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Author(s)TitleJournalIssuePageCategory
Haslbeck, Matthias; Friedrich, Sebastian; Hindersmann, Iris; Bednorz, Jennifer; Braml, ThomasDigitalisierung der Versuchsplanung im Ingenieurbau - Planung von Messprojekten mit MR-Brillen, 3-D-Druck und QR-Codes für Monitoring und datengestützte BestandsbewertungBautechnik3/2022182-190Aufsätze

Abstract

Die Digitalisierung und der Einsatz der BIM-Technologie werden für die Baubranche immer wichtiger. Doch nicht nur für die Planung und den Bau von Neubauten, sondern auch für die Umsetzung und den Betrieb von Messeinrichtungen an bestehenden Hoch- und Ingenieurbauten können die BIM-Methode und die visuelle Darstellung des Objekts in den physikalischen und virtuellen Modellen hilfreiche Werkzeuge sein. Am Beispiel eines Projekts zur datengestützten Bewertung einer Bestandsbrücke wird gezeigt, wie BIM, 3-D-Druck, QR-Codes und Mixed-Reality-Brillen die Planung von Messeinrichtungen unterstützen. Die einsetzende digitale Transformation im Bauwesen und der wachsende Bedarf an datenbasierten Nachweiskonzepten für alternde Verkehrsinfrastrukturobjekte eröffnen dabei ein enormes Potenzial für die Digitalisierung. Anhand einer geplanten Versuchskampagne zur Anpassung von statischen Modellen an gemessene Daten durch Bayes'sches Updating wird gezeigt, wie dieses Potenzial genutzt werden kann, um die Planung und Ausführung von Messprojekten an Bauwerken zu unterstützen und eine Steigerung der Qualität und der Effizienz zu erreichen. Durch die Erzeugung und Visualisierung von dreidimensionalen Bauwerksmodellen und die Bereitstellung von technischen Spezifikationen der Messeinrichtungen durch QR-Codes kann sowohl der Installationsprozess als auch die spätere Betreuung der Messtechnik unterstützt werden.

Digitization of test planning in civil engineering with MR glasses, 3-D printing and QR codes
Digitization and the use of BIM technology are becoming increasingly important for the construction industry. The BIM method and the visual representation of the object in the physical and virtual models can be helpful tools not only for the design and construction of new buildings, but also for the implementation and operation of measurement facilities on existing buildings and engineering structures. Using the example of a project for data-based assessment of an existing bridge, we will show how BIM, 3-D printing, QR codes and mixed reality glasses support the design of measurement facilities. The incipient digital transformation in the construction industry and the growing need for data-based recalculation concepts for aging transport infrastructure opens up enormous potential for digitalization. Based on a planned measurement for the data-driven update of the static system using Bayes' Theorem, it is shown how this potential can be used to support the planning and execution of measurement projects on structures, thereby achieving an increase in quality and efficiency. By generating and visualizing three-dimensional models of structures and providing technical specifications of the measurement equipment through QR codes, both the installation process and the subsequent maintenance of the instrumentation can be supported.

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Schnellenbach-Held, Martina; Steiner, DanielKI-Methoden zur Integration tragwerksplanerischen Wissens in frühe Phasen des GebäudeentwurfsprozessesBautechnik3/2022191-198Aufsätze

Abstract

Eine frühe Integration der tragwerksplanerischen Expertise in den Prozess des Gebäudeentwurfs ermöglicht eine effiziente Unterstützung der hochkomplexen Planungsentscheidungen. Zur Bereitstellung und Verwendung des dafür geeigneten Erfahrungswissens des Ingenieurwesens wurde ein wissensbasiertes System (WBS) entwickelt. Dieses kann durch den Einsatz von entwicklungsstufenbezogenen unscharfen Wissensbanken sowie zugehöriger Inferenzsysteme eine Beurteilung von Tragstrukturen und Vorschläge von Entwurfsoptionen leisten. Das Entwicklungsstufensystem enthält eine Bewertung von Tragsystemen basierend auf der Possibilitätstheorie und umfasst Konzepte der adaptiven Entwicklungsstufen. Durch den Einsatz der leicht verständlichen Formulierung von Regeln im Modus Ponens und von Inferenzmechanismen der Fuzzy Logic wird dabei die Nachahmung des menschlichen Entscheidungsverhaltens ermöglicht. Zur Akquise des Wissens werden Parameterstudien mit der Berechnung und Bemessung von Tragelementen des Stahlbetonbaus durchgeführt. Praxiserfahrungen bestimmen die für die im üblichen Hochbau zu erwartenden Strukturen zu berücksichtigenden Wertebereiche. Mechanismen zur Berücksichtigung einer möglichen Ungewissheit von Entwurfsgrößen werden bereitgestellt. Das resultierende WBS ermöglicht schließlich eine Steigerung der Effizienz des Planungsprozesses bereits in frühen Planungsphasen.

AI-methods for the integration of structural design knowledge in early phases of the building design process
The early integration of the structural design expertise in the building planning process allows an efficient support of the involved highly complex decision-making. A knowledge-based system (KBS) is developed for the supply and the usage of suitable engineering experience knowledge. This performs an evaluation of bearing structures and the proposal of design options through the application of development level dependent fuzzy knowledge bases and related inference systems. The levels of development include the assessment of structures based on the possibility theory and comprises concepts of adaptive detailing. An imitation of the human decision-making behavior is achieved by the use of an easily understandable formulation of rules following the Modus Ponens and Fuzzy Logic inference mechanisms. Acquisition of applicable knowledge is based on parametric studies covering the calculation and design of structural elements that initially are carried out for reinforced concrete components. Considerable value ranges are determined based on practical experiences. Additionally, mechanisms for the consideration of uncertain parameters are provided. The resulting (KBS) system enables an efficiency increase in the early planning process.

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Stroetmann, Richard; Otto, Jens; Eisele, Johann; Bleicher, Volkmar; Wisnewski, Joachim; Dorn, Charlotte; Trautmann, Benjamin; Bauer, MaxBewertung der Adaptivität von Geschossbauten für den städtischen RaumBautechnik3/2022199-212Aufsätze

Abstract

Demografische Veränderungen, ein sich wandelnder Arbeitsmarkt und konjunkturelle Schwankungen mit unterschiedlich dominierenden Gewerbezweigen erfordern Gebäude, die sich an verändernde Nutzeranforderungen anpassen können. Zur Erhöhung der Ressourceneffizienz sind Gebäude nicht nur hinsichtlich des Materialeinsatzes und Energieverbrauchs zu optimieren, sondern darüber hinaus für einen langen Nutzungshorizont auszulegen. Um die Anpassungsfähigkeit von Geschossbauten an verschiedene Nutzungsformen bewerten zu können, wurde im Rahmen des Innovationsprogramms “Zukunft Bau” das Forschungsprojekt “Adaptive Gebäudestrukturen zur Erhöhung der Ressourceneffizienz von Geschossbauten im städtischen Raum” durchgeführt. Im folgenden Beitrag werden die Motivation zum Forschungsprojekt, eine Übersicht zu wesentlichen Fragestellungen und die Ergebnisse in einer zusammenfassenden Darstellung vorgestellt.

Assessment of the adaptivity of multi-storey buildings for the urban area
Demographic changes, a transforming labour market and economic volatility with different dominant industries require buildings that can adapt to changing user requirements. In order to increase resource efficiency, buildings must not only be optimised in terms of material use and energy consumption, but also designed for a long horizon of use. In order to be able to evaluate the adaptability of multi-storey buildings to different forms of use, the research project “Adaptive building structures to increase the resource efficiency of multi-storey buildings in urban areas” was carried out within the framework of the “Zukunft Bau” research initiative. In the following article, the motivation for the research project, an overview of the main aspects and the results are presented in a summarising form.

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Schacht, Gregor; Fritsch, Christina; Voigt, Chris; Ewert, Eric; Arndt, RalfStructural Information Modeling - Die digitale Transformation der BauwerksdiagnostikBautechnik3/2022213-221Berichte

Abstract

Bauwerksdiagnostische Untersuchungen sind die Voraussetzung für eine verlässliche Bewertung von bestehenden Tragwerken. Häufig fehlen konkrete und realistische Informationen über den tatsächlichen Bauwerkszustand und damit die Eingangsgrößen für die rechnerische Nachweisführung. Anders als bei Neubauten müssen diese Annahmen nicht geschätzt und durch zusätzliche Sicherheitselemente abgedeckt werden, sondern können zuverlässig mit ihrer tatsächlichen Eigenschaft sowie Streuung am Bestandstragwerk erfasst werden. Die Bauwerksdiagnostik bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten, den Bestand und Zustand der Materialien sowie Konstruktionen realitätsgetreu zu erkunden. Die digitale Revolution des Bauwesens bedingt neue Konzepte, mit denen es gelingt, unsere bestehenden Tragwerke wesentlich effizienter und v. a. länger nutzen zu können. Der digitale Bauwerkszwilling ermöglicht die Zusammenführung und Verknüpfung von Daten unterschiedlichster Struktur und Herkunft. Damit müssen zwangsweise auch bauwerksdiagnostische Daten konsequent digitalisiert, in solche digitalen Zwillinge integriert und in Kombination mit den weiteren Bestands- und Zustandsdaten für den Nutzer aufbereitet werden. Dieser methodische Ansatz des Structural Information Modeling bildet die Grundlage für eine realistischere und zuverlässigere Bewertung bestehender Bauwerke.

Structural Information Modeling - the digital transformation of building diagnostics
Building diagnostics are the prerequisite for a reliable evaluation of existing structures. Often, there is a lack of specific and realistic information about the actual condition of the structure and thus the input variables for the numerical verification. In contrast to new buildings, these assumptions do not have to be estimated and covered by additional safety elements but can be reliably measured with their actual properties as well as their scatter on the existing structure. Building diagnostics offers a multitude of possibilities to realistically assess the existing structure and the condition of materials as well as structures. The digital revolution in the construction industry implies new concepts that will make it possible to use our existing structures much more efficiently and, above all, for a longer period of time. The digital twin enables the merging and linking of gigantic data of the most diverse structure and origin. This means that structural diagnostic data must also be consistently digitized, integrated into digital twins and, in combination with the other inventory and condition data, prepared for the user in an intuitive manner. This methodical approach of Structural Information Modeling forms the basis for a more realistic and reliable assessment of existing structures.

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Kaplan, Felix; Steinbock, Oliver; Saloga, Katrin; Ebell, Gino; Schmidt, SebastianÜberwachung der Brücke am Altstädter BahnhofBautechnik3/2022222-230Berichte

Abstract

Die B 1-Brücke am Altstädter Bahnhof war der wichtigste Verkehrsknotenpunkt in Brandenburg an der Havel. Im Dezember 2019 wurden die überführte Bundesstraße und die Straßenbahnlinie für den Verkehr gesperrt. Grund für die Sperrung war eine einsetzende Rissbildung in den Längsträgerstegen in Verbindung mit Hohlstellen, die letztlich auf gerissene Spanndrähte zurückgeführt werden. Um eine Sperrung der hoch frequentierten unterführten Verkehrswege zu verhindern, wurde ein umfangreiches Überwachungskonzept erforderlich. Wesentlicher Bestandteil dieses Konzepts war ein auf der Schallemissionsanalyse basierendes Monitoringsystem, mit dessen Hilfe Spanndrahtbrüche aufgezeichnet und lokalisiert werden konnten. Auf Grundlage der so gewonnenen Ergebnisse konnten Schwerpunkte für die Bauwerksprüfung abgeleitet werden. In diesem Bericht werden die gewonnenen Erkenntnisse zum messtechnisch erfassten Schadensfortschritt und den damit verbundenen visuell festgestellten Schäden beschrieben. Dabei werden die Besonderheit des verbauten konzentrierten Spannglieds (Spannblockverfahren nach TGL 173-33) und des Spannstahls in Bezug auf die Schadensbilder dargestellt. Die gewonnenen Erkenntnisse sollten bei der Beurteilung anderer Bauwerke mit vergleichbarer Bauart berücksichtigt werden.

Monitoring of the bridge at the Altstädter Bahnhof in Brandenburg a. d. Havel
The B 1 bridge at the Altstädter Bahnhof was the most important traffic junction in Brandenburg an der Havel. In December 2019, the overpassed federal highway and tram were closed to traffic. The reason for the closure was incipient cracking in the longitudinal girder webs in conjunction with hollow swells that were ultimately attributed to cracked prestressing wires. In order to prevent a closure of the highly frequented traffic routes underneath, an extensive monitoring concept was required. An essential component of this concept was a monitoring system based on acoustic emission analysis, with the help of which tension wire breaks could be recorded and localized. Based on the results obtained in this way, it was possible to identify focal points for the inspection of the superstructure. This report describes the findings on the progress of damage recorded by measurement technology and the associated damage detected visually. In this context, the special feature of the installed concentrated tendon (tendon block method according to TGL 173-33) is described with regard to the damage patterns. In the course of the verification of the working hypotheses after demolition of the structure, new findings were obtained on a design-related hydrogen-induced stress corrosion cracking, as a result of which the prestressing wires tended to brittle fracture. The findings obtained should be taken into account in the assessment of other structures of comparable design.

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Drei neue Auflagen in der AHO-SchriftenreiheBautechnik3/2022230Nachrichten

Abstract

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Bautechnik aktuell 3/2022Bautechnik3/2022231-234Bautechnik aktuell

Abstract

Nachrichten:
Millionenförderung für Leipziger Carbonbetonforschung: HTWK Leipzig entwickelt multifunktionale, genormte Bauteile für Wohnungs- und Industriebau

Persönliches:
Nachruf Dr.-Ing. Günter Timm

Veranstaltungen:
Workshop: “Eisenbahnbrücken und Denkmalpflege”

Rezensionen:
Reparieren - Ertüchtigen - Erhalten. Ansätze und Strategien seit der Antike

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik3/2022235Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 2/2022Bautechnik2/2022Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Einzigartige Brückenerneuerung über dem Hracholusky-Stausee: Eine renovierungsbedürftige Brücke zur Erneuerung um die eigene Längsachse drehen? Was im ersten Moment unmöglich erscheint, setzte das tschechische Ingenieurbüro Contruss engineering bei der Erneuerung der Eisenbahnbrücke über den Hracholusky-Stausee um - und gewann damit den SCIA User Contest in der Kategorie Civil Structures. Die größte Herausforderung bei diesem Projekt war der Austausch der Stahlfachwerke. Da die Brücke von unterhalb nur schwer zugänglich war, entwickelte das Ingenieurbüro einen innovativen Ansatz mithilfe von SCIA Engineer. (Foto: SCIA)

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Inhalt: Bautechnik 2/2022Bautechnik2/2022Inhalt

Abstract

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Hahn, OliverKeine Angst vor DatenBautechnik2/202293-94Editorials

Abstract

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Herbrand, Martin; Lazoglu, Alex; Ullerich, Christof; Marx, Steffen; Zehetmaier, GerhardAggregation von Zustandsindikatoren aus Inspektions- und Monitoringdaten im BrückenbauBautechnik2/202295-103Aufsätze

Abstract

Die Bewertung des Bauwerkszustands von Brückenbauwerken erfolgt in Deutschland anhand der auf Grundlage regelmäßiger Bauwerksprüfungen ermittelten Bauwerksnote. Eine Methodik zur Einbindung von Monitoringdaten in die Bauwerksbewertung existiert dagegen derzeit noch nicht. Dabei kann ein Bauwerksmonitoring zur Unterstützung der klassischen Bauwerksprüfung genutzt werden, um das Auftreten oder die Entwicklung von Bauwerksschäden vorübergehend oder dauerhaft zu überwachen und so die von den Schäden ausgehenden Risiken zu mindern. Des Weiteren können in vielen Fällen rechnerische Standsicherheitsdefizite mittels gezielt eingesetzter Messmaßnahmen kompensiert werden. Herausforderungen hinsichtlich der integralen Zustandsbewertung ergeben sich aus der unterschiedlichen Bewertung von Bauwerksschäden (Benotung) und Standsicherheitsnachweisen (Ausnutzungsgrad). Dieser Beitrag stellt eine Methodik vor, die Monitoringdaten und Bauwerksschäden in einer Echtzeitbewertungskennzahl aggregiert, die auch für Nichtfachleute verständlich ist. Neben dem allgemeinen Bewertungsverfahren, das bekannte Elemente aus dem Bewertungsschema nach SIB-Bauwerke einschließt, werden zwei konkrete Anwendungsfälle anhand des smartBRIDGE-Konzepts an der Köhlbrandbrücke in Hamburg gezeigt. Dabei handelt es sich um zwei aktuelle rechnerische Standsicherheitsdefizite, die durch eine messtechnische Überwachung kompensiert werden.

Aggregation of condition indicators for bridge structures based on inspection and monitoring data
In Germany, the assessment of existing structures is based on a uniform structural rating obtained from regular in situ inspections. However, a method to include monitoring data into the structural rating does not yet exist. Though, a structural monitoring can be used to monitor the occurrence or the growth of damages, thereby reducing the risks emanating from theses damages. Furthermore, calculative safety deficits can, in many cases, be compensated by specific monitoring measures. Challenges concerning the integral assessment result from the differences in the assessment of structural damages (rating) and limit state checks (utilization). This paper presents a method which aggregates monitoring data and structural damages into a real time condition indicator that is also comprehensible for non-experts. Apart from the general rating procedure that includes well-known elements of the rating system of the German structural information database “SIB-Bauwerke”, two use cases of the smartBRIDGE concept for the Köhlbrandbrücke in Hamburg will be shown. The use cases consist of two current calculative safety deficits which are compensated by monitoring measures.

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Wedel, Frederik; Opitz, Daniel; Tiedemann, Christoph; Meyer-Westphal, MarkusDas 3-D-Modell als Grundlage des digitalen ZwillingsBautechnik2/2022104-113Aufsätze

Abstract

Nachdem andere Wirtschaftszweige wie die Automobilindustrie mit statusbasierten Wartungsintervallen für Autos oder dem autonomen Fahren bereits erheblichen Erfolg im Bereich der Digitalisierung verzeichnen dürfen, befindet sich nun auch die Bauindustrie im Wandel. Der digitale Zwilling spielt insbesondere bei der prädiktiven Instandhaltung eine zentrale Rolle. Durch ihn können alle Daten und Informationen zum Bauwerk gesammelt, strukturiert und mit einem zeitlichen und räumlichen Kontext versehen werden. Die Grundlage zur Verortung von Informationen ist ein 3-D-Modell. Das Building Information Modeling liefert dafür im Bauwesen die perfekte Basis, ist im Bestand aber häufig nur mit großem Aufwand umsetzbar. Da die Erstellung und Änderung solcher Modelle oftmals durch Experten erfolgen muss, einen i. d. R. aufwendigen Prozess darstellt und die Datenstruktur keine Verwaltung von Massendaten zulässt, ist zu überlegen, welche Daten direkt in das 3-D-Modell integriert werden und wo der Linked-Data-Ansatz sinnvoller ist. Der Beitrag zeigt verschiedene Datenintegrationsmöglichkeiten für digitale Modelle und verdeutlicht am Beispiel des Pilotprojekts smartBRIDGE Hamburg die Vorgehensweise als Proof of Concept. Ziel ist die optimale Nutzung von 3-D-Modellen im Kontext des digitalen Brückenzwillings. Im Ergebnis kann festgehalten werden, dass sowohl für Massendaten als auch für singuläre Ergebnisse aus der Bauwerksinspektion der Linked-Data-Ansatz ein vielversprechender ist.

The 3-D model as the basis of the digital twin
With other industries such as the automotive industry already achieving great success in the field of digitization with status-based maintenance intervals for cars or autonomous driving, the construction industry is now also experiencing a transformation. The digital twin plays a key role in predictive maintenance in particular. It enables all data and information on the asset to be gathered, structured and linked to a temporal and spatial context. In the digital twin, the basis for the localization of information is a 3-D model. The Building Information Modeling method provides the perfect basis for this in the construction industry, but can often only be applied to existing assets with a large amount of effort. Since the creation and modification of such models often must be carried out by experts and is usually a time-consuming process, and since the data structure does not allow for the management of mass data, it is necessary to carefully consider which data should be directly integrated into the 3-D model and in which areas the linked data approach makes more sense. The article shows different data integration methods for digital models and illustrates the approach as a proof of concept using the example of the pilot project smartBRIDGE Hamburg. The goal is the optimal use of 3-D models in the context of the digital bridge twin. As a result, it can be stated that for mass data as well as for singular results from the building inspection, the linked data approach is a promising one.

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Braml, Thomas; Wimmer, Johannes; Varabei, Yauhen; Maack, Stefan; Küttenbaum, Stefan; Kuhn, Thomas; Reingruber, Maximilian; Gordt, Alexander; Hamm, JürgenDigitaler Zwilling: Verwaltungsschale BBox als Datenablage über den Lebenszyklus einer BrückeBautechnik2/2022114-122Aufsätze

Abstract

Auf dem Weg zur digitalen Brücke existieren bereits erste Lösungen, die den Lebenszyklus einer Brücke abbilden können. Für die Planung, den Bau und den Unterhalt stehen unterschiedlichste Werkzeuge, z. B. BIM, DIN 1076, SIB-Bauwerke, Monitoring etc. zur Verfügung, die jeweils mit unterschiedlichen Datenformaten arbeiten. Für ein intelligentes Erhaltungsmanagement müssen aber alle Daten mit den verschiedenen Datenformaten zusammengeführt, abgelegt und so verwaltet werden können, dass über den gesamten Lebenszyklus einer Brücke die Abbildung eines ganzheitlichen digitalen Zwillings eines Bauwerks möglich ist. Die Autoren haben dafür mit BBox den Prototyp einer Verwaltungsschale (VWS) auf Grundlage von Industrie 4.0 entwickelt. Damit wird das physikalisch-ingenieurtechnische Modell zur Zustandsbewertung der Brücke in den Mittelpunkt gestellt und der gesamte Lebenszyklus einer Brücke kann unabhängig von Datenformaten digital erfasst werden. Da der Aufbau der VWS durch die Granularität optimal strukturiert ist, bietet die Ablage und Einspeisung von Messdaten sowohl die Grundlage eines Live-Monitorings als auch den Grundstein für maschinelles Lernen (ML). Der Datenzugriff via S3-Schnittstelle erleichtert die Entwicklung von eigenen Prognosemodellen mit Informationsmustern (SHIP - Structural Health Information Pattern). Am Beispiel der Heinrichsbrücke Bamberg wird die praktische intelligente Umsetzung des Bauwerksmonitorings inkl. VWS mit Informationsmustern und ML gezeigt.

Digital twin: asset administration shell BBox as data storage over the life cycle of a bridge
On the way to the digital bridge, initial solutions already exist that can map the life cycle of a bridge. A wide variety of tools are available for planning, construction and maintenance, e. g. BIM, DIN 1076, SIB structures, monitoring etc., each of which works with different data formats. For an intelligent maintenance management, however, all data with the different data formats must be merged, stored, and managed in such a way that the mapping of a holistic digital twin of a structure is possible over the entire life cycle of a bridge. For this purpose, the authors have developed BBox, a prototype of an asset administration shell (AAS) based on Industry 4.0. This places the physical-engineering model for assessing the condition of the bridge at the center, and the entire life cycle of a bridge can be digitally recorded independently of data formats. Since the structure of the AAS is optimally structured through granularity, the storage and feeding of measurement data provides both the basis of live monitoring and the cornerstone for machine learning (ML). The data access via S3 interface facilitates the development of own prognosis models with information patterns (SHIP - Structural Health Information Pattern). Using the Heinrichsbrücke Bamberg as an example, the practical intelligent implementation of structural monitoring incl. AAS with information patterns and ML is shown.

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Placzek, Dietmar; Mahrzahn, Gero; Kranz, Jörg; Oehler, ThomasBrückenwiderlager aus geokunststoffbewehrter Erde (KBE) - Alternative für den Neubau und Ersatzbau von BrückenbauwerkenBautechnik2/2022123-133Aufsätze

Abstract

Für die Verbesserung der Infrastruktur in der Bundesrepublik Deutschland ist der Neu- und Ausbau von Straßen und Autobahnen mit dem Ersatz von Brücken und Widerlagern erforderlich, der auch mit Nachdruck betrieben wird. In diesem Zusammenhang werden auch alternative Bauweisen untersucht, die zu einer Zeit- und Kostenreduzierung führen sollen. Eine dieser neuen und innovativen Bauweisen stellt die Herstellung der Brückenwiderlager aus geokunststoffbewehrter Erde (KBE) dar. Hierbei handelt es sich im Gegensatz zu den bisher vorhandenen und im Bau befindlichen Brücken in Deutschland um eine bisher nicht geregelte Bauweise, sodass für ein Pilotprojekt eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich wurde. Im Rahmen dieses Beitrags werden die Konstruktion, der Aufbau, die Berechnungs- und Bemessungsansätze, das begleitende Messprogramm und die Messergebnisse für die Brückenwiderlager dieses Pilotprojekts vorgestellt. Ebenso werden die Erkenntnisse dieses Pilotprojekts im Hinblick auf Standsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Bauzeit bewertet und ein Ausblick auf die Übertragbarkeit auf vergleichbare Bauprojekte gegeben.

Bridge abutments made of geosynthetic-reinforced earth (KBE) - a fast and sensible alternative for the construction of new and replacement bridges
The improvement of the infrastructure in the Federal Republic of Germany requires the new construction and expansion of roads and highways with the replacement of bridges and abutments. In this context, alternative construction methods are also being investigated, which should lead to a reduction in building time and costs. One of these new and innovative construction methods is the construction of bridge abutments made of geosynthetic reinforced earth (KBE). In contrast to the bridges currently existing and under construction in Germany, this construction method has not been regulated to date, so that approval in individual cases was required for a pilot project. As part of a pilot project, a geosynthetic-reinforced earth (KBE) was constructed as abutments for a bridge over the highway. The load-bearing behavior was checked by an accompanying measurement program and i. a. evaluated with regard to stability and usability. The results allow an outlook on the transferability to comparable construction projects.

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Taraben, Jakob; Helmrich, Marcel; Morgenthal, GuidoDatenmodelle für digitale Zwillinge von Brücken und bildbasierte ZustandsaufnahmenBautechnik2/2022134-142Aufsätze

Abstract

Für eine präventive und nachhaltige Instandhaltung von Infrastrukturbauwerken sind regelmäßige visuelle Inspektionen von großer Bedeutung, um Schäden frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen. Moderne Technologien wie unbemannte Flugsysteme, ausgerüstet mit hochauflösenden Kameras, unterstützen immer mehr den Inspektionsprozess und die damit verbundene Dokumentation. Dadurch entstehen große Mengen an Bilddaten, Orthofotos, Punktwolken und Oberflächennetzen, welche die gesamte Bauwerksoberfläche in einem ausreichend hohen Detailgrad darstellen und die Annotation von visuell detektierbaren Anomalien ermöglichen. Um diese Datenmenge effektiv nutzen und verwalten zu können, sind Methoden zur Verarbeitung und entsprechend verknüpfte Datenmodelle notwendig. Vor dem Hintergrund einer kontinuierlich zu wiederholenden Bauwerksüberwachung ist eine Automatisierung der einzelnen Analyseschritte besonders vielversprechend. In diesem Aufsatz werden Ansätze für die Verarbeitung großer bildbasierter Datensätze zu einem verknüpften Inspektionsmodell beschrieben. Dazu wird gezeigt, wie Annotationen in Bildern und Orthofotos im Kontext von idealisierten Simulationsmodellen genutzt werden und den Prozess der Zustandsbewertung unterstützen können. Der daraus entstehende digitale Zwilling soll eine konsistente Datenbasis über mehrere Zustände abbilden und damit die Verwaltung heterogener Inspektionsdaten ermöglichen.

Integration and linking of inspection data in digital bridge models
For a preventive and systematic maintenance of infrastructures, periodic visual inspections are of significant importance in order to detect structural defects at an early stage and to initiate necessary interventions. Modern technologies such as unmanned aircraft systems equipped with high-resolution cameras increasingly support the inspection process and the associated documentation. This creates large amounts of image data, orthophotos, point clouds and surface meshes that represent the entire structural surface in a sufficiently high level of detail and enable the annotation of visually detectable anomalies. Processing methods and linked data models allow for an effective data management. Given the need for continuously repeated structural monitoring, an automation of the individual analysis steps is particularly desirable. This article describes approaches for processing large image-based data sets into a linked inspection model. To this end, it is shown how annotations in images and orthophotos are used in the context of idealised simulation models and support the process of condition assessment. The resulting digital twin represents a consistent database over multiple states and thus enables the effective management of heterogeneous inspection data.

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May, Ilka; Rösner, ChristineSkalierbare Technologie zur Erstellung von 3-D Digital Twins für BestandsbrückenBautechnik2/2022143-149Berichte

Abstract

Unter einem 3-D digitalen Zwilling wird gemeinhin ein virtuelles Abbild eines physischen Elements verstanden. Solche virtuellen Abbilder können in verschiedenen Erscheinungsformen mit sehr unterschiedlichen Charakteristiken und Einsatzbereichen - und zu stark unterschiedlichen Preisen - auftreten. Hohe Kosten bei der Erstellung von 3-D-Modellen von Bestandsbrücken sowie fehlende Integration behindern jedoch die großflächige Adoption einer vielversprechenden Technologie für das Monitoring und Management von Bestandsbrücken und anderen Bauwerken und technischen Anlagen. Der Bericht erläutert, wie durch eine Weiterentwicklung von Spieletechnologie und dem Einsatz von KI die Kosten und Hürden für die Erstellung von digitalen Zwillingen signifikant reduziert und damit eine skalierbare Lösung für viele Anwendungsbereiche geschaffen wird. Damit die 3-D Digital Twins den gewünschten Mehrwert entfalten, ist neben einer einfachen Handhabung insbesondere die Integration der jeweiligen Systeme von entscheidender Bedeutung. Dabei sind Aspekte wie Cloud-, IoT- und ERP-Anbindung, Fragen der Konnektivität sowie Security & Privacy zentrale Elemente einer gelungenen Integration von 3-D digitalen Zwillingen in ein bestehendes Daten- und IT-Ökosystem.

AI-based generation of 3-D digtal twins of existing bridges
A 3-D digital twin is commonly understood to be a virtual image of a physical element. Such virtual images can appear in various forms with very different characteristics and areas of application - and at very different prices. However, the high cost of creating 3-D models of as-built bridges and the lack of integration hinder the widespread adoption of a promising technology for monitoring and managing as-built bridges. The report explains how an evolution of gaming technology and the use of AI significantly reduces the cost and barriers to creating digital twins, creating a scalable solution for many application areas. In order for the 3-D digital twins to unfold the desired added value, the integration of the respective systems is of decisive importance in addition to simple handling. Aspects such as cloud, IoT and ERP connection, questions of connectivity as well as security and privacy are central elements of a successful integration of 3-D digital dwins into an existing data and IT ecosystem.

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Mauerwerkstage 2022 wieder onlineBautechnik2/2022149Veranstaltungen

Abstract

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Moormann, ChristianJahresbericht 2021 des Arbeitskreises "Pfähle" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT)Bautechnik2/2022150-153Berichte

Abstract

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Bautechnik aktuell 2/2022Bautechnik2/2022155-160Bautechnik aktuell

Abstract

Wettbewerbe:
Ernst & Sohn Ingenieurbaupreis 2022 - Impressionen aus den Jurysitzungen
bauma Innovationspreis 2022

Nachrichten:
Absolventin der FH Münster entwickelt BIM-Methodik in der Baubranche weiter

Rezensionen:
Brücken und Tunnel der Bundesfernstraßen 2021

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik2/2022160Veranstaltungskalender

Abstract

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Titelbild: Bautechnik 1/2022Bautechnik1/2022Titelbild

Abstract


Zum Titelbild:
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen, denen wir uns in den nächsten Jahrzehnten stellen müssen. Mit einem Anteil von knapp 40 % trägt die Bauwirtschaft einen maßgeblichen Anteil an den anthropogenen Treibhausgasemissionen. Die immer intensivere Nutzung unserer Lebensräume und der Verbrauch natürlicher Ressourcen sind weitere gesamtgesellschaftliche Aufgaben für den zukünftigen Erhalt unseres Planeten. Die Dekarbonisierung der Bauindustrie ist hierbei ein wesentlicher Faktor. Doch auch mit klugen Konzepten können Architekten und Fachplaner wichtige Beiträge zu einem nachhaltigen Bausektor leisten. Die Reduzierung energieintensiver Baustoffe, die Vereinfachung von Gebäuden in Richtung Lowtech-Architektur und die Wertschätzung von Bestandsbauten als Materialbanken sind dabei wesentliche Grundprinzipien einer neuen und zwingend erforderlichen Planungskultur. Mehr dazu im Beitrag von Ulrike Elbers: “Ressourcenschonendes Bauen”. Das Bild zeigt “1 Triton Square” - eine nachhaltige Sanierung und Erweiterung der Firmenzentrale von British Land.
Quelle: Simon Kennedy

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Bautechnik: Jahresinhaltsverzeichnis des 98. Jahrgangs 2021Bautechnik1/2022Jahresinhaltsverzeichnis

Abstract

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Inhalt: Bautechnik 1/2022Bautechnik1/2022Inhalt

Abstract

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Hochuli, Antonina; Trouillet, Jean-Georges; Brühwiler, Eugen; Schulz, Olaf; Hoffmann, MichaelErneuerung einer festen Fahrbahn der Bahn unter Verwendung von UHFB - weltweit erstmaliger Einsatz von UHFB im Gleisbau - Teil 1: Bericht über Technologie, Wirtschaftlichkeit und BaumanagementBautechnik1/20221-9Aufsätze

Abstract

Dieser Aufsatz in zwei Teilen berichtet über die Instandsetzung und Anpassung der festen Fahrbahn im stark frequentierten unterirdischen Bahnhof Zürich Flughafen. Die 1980 eingebaute feste Fahrbahn hatte die vom Systemanbieter vorausgesagte Nutzungsdauer erreicht und wies Schäden auf. Damit die Bahnsteige die Vorgaben des Behindertengleichstellungsgesetzes (BehiG) erfüllen, musste außerdem die Gleisgeometrie abschnittweise durch eine Absenkung angepasst werden. Aus diesem Grund war ein einfacher Austausch der Schwellenblöcke nicht möglich und eine Sonderlösung erforderlich. Mit der Anwendung des ultrahochleistungsfähigen zementgebundenen Faserverbundbaustoffs UHFB wurde eine nachhaltige und wirtschaftliche Lösung für ein Projekt gefunden, bei dem eine traditionelle Lösung zeit- und kostenaufwendig gewesen wäre. Außerdem wurde im Rahmen dieses Projekts festgestellt, dass die Anwendung des UHFB mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften die Nutzungsdauer der festen Fahrbahn erhöht. Mit dem Einsatz von UHFB wird die Nutzungsdauer der festen Fahrbahn gleich derjenigen der gesamten Bahnhofanlage, was die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert. Der erste Teil dieses Aufsatzes berichtet über die Planungsarbeiten in früheren Projektphasen und die Bauvorgänge während der Ausführung. Es werden außerdem die Hintergründe erläutert, die zur Anwendung von UHFB geführt haben, und die Ergebnisse der erfolgreichen Anwendung dieses Baustoffs für feste Fahrbahnen der Eisenbahn sowie das weitere Optimierungspotenzial aufgezeigt.

Renewal of a fixed railway track using UHPFRC - first use worldwide of UHPFRC in rail track construction, part 1
This two-part article reports on the renewal and adaptation of the fixed railway track in the heavily frequented underground train station at Zurich Airport. The fixed track built in 1980 had reached the service duration predicted by the system provider and was showing damage. In order for the platforms to meet the requirements for people with disabilities, the track geometry had to be adapted in sections by lowering. For this reason, a simple exchange of the sleeper blocks was not possible and a special solution was required. With the use of the Ultra-High-Performance Fiber Reinforced Cement-bound composite building material UHPFRC, a sustainable and economical solution was found for a project in which a traditional solution would have been time-consuming and costly. In addition, it was found within the scope of this project that the use of UHPFRC with significantly improved mechanical properties increases the service duration of the fixed railway track. With the use of UHPFRC, the service duration of the fixed railway track becomes equal to the one of the whole train station, which further improves economic efficiency.

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