurden die Temperaturverläufe und die relative Feuchte während des Jahres in drei erdbedeckten Räumen sowie im Freien gemessen. Diese Daten wurden um Meßergebnisse hinsichtlich der Wärmebehaglichkeit ergänzt und der Gesundheitszustand der Bewohner untersucht. Die Möglichkeit von Energieeinsparungen durch teilweise Anordnung eines Einfamilienhauses unter Terrain wurde durch Computersimulation ermittelt, wobei die Dicke und die Anordnung der Wärmedämmung sowie die Eigenschaften des Erdreichs variiert.

Es werden energetische und ökologische Aspekte des Wohnens in erdbedeckten Häusern der Slowakei untersucht. Dabei wurden die Temperaturverläufe und die relative Feuchte während des Jahres in drei erdbedeckten Räumen sowie im Freien gemessen. Diese Daten wurden um Meßergebnisse hinsichtlich der Wärmebehaglichkeit ergänzt und der Gesundheitszustand der Bewohner untersucht. Die Möglichkeit von Energieeinsparungen durch teilweise Anordnung eines Einfamilienhauses unter Terrain wurde durch Computersimulation ermittelt, wobei die Dicke und die Anordnung der Wärmedämmung sowie die Eigenschaften des Erdreichs variiert.

Es wird ein mathematisches Modell zur Bestimmung des Jahrestemperaturverlaufs im Baugrund bis zur Tiefe des Temperaturhorizonts vorgestellt. Die Konstanten, die mittlere Temperatur im Baugrund, die mittlere Temperaturamplitude der Erdoberfläche und die Zeit bis zum Erreichen der minimalen Oberflächentemperaturen wurden mit statistischen Methoden aus den Messungen des Hydrometeorologischen Instituts Bratislava, für die mehr als 40 Meßpunkte der Slowakei vorliegen, ermittelt. Es wurde festgestellt, daß die Bodentemperatur unabhängig vom geologischen Profil ist. Dieser Tatsache wurde bei der Auswahl der Temperaturleitwerte aus den Karten der Slowakei Rechnung getragen. Die Meßwerte zeigen eine gute Übereinstimmung mit den rechnerisch ermittelten Werten.

This article synthesises the design criteria and erection process of two steel bridges designed for the high speed rail line connecting Madrid, Barcelona and the French Border. Both structures cross over existing infrastructures, near Barcelona, with a limited vertical clearance in order to reduce environmental impact. The conceptual design is similar for the two structures: a composite steel-concrete deck suspended on steel tied curved members. An innovative solution, at least for the Spanish HSR lines, that has been used in the past in concrete road bridges. These bridges are two of the three first steel structures built for the HSR in Spain.
Llinars Bridge crosses, at a very high skew angle, one of the busiest highways (AP-7) in Spain. This viaduct has an overall length of 574 m with a maximum span of 75 m. Sant Boi Bridge crosses several existing infrastructures (highway, road and railway). The length of the bridge is 870 m with a maximum span of 63 m.

Zwei Stahlbrücken für die Hochgeschwindigkeitsstrecke der Eisenbahn in Spanien. Dieser Beitrag beschreibt die Entwurfskriterien und den Bauprozess von zwei stählernen Eisenbahnbrücken auf der Hochgeschwindigkeitsstrecke Madrid, Barcelona bis zur französischen Grenze. Beide Bauwerke in der Nähe von Barcelona überspannen bestehende Infrastrukturen mit einer minimalen Bauhöhe, um den Eingriff in die Umgebung so weit wie möglich zu reduzieren. Der konzeptuelle Entwurf ist bei beiden Brücken ähnlich: Eine Stahlverbund-Fahrbahn wird durch gekrümmte Stahlzugglieder unterstützt. Dies ist für die spanischen Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnbrücken eine innovative Lösung, denn in der Vergangenheit wurden ausschließlich Betonbrücken genutzt. Die Brücken sind zwei der ersten drei stählernen Tragwerke, die für die spanische Hochgeschwindigkeitsbahn gebaut wurden.
Die Llinars-Brücke überspannt in einem sehr spitzen Winkel eine der meistbefahrenen Autobahnen (AP-7) von Spanien. Die Brücke hat eine Gesamtlänge von 574 m mit einer maximalen Stützweite von 75 m. Die Sant Boi Brücke kreuzt mehrere bestehende Infrastrukturanlagen (Autobahn, Straße und Eisenbahn). Die Gesamtlänge beträgt 870 m, die maximale Stützweite 63 m.

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts- und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs- bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser- bzw. Chloridzutritt auftreten können.

Condition Assessment with Moisture Sensors
The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.

Elektrochemische Potentialmessungen (auch Potentialfeldmessungen) haben sich seit Jahren bewährt, Bereiche mit aktiver chloridinduzierter Korrosion an tausalzexponierten Bauwerken, wie z. B. Brückentafeln sowie Zwischendecks und Bodenplatten von Parkhäusern und Tiefgaragen nachzuweisen.
Bereits 1990 erschien die erste Fassung des Merkblatts B3 der DGZfP. Das DAfStb Heft 422 (1991) - Prüfung von Beton Empfehlungen und Hinweise zu DIN 1048 - enthielt die Potentialfeldmessung bzw. das Merkblatt B3 im Anhang. In Deutschland liegen somit zwei Jahrzehnte Erfahrungen mit den entsprechenden Regelwerken und natürlich auch in der praktischen Anwendung vor. In der Praxis zeigte sich jedoch auch, dass die Anwendung verbessert werden muss. Die Potentialmessung wurde vielfach sogar falsch durchgeführt, wichtige Messungen fehlten und auch die Interpretation bzw. Bewertung der Messergebnisse erfolgte nicht mit dem erforderlichen ingenieurmäßigen Sachverstand. Häufig erfolgte die Bewertung nur auf Grundlage des amerikanischen Regelwerks ASTM Standard C 876-91, welches sich auch aufgrund der unterschiedlichen Bauweisen in Deutschland jedoch nur sehr bedingt eignet. Dies und auch das Vorliegen neuer technischer und wissenschaftlicher Erkenntnisse veranlassten den DGZfP-Fachausschuss für Zerstörungsfreie Prüfung im Bauwesen den Unterausschuss Korrosionsnachweis bei Stahlbeton zu beauftragen, das Merkblatt B3 zu überarbeiten und neu heraus zu geben. Das neue Merkblatt wurde schließlich im April 2008 veröffentlicht.
Ziel des nachfolgenden Beitrags ist es, das Potentialmessverfahren in kurzer Form darzustellen, insbesondere jedoch das Merkblatt B3 der Fachöffentlichkeit vorzustellen, da sich immer wieder gezeigt hat, dass dieses Merkblatt bei Anwendern und Auftraggebern nur sehr wenig bekannt ist.
Der Inhalt des Merkblatts B3 wird nachfolgend in Auszügen dargestellt, erläutert und Hinweise zur praktischen Ausführung und Bewertung der Potentialmessung gegeben. Ferner werden an einigen Stellen Hintergrundinformationen gegeben, die im Merkblatt B3 nicht enthalten sind. Auf neuere wissenschaftliche Erkenntnisse wird verwiesen. Die Kapiteleinteilung des Merkblatts B3 wird übernommen. Manche besonders wichtige Passagen des Merkblatts werden weitgehend wörtlich übernommen, wobei diese Passagen der besseren Lesbarkeit halber nicht extra gekennzeichnet werden.

No short description available.

No short description available.

No short description available.

Der Oberbeton zweischichtiger Betonfahrbahnen kann mit Waschbetonoberfläche oder aus hochfestem Beton ausgeführt werden. Im Unterbeton wird häufig Recyclingzuschlag aus alten Betondecken verwendet. Dies kann zu größeren Verformungen und Spannungen infolge von Feuchte- und Temperaturänderungen sowie chemischem Schwinden führen. Durch einen zweischichtigen Aufbau mit steifen Ortbetonen auf weniger steifen Unterbetonen werden die Spannungen kleiner.

In den 1960er und 1970er Jahren wurden in vorgespannten Brückenüberbauten häufig sogenannte Verdrängungskörper eingebaut. Untersuchungen an diesen Brücken zeigten, daß diese Verdrängungskörper oft Ausgangspunkt von Schäden im Brückenüberbau sind. Mitunter sind bereits während der Bauphase Baumängel, z. B. durch zu steife Betone, welche die Verdrängungskörper nicht hohlstellenfrei einbinden konnten, entstanden. Nicht funktionsfähige Brückenabdichtungen und Risse im Überbau können dazu führen, daß Verdrängungskörper praktisch vollständig mit Wasser vollaufen. Vielfach haben auch zunehmende Undichtigkeiten in Entwässerungseinrichtungen (z. B. Tropftüllen), welche durch bzw. nahe an Verdrängungskörpern vorbei geführt wurden, zu Schäden im Brückenüberbau geführt. Der Beitrag berichtet anhand von zwei Beispielen über Untersuchung und Instandsetzung solcher Schäden.

Die immer knapper werdenden Haushaltsmittel der öffentlichen Hand haben zur Entwicklung neuartiger Betreibermodelle, den sogenannten Public Private Partnership (PPP) Projekten geführt. Dabei wird ein Bauwerk nach z.B. 30 Jahren zu einem definierten Zustand an den Konzessionsgeber (z. B. dem Bund) zurückgegeben. Dadurch wird es für alle Beteiligten erforderlich, sich bereits in der Planungs- und Ausführungsphase intensiv mit der Dauerhaftigkeit solcher Bauwerke auseinander zu setzen. Dies sollte gerade bei chlorid-exponierten Bauwerken durch einen rechnerischen Nachweis der Dauerhaftigkeit in der Planungsphase in Verbindung mit einer Überwachung der Dauerhaftigkeit während des Betriebs durch Bauwerksmonitoring erfolgen. Für die Bauwerksüberwachung wurden Korrosionssensoren entwickelt, mit denen die Tiefe der kritischen Chloridkonzentration bestimmt werden kann. Diese Monitoring-Daten können dann für ein Update einer Dauerhaftigkeitsbemessung herangezogen werden, um den Zustand des Bauwerks sowohl zum aktuellen Zeitpunkt bestimmen, aber auch die zukünftige Entwicklung vorhersagen zu können. Die entsprechenden Rechenansätze werden vorgestellt und anhand eines Fallbeispiels erläutert.

Zerstörungsfreie Prüfmethoden (ZfP-Methoden) werden seit Jahrzehnten bei der Bauwerksuntersuchung erfolgreich angewendet. Diese Prüfungen ermöglichen eine Zustandserfassung von Bauwerken, ohne sie durch weitergehende Zerstörungen in Mitleidenschaft zu ziehen. Zerstörende Untersuchungen sind häufig nicht gänzlich zu vermeiden. Anhand der Ergebnisse von zuvor durchgeführten zerstörungsfreien Prüfmethoden können sie jedoch zielgerichtet eingesetzt und damit auf das notwendige Maß beschränkt werden, was im Sinne des Eigentümers und auch der Bauwerke ist. Das niederfrequenten Ultraschall-Echo-Verfahren und das Impulsradar (auch Georadar) ermöglichen es heute, Fragestellungen bei der Beurteilung von Beton- und Stahl- bzw. Spannbetonbauwerken zu beantworten, welche mit anderen bis dato einsatzbereiten ZfP-Verfahren nicht oder nur mit Einschränkungen lösbar sind. Maßgeblich sind dies Fragestellungen bei Bauwerken, die umgebaut, umgenutzt oder instand gesetzt werden sollen. Nur durch Kenntnis des Ist-Zustands des vorhandenen Bauwerks und auch der Ursachen evtl. aufgetretener Schäden kann eine fachmännische Instandsetzungsplanung erfolgen.

Aus Verkehrssicherheitsgründen wird bei Brücken in Deutschland, die von Autos befahren werden, im Winter Tausalz gestreut. Damit die Tausalze nicht in den Beton eindringen und dort Korrosion an der Bewehrung auslösen können, werden die Brücken an der Oberseite abgedichtet. Im vorliegenden Fall wird von der Instandsetzung der Praterwehrbrücke in München berichtet, bei der die Brückenabdichtung nach Jahren der Nutzung noch weitestgehend funktionstüchtig war, chloridbelastetes Wasser jedoch seitlich über gerissene Betonaufkantungen auf die Auflagerbank und von dort über eine eingelegte Polystyroleinlage an die Brückenuntersicht gelangte und großflächig Lochfraßkorrosion auslöste.

Untersuchungen zahlreicher Straßenbrücken in jüngster Zeit haben gezeigt, daß die Vorspannbewehrung im Bereich der Spannverankerungen häufig Korrosionsangriffen ausgesetzt ist. Gefährdet sind dabei sowohl die Ankerkonstruktion als auch die Spanndrähte im Verankerungsbereich. Im folgenden werden die baubegleitenden Untersuchungen während der Instandsetzung dreier Straßenbrücken in München dargestellt, bei denen infolge von Chloridangriff von außen und infolge von Tauwasserbildung innerhalb nicht vollständig verpreßter Spannanker erhebliche Korrosionsschäden entstanden sind.

Die Schallemissionsmessung Acoustic Emission (AE) ist ein Messverfahren, welches in der Materialforschung, in der Materialprüfung im Labor und in der Dauerüberwachung im Anlagen- und Maschinenbau seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt wird. Im Bauwesen stellt die AE noch kein etabliertes bzw. übliches Messverfahren dar, auch wenn die Tauglichkeit des Verfahrens zur Detektion von Schadensereignissen in der Praxis mehrfach bewiesen wurde. In Deutschland unterliegen derzeit mehrere Brücken einer Dauerüberwachung, bei der AE einen wichtigen Baustein darstellt, um Veränderungen des Tragverhaltens bzw. eine zunehmende Schädigung in Form von Spannstahlbrüchen oder Schweißnahtrissen zu erfassen, z. B. [1]. AE zur Detektion von Spannstahlbrüchen empfiehlt sich bei Bauwerken mit spannungsrisskorrosionsempfindlichen Spannstählen, anderweitig korrosions- bzw. rissgefährdeten Spannstählen oder auch bei Neubauten, bei denen die Anforderungen an Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 oder RIL 804 nicht eingehalten werden können. In diesem Beitrag werden Beispiele für AE-Monitoring zur Spannstahlbruchdetektion an verschiedenen Bauwerken vorgestellt. Ferner werden Ergebnisse zu gezielt herbeigeführten Spannstahlbrüchen und Schlagbeanspruchung an Bauwerken und an Testkörpern dargestellt, ergänzt um zwei numerische Simulationen der Wellenausbreitung.

Monitoring of prestressed constructions with Acoustic Emission technique to detect wire breaks
Acoustic Emission technique (AE) is successfully used for decades in material research, material testing in laboratory and in structural health monitoring, in machine building industry and plant engineering. Although AE has repeatedly proven its suitability for detecting damage, the method is not yet commonly used in civil engineering outside the laborytory. In Germany, several bridges are monitored permanently with AE to detect damage like prestressing wire breaks or breaks in welding seams [1]. AE to detect wire breaks is recommended for prestressed buildings with risk of stress crack corrosion, other crack risks or for buildings which cannot be inspected according the required standards. In this paper, examples for AE monitoring to detect wire breaks on bridges are shown. Furthermore, tests with the rebound hammer and wire breaks induced by cutting were executed and analysed. To confirm the test results and to provide better visualization and understanding of underlying wave phenomena, two numeric simulations of the sound wave propagation have been conducted.