Erfolgreiches Essener Membranbau-Symposium 2012
Bayerischer Denkmalpflegepreis 2012 verliehen

Im Nachweisverfahren einer Scher-Lochleibungsverbindung wird unterschieden, ob der Schaft oder das Gewinde in der Scherfuge liegt. Mit der Umstellung der Schraubennorm von der DIN 6914 auf die DIN EN 14399-4 haben sich die Schraubengeometrien teilweise geändert. Dies führt dazu, dass das Gewinde in vielen Fällen näher an bzw. häufiger in der Scherfuge liegt. In der aktuellen Normung wird nicht näher definiert, bei welchen Bedingungen der Schaftquerschnitt angesetzt werden darf und bis zu welcher Position der Scherfuge der ungünstigere Gewindequerschnitt angesetzt werden muss. Es wurden Versuche mit dem Ziel durchgeführt, das Tragverhalten von scherbelasteten Schraubengarnituren zu untersuchen, insbesondere im Übergangsbereich zum Gewinde. Dabei wurde die Position der Scherfuge verändert. Der Einfluss der neuen Schraubengeometrien und die Ergebnisse der Abscherversuche werden nachfolgend genauer beschrieben.

Shear bearing of bolted connections with the beginning of the thread near the shear plane.
In bolted connections the shear load is calculated with the cross section of the bolt. It is important whether the shank or the thread is in the shear plane. In the new code for bolts DIN EN 14399-4 the dimension of the bolts are modified. Compared to the previous code, the DIN 6914, in many situations the thread is closer to the shear plane or even in the shear plane. In the current standards there is no requirement about how long the shank has to protrude into the shear plane. Tests were performed to assess the ultimate load of bolts in shear connections with different positions of the shear plane. In the paper the differences of the codes DIN 6914 and DIN EN 14399-4 are shown and the results of the tests are presented.

Regen-wind-induzierte Schwingungen von zylindrischen Bauteilen wie z. B. Brückenseilen oder Hängern entstehen, wenn diese gleichzeitig Regen und Wind ausgesetzt sind. Dieses Phänomen ist bei Brückenbauern bekannt und gefürchtet - letzteres insbesondere aufgrund spektakulärer Ereignisse wie zum Beispiel der Sperrung der Erasmusbrücke in Rotterdam kurz nach ihrer Eröffnung oder den Schäden an der Elbebrücke Dömitz. Neben der Existenz von Regen und Wind spielen auch Parameter wie Regenmenge, Windgeschwindigkeit, Windrichtung etc. eine entscheidende Rolle. Einmal angeregte regen-wind-induzierte Schwingungen klingen direkt wieder ab, sobald sich die Regenintensität oder die Windgeschwindigkeit stark ändern oder die Windrichtung wechselt. Bei diesem Schwingungsphänomen handelt es sich um selbsterregte Schwingungen, bei denen das Zusammenwirken der bewegten Seile oder Hänger, der daran ablaufenden Wasserrinnsale und des Windes entscheidenden Einfluß hat. Diese Art von Schwingungen ist nicht neu, jedoch der Erregermechanismus ist bislang noch wenig erforscht, und es gibt noch kein Berechnungsverfahren, welches es erlaubt, die auftretenden Amplituden zu bestimmen.

Hochfeste Baustähle mit 960 bzw. 1100 MPa Mindeststreckgrenze ermöglichen durch Leichtbauweise eine Verringerung der Investitions- und Betriebskosten von Mobilkranen. Bei der Bemessung von Kranen mit diesen Stählen besteht für die zyklische Belastung jedoch große Unsicherheit hinsichtlich ertragbarer Spannungen und der Lebensdauer bei wichtigen Kranbauteilen. In dieser Arbeit wurde erstmalig das Betriebsfestigkeitsverhaltens von Kranbauteilen unter realistischen Belastungs-Zeit-Zyklen aus dem Kranbetrieb untersucht. Die Ergebnisse liefern hierzu wichtige Informationen, wonach die Lebensdauer auch bei hohen angewendeten Spannungen wenigstens 20 Jahre für beide Stähle beträgt. Es wird gezeigt, daß weitere Verbesserungen der Betriebsfestigkeit um bis zu 50 % durch Nachbehandlung der Schweißnähte, Zähigkeitsverbesserung des Grundwerkstoffes und konstruktive Umgestaltung der Bauteile möglich sind. Mittels bruchmechanisch fundierter Rechenmodelle wird in der vorliegenden Arbeit ein neues Werkzeug bereitgestellt, mit dem das Betriebsfestigkeitsverhalten von Kranbauteilen unter verschiedensten Aspekten und Einflußgrößenkombinationen in Übereinstimmung zu gemessenen Werten abgeschätzt werden kann. Für die Praxis des Mobilkranbaus können wichtige Handlungsempfehlungen und Hinweise für den verstärkten Einsatz und die Ausnutzung hochfester Baustähle im Mobilkranbau gegeben werden. Inspektionsintervalle und -inhalte können neu festgelegt werden.

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Der Neubau einer zentralen Fußgänger- und Radverkehrsverbindung über den Baakenhafen gehört zu einer Reihe umfangreicher Infrastrukturprojekte, die derzeit im Rahmen der Revitalisierung des Quartiers in der HafenCity Hamburg umgesetzt werden. Die schlanke Stahlkonstruktion mit einer Spannweite von 65 m ist das Ergebnis eines von der HafenCity Hamburg GmbH ausgelobten Realisierungswettbewerbs, den die Hamburger Architekten von Gerkan, Marg und Partner (gmp Architekten) in Zusammenarbeit mit den Tragwerksplanern von Knippers Helbig aus Stuttgart für sich entschieden hatten. Das Bauwerk dient neben seiner Funktion als Wegeverbindung auch als logistisches Infrastrukturbauwerk zur alleinigen Versorgung des Quartiers mit den notwendigen Energieträgern und Medien. Die Fertigstellung im Mai 2018 war daher fester Bestandteil der Stadtentwicklung in der HafenCity.

New bridge in HafenCity - pedestrian and bicycle crossing with integrated infrastructure via Baakenhafen
In Hamburg, extensive infrastructure projects are being implemented as part of the revitalization of the Baakenhafen district. Besides others this includes the new central pedestrian and bicycle crossing via Baakenhafen. The slender steel bridge with a span length of 65 m is the result of a design competition sponsored by HafenCity Hamburg GmbH, won by Hamburg based architects Gerkan, Marg and Partner (gmp architects) in collaboration with the structural engineers of Knippers Helbig from Stuttgart. In addition to its function as a route connection, the bridge also serves as a logistical infrastructure construction for the sole supply of the district with the necessary energy sources and media. The completion in May 2018 was therefore an integral part of urban development within HafenCity.

Die Bemessung und konstruktive Durchbildung von Trapezprofilen aus Stahl erfolgt in Deutschland gegenwärtig nach der noch gültigen Norm DIN 18807-3 (1987), die auf dem veralteten Bemessungskonzept mit globalem Sicherheitsbeiwert basiert und Verweise auf längst zurückgezogene Normen enthält. Im Rahmen der Überführung der Regeln aus DIN 18807 in die europäische Norm EN 1090-4 wurde die gegenwärtig vorhandene Regelung zu Öffnungen in Trapezprofilen, welche auf einem über 30 Jahre alten Technik- und Kenntnisstand basiert, hinterfragt. Dabei zeigen Untersuchungen, dass zahlreiche offene Fragen zur Anwendung der Bemessungsregeln und zur mechanischen Wirksamkeit der Abdeckbleche bestehen. Die zum Teil unklaren Regelungen und das Konzept der Lasterhöhungsfaktoren führen auf der einen Seite zu unwirtschaftlichen Lösungen, wenn sie befolgt und konservativ ausgelegt werden. Auf der anderen Seite führt das derzeitige Konzept bei Missachtung der Regeln (unwirksame Abdeckbleche als Verstärkungen, keine weiteren Maßnahmen) zu unsicheren Bemessungsergebnissen.

Experimental validation of design rules for trapezoidal profiles with openings.
Structural design and detailing of trapezoidal steel sheets in Germany currently follows the rules provided by the still valid National Standard DIN 18807-3 (1987). This Standard is based on the old design concept using one global safety factor and contains references to outdated codes which had been long since withdrawn.
Within the framework of transition of design rules from DIN 18807-3 to the European Standard EN 1090-4 available provisions for openings in trapezoidal profiles, which exist since 30 years, were brought into question. The investigations regarding background information on these rules revealed a number of open questions concerning their application in practice as well as the mechanical performance of the cover plates.
The basic concept for consideration of openings consists of the application of increased loads and verification using the complete cross-section of trapezoidal profiles. On the one head, several details regarding the application of this method are, however, not clearly specified leaving space for interpretations which may lead to non-economic results in case of over-conservative interpretation. On the other hand, non-safe results may be obtained if neglecting the increased loads while relying on the (non-existing) strengthening effect of the cover plates.

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Mit einer Bauwerkshöhe von 169 m, einer maximalen Hubhöhe von 113 m und bewegten Massen von ca. 33000 t wird das Schiffshebewerk am Drei-Schluchten-Staudamm in China das weltweit größte seiner Art sein. Das Bauwerk steht vor seiner Fertigstellung; der Probebetrieb läuft seit 2015. Parallel gelegen zur bereits voll betriebenen fünfstufigen Schleusentreppe an dem 2,3 km langen Staudamm besteht das Hebewerk aus vier Stahlbeton-Türmen. Ein stählerner, wassergefüllter Schiffstrog mit 132 m Länge, 23 m Breite und 10,5 m Höhe wird Schiffe mit einer maximalen Wasserverdrängung von 3000 t befördern. Die Konstruktion gewinnt ihre Flexibilität aus der innovativen Kombination aus Tragwerk und Maschinenbau. Das sich seit 2008 im Bau befindende Hebewerk wurde mittels Gleitschalung errichtet. Aufgrund der Toleranzanforderungen des eingebauten Antriebssystems wurde eine spezielle Kombination aus Erst- und Zweitbeton sowie Verguss verwendet. Der Artikel beschreibt die bautechnischen Aspekte des Projekts mit Fokus auf die Bauausführung.

The ship lift at the Three-Gorges-Dam in China - Construction of the world's largest elevator
With a total height of 169 m, a maximal lifting height of 113 m and moved masses of approx. 33000 t, the ship lift at the Three-Gorges-Dam in China will be the largest of its kind worldwide. The entire structure is nearing completion. Operational testing started in 2015. Located parallel to the existing fully operating five stage ship lock at the 2,3 km long barrage, the ship-lift consists of four RC towers. A steely, water filled ship chamber with 132 m length, 23 m width and 10,5 m height will lift ships with a max. water displacement of 3000 t. The construction gains its flexibility from an innovative combination of structural and mechanical parts. Since 2008 the ship lift structure was erected by climbing formwork. Due to the tolerances demanded by the embedded parts of the mechanical drive system, a special procedure of 1st and 2nd stage concrete and grouting had to be developed. The article describes the structural aspects of the project with focus on the execution.

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Herrn Professor Dr.-Ing. Prof. h.c. Dr.-Ing. E.h. Hans-Wolf Reinhardt zu seinem 80. Geburtstag gewidmet
Der Erhaltungsbedarf von Betonfahrbahndecken mit Alkali-Kieselsäure-Reaktion lässt sich nur sehr schwer planen. Die dafür notwendige Zustandserfassung erfolgt bisher über das visuelle Erscheinungsbild, AKR-provozierende Betonuntersuchungen sowie polarisationsmikroskopische Untersuchungen an Dünnschliffen. Eine Prognose der Schadensentwicklung ist mit diesen Untersuchungen nicht möglich. Es ist lediglich eine Bewertung dahingehend möglich, ob eine Schädigung nicht mehr zu erwarten oder ob noch weiteres Restschädigungspotenzial vorhanden ist. Die oftmals signifikante Zustandsverschlechterung der Betondecke lässt sich auf eine unerkannte Horizontalrissbildung im Fahrbahndeckenbeton zurückführen. Im Kontext mit einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) findet man Horizontalrisse im Bereich der Fugenkreuze, der Querfugen und der Längsfugen vor, die dann mehrere Zentimeter in die Fahrbahnplatte hineinreichen. Der Beitrag erläutert anschaulich, welche Folgen eine schädigende AKR und andere Belastungen in einer Fahrbahnplatte haben. Er stellt zum ersten Mal einen systematischen Zusammenhang zwischen einer schädigenden AKR in einer Fahrbahnplatte und den Horizontalrissen im Bereich der Fugen her.

Methods for evaluating concrete pavements for a damaging alkali-silica reaction
It is very difficult to plan the maintenance requirements of concrete pavements with alkali-silica reaction. Up to now, the necessary assessment has been carried out via visual appearance, AKR-provoking concrete investigations as well as polarization microscopic investigations on thin sections. With these investigations a forecast for the damage development is not possible. It is only possible to assess whether damage is no longer to be expected or whether there is still further potential for residual damage. The often significant deterioration of concrete pavement can be traced back to an undetected horizontal crack formation. In the context of an alkali-silica reaction (ASR), horizontal cracks can be found in the area of the joint crosses, the transverse joints and the longitudinal joints, which then extend several centimeters into the carriageway slab. The article illustrates the consequences of a damaging ASR and other loads in a carriageway slab. For the first time, it establishes a systematic relationship between a damaging ASR in a carriageway slab and the horizontal cracks in the area of the joints.

Persönliches:
“Stets auf der Suche nach den Grenzen” - Werner Sobek erhält am 8.11.2013 die Ehrendoktorwürde der TU Graz

Nachrichten:
Ulrich Finsterwalder, Tagung zu Person und Werk im Deutsche Museum München 1.10.2013 (Hartwig Schmidt, Karlsruhe)
Professor Hennecke als Präsident der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung verabschiedet
Deutscher Brückenbaupreis 2014: Sechs Brücken in der engeren Wahl. Bauwerke in Berlin, Hamburg, Thüringen, in der Oberpfalz, Backnang bei Stuttgart und Bamberg gehören zu den landesweit schönsten Brücken
Wenn Konstruktiver Betonfertigteilbau, dann FDB! Die Mitgliederversammlung 2013 in Weimar spricht FDB-Vorstand und Geschäftsführung ihr volles Vertrauen aus
VBI gibt Übersetzung des FIDIC “Gold Book” heraus. International anerkanntes Vertragsmuster für Planen, Bauen und Betreiben aus einer Hand übersetzt und umfassend erläutert - Arbeitshilfe für den deutschsprachigen Anwender
VBI und DEGES vereinbaren “Leitlinien zum Projektumgang”. Leitlinien definieren Regeln für faire Zusammenarbeit von Auftraggeber und Auftragnehmer. Verbesserung der Planungskultur bei Verkehrsprojekten angestrebt
DBV-Heft 27 “Wartung und Instandhaltung von Parkbauten”
DBV-Heft 28 “WU-Bauweisen - Weiße Wannen und Weiße Dächer”
“Gustave Magnel Gold Medal” Award 2009-2014

Bücher:
David P. Billington: “Der Turm und die Brücke - Die neue Kunst des Ingenieurbaus”. (Annette Bögle, Nils Ratschke und Sabrina Gieron, Hamburg)

Dank:
Wie immer zum Jahresende bedankt sich die Redaktion an dieser Stelle bei allen Lesern und Autoren. Besonders gedankt sei den zahlreichen Fachleuten, die der Redaktion ehrenamtlich als Rezensenten für die eingereichten Manuskripte zur Verfügung stehen.

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Nach einer Betrachtung des Marktanteils von Verbundbrücken in Frankreich im Vergleich zu anderen Lösungen wird die Kosteneffizienz der Verbundbrückenbauweise gegenüber Spannbetonbrücken im kurzen und mittleren Spannweitenbereich erläutert. Dieser Beitrag stellt neue technische Entwicklungen des Entwurfs und der Bemessung von Verbundbrücken vor, durch die die Wettbewerbsfähigkeit dieser Bauweise in Frankreich zurückgewonnen wurde und wodurch Verbundbrücken von den Betreibern gegenüber anderen Lösungen favorisiert werden. Der Beitrag geht auch auf neueste Entwicklungen und Innovationen im Bereich des Verbundbrückenbaus ein. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Montage gerichtet. Weiterhin werden die Bemessungsregeln zur Rißbreitenbeschränkung des jungen Betons der Fahrbahnplatte erläutert.

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Das Ergebnis der Lösung von Gleichgewichtsverzweigungsaufgaben kann vom Umfang der berücksichtigten Nichtlinearitäten und von der Art des Lastprozesses abhängig sein. Die einfachste Vorgehensweise erfaßt lediglich nichtlineare Gleichgewichtsbedingungen - aber lineare Kinematik und lineare Stoffgesetze - sowie monotone und einparametrische Belastungssteigerung. Numerische Lösungstechniken erlauben es heute, über den Rechner sowohl (weitgehend) alle Nichtlinearitäten in den Bedingungsgleichungen als auch allgemeine Last- und Zwangsprozesse zu erfassen. An einigen Beispielen der räumlichen Gleichgewichtsverzweigung ebener Stahlbeton-Stabtragwerke unter quasistatischen Lastprozessen werden die Lösungsunterschiede bei unterschiedlicher Mitnahme von Nichtlinearitäten demonstriert.

Der Beitrag thematisiert die geschichtliche Entwicklung der Stahlguss- bzw. Stahlformgussherstellung. Nach dem Skizzieren der Anfänge steht die Herstellung dieses Werkstoffs in Deutschland im Mittelpunkt. Hierbei werden als zentrale Themen die unterschiedlichen Verfahren sowie die Erzeugungsmenge von Stahlguss im Untersuchungszeitraum diskutiert. Die Ergebnisse werden abschließend gewertet.

Historic cast steel - Fabrication.
This paper tackles the historic development of the fabrication of cast steel. At first the beginnings are outlined. Following the different methods as used in Germany to cast steel as well as the quantity of the overall cast steel production are discussed. The paper ends with a conclusion.

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Aufgrund der in den letzten Jahren stark angestiegenen Rohstoffpreise sind die im Bauwesen häufig eingesetzten nichtrostenden Standardaustenite in vielen Fällen nicht mehr wettbewerbsfähig. Eine deutlich kostengünstigere Alternative stellt der Duplex-Stahl 1.4362 dar, der bisher aber noch nicht bauaufsichtlich zugelassen ist. Mit Hilfe von Auslagerungsversuchen sowie elektrochemischen Untersuchungen sollte das Korrosionsverhalten dieses Werkstoffs unter neutralen bis leicht sauren, chloridhaltigen Umgebungsbedingungen, wie sie in vielen Bereichen des Bauwesens vorkommen, geklärt werden. Insgesamt belegen die Ergebnisse, dass der kostengünstigere Werkstoff 1.4362 für baupraktische Anwendungen eine Alternative für Anwendungen darstellen kann, in denen bisher die Werkstoffe 1.4404 oder 1.4571 eingesetzt wurden.

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