Um die Stadt Hamburg und den Hafen sturmflutsicher zu machen bietet sich als eine Möglichkeit der Bau eines oder zweier Grossperrwerke an, beim denen freie Schiffahrtsöffnungen von über 300 m realisiert werden müssten. Es wird über den Stand der technischen Untersuchungen eines neuen Sperrwerkskonzeptes hinsichtlich der baulichen Machbarkeit und der betrieblichen Zuverlässigkeit berichtet.

Die Erneuerung stählerner Brücken, die in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts bzw. zur Jahrhundertwende gebaut wurden, gewinnt immer größere Bedeutung. Viele der zu erneuernden Brücken im Hamburger Hafen liegen im Zuge sehr wichtiger Verkehrswege, deren Sperrung oft nur für sehr kurze Zeit möglich ist, weil sie die einzige Zufahrt für wichtige Hafenteile darstellen. Dies führt dazu, daß für die Brückenerneuerung - also für die Zeit von der Demontage der alten Brücken und dem betriebsfertigen Einbau der neuen Brücke - oft nur Tage zur Verfügung stehen. Hieraus resultiert die Notwendigkeit weitestgehender Vorfertigung, insbesondere der Einsatz von Großelementen. Die Auswirkungen auf Behördenentwürfe und Montageverfahren werden am Beispiel von vier Brücken im Hamburger Hafen gezeigt.

Im Jahr 2007 wurden in der Stadt Staufen i. Br. sieben Bohrungen bis ca. 140 m niedergebracht und als konventionelle Doppel-U-Rohr-Erdwärmesonden ausgebaut, um das Rathaus der Stadt mit Energie zu Heiz- und Kühlzwecken zu versorgen. Einige Wochen nach den Bohr- und Ausbauarbeiten setzten Hebungen des Geländes ein, die zu erheblichen Rissen an den umliegenden Gebäuden geführt haben. Es sind 269 Objekte betroffen, einige sind einsturzgefährdet, ein Objekt ist geräumt. Durch die Bohrungen wurden anhydrithaltige Schichten des Gipskeupers hydraulisch mit artesisch gespanntem Grundwasser aus dem Liegenden verbunden. So konnte es zur Umwandlungsreaktion mit Wasser kommen, die beim Übergang vom Anhydrit zum Gips mit einer Zunahme des Volumens von etwa 61 % verbunden ist. Die Quellvorgänge führen zu Veränderungen des Gefüges, welche die Wasserwegsamkeit lokal verringern oder auch deutlich erhöhen können. Die Situation wird durch die Lage von Staufen auf einer Randscholle des Oberrheingrabens und der damit einhergehenden Tektonik weiter kompliziert. Der Quellprozess dauert an, und ein Ende kann derzeit noch nicht prognostiziert werden. Erste Maßnahmen mittels Injektionstechnik aus den PE-HD-Sondenrohren heraus das unmittelbare Umfeld der Geothermiesonden abzudichten, erreichten zumindest einen Teilerfolg. Die maximale Hebungsrate von bis dahin ca. 10 mm/Monat sank auf unter 4 mm/Monat (Stand Mai 2012). Als zusätzliches zukünftiges Problem könnte sich die Gebirgsauslaugung des neu entstandenen Gipses darstellen. Es sind in jüngster Zeit im Hebungsgebiet kleinräumig geringfügige Senkungen nachgewiesen worden. Da das Grundwasser nunmehr künstlich abgesenkt wird, um die Anhydritreaktion zu beherrschen, ist der damit erzeugte Zustrom von Wässern aus nicht-sulfathaltigen Gesteinen als besonders problematisch für die Zukunft zu sehen (anthropogene Verkarstung).

Geothermal drillings in Staufen/Breisgau (Germany): damage causes and perspectives.
In 2007 seven geothermal borehole heat exchangers with a planned depth of 140 m were installed of a small square next to the historic town hall of the City of Staufen for its heating and cooling. Some weeks after completion of the borehole heat exchanger drillings an uplift movement started, causing heavy damages to the surrounding buildings. Officially 269 buildings are currently affected, some are deemed structurally unstable. One office building had to be evacuated. An artesian aquifer was connected hydraulically to the anhydrite bearing Gipskeuper Formation. Anhydrite reacts to gypsum which causes volume extension. The swelling process, once initiated, cannot be stopped easily because the process itself opens and closes water paths. Furthermore Staufen is located on the eastern graben flank of the Upper Rhine Valley on a strongly tectonized massif. Due to these fissured and faulted formations, the prediction of water movement and the swelling process is very difficult. With a newly developed grouting some major cavities near the wellbores were sealed off. This has been partly successful because the maximum uplift rate of about 10 mm/month decreased to less than 4 mm/month (data of May 2012). Additional problems could arise from the good solubility of gypsums in water, which may cause sinkholes. In the last months some small subsidence phenomenon already occurred locally within the uplift area.

Zur Zeit ist eine zehnteilige EN-Reihe für den Gesamtbereich des Schutzes und der Instandsetzung von Betonbauteilen in Vorbereitung. Die Normenreihe wird konsequent als Basis für eine ingenieurmäßige Planung und Ausführung erstellt. Als europäisch mandatierte Norm wird sie die Forderungen der Bauproduktenrichtlinie hinsichtlich der "Essential Requirements" erfüllen und die Voraussetzung sein für den Wegfall bestehender "technischer Handelshemmnisse" im EU-Raum. Insgesamt wird dem planenden Ingenieur mit dem neuen europäischen Normenwerk viel Freiheit gewährt, allerdings wird ihm damit auch viel Verantwortung auferlegt.

Der Stoß von Stahlbeton-Fertigteilstützen mit unbewehrten Elastomerlagern ist von praktischem Interesse. Als Ergebnis eines umfangreichen Untersuchungsprogramms wird ein einfaches Bemessungsverfahren für die Lager und die Querzugkräfte in den Stützenenden abgeleitet.

It is well known that inelastic behaviour in the panel zone of beam-to-column connections can help to ensure a more stable structural performance, as the panel zone can absorb energy to prevent structural collapse. Although plastic deformation of up to only 30 % in the panel zone can contribute to improving performance according to Eurocode 8, in the Japanese code there is no limit when structural performance is verified. This paper describes full-scale testing of beam-to-column connections where the beam was connected to the column by a T-stub using high-strength bolts. In the test specimens, a shape similar to a T-stub was used for the continuity plate, and partial reinforcement at the panel was expected. The testing allowed the maximum strength and deformation capacity of the beam-to-column connection to be evaluated.

Selbstverdichtender Beton (SVB) ist eine der wichtigen baustofftechnischen Innovationen der letzten Jahre, der jedoch die Hersteller und Verarbeiter bei bestimmten Anwendungen immer noch vor Probleme stellt. Hierzu zählt beispielsweise die Verwendung von SVB für Industriebetonböden. Insbesondere hinsichtlich der Oberflächenbearbeitung und Ebenheitsanforderungen werden Schwierigkeiten gesehen. Nachfolgender Bericht faßt Praxisversuche zu diesem Aspekt zusammen und zeigt, daß auch für diesen Anwendungsfall der SVB eine Alternative zur konventionellen Bauweise darstellt.

Leben und Werk des Bauingenieurs Konrad Sattler

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Zur räumlichen Aussteifung von biegedrillknickgefährdeten Trägern wird insbesondere bei Hallenkonstruktionen die Schubfeldsteifigkeit der Trapezblecheindeckung mit herangezogen. Nach DIN 18800 Teil 2, Element 308, muß die vorhandene Schubfeldsteifigkeit mindestens so groß sein, daß für die auszusteifenden Träger von einer gebundenen Drehachse ausgegangen werden kann. In der Untersuchung wird anhand von Versuchen und Vergleichsberechnungen gezeigt, daß bereits erheblich geringere Steifigkeiten genügen, um Biegeträger ausreichend gegen Biegedrillknicken zu stabilisieren.

Bericht über die Ausführung eines Stahlbetonpavillons in Fertigteilbauweise.

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Mit der Entscheidung, mehrere Verwaltungsstandorte auf dem historischen Krupp-Gelände in Essen zu konzentrieren, wurden neue Gebäude für die Firmenverwaltung erforderlich, deren städtebauliche und architektonische Ausgestaltung im Rahmen eines internationalen Wettbewerbes gefunden wurde. Sieger des Wettbewerbes waren die Architekten Chaix et Morel / JSWD, die als Landmarke des neuen ThyssenKrupp Quartiers das innovative Headquarter entwarfen. Die Innovation setzte sich neben Funktion und Gestaltung auch in den Konzepten der Tragwerksplanung fort, die das Grundthema des Konzerns - Stahl - in vielfältiger Weise interpretierten. So wurden nahezu alle Stützen des Gebäudes als Verbundkonstruktion konzipiert. Gleichermaßen wurde das Tragwerk von Bauwerksbrücken mit integrierten Stahlfachwerken entworfen. Letztlich sind Erschließungsbrücken und Kommunikationsplattformen in sehr schlanker Stahlkonstruktion ausgeführt worden.

ThyssenKrupp Headquarter in Composite Construction. With the decision to concentrate several administrative sites on the historic ground of the Krupp concern in Essen, new buildings for the administration became necessary. Its urbanistic and architectural definition was found within the scope of an international competition, in which the architects Chaix et Morel / JSWD came out ahead and designed the innovative Headquarter as a landmark of the new ThyssenKrupp Quarters. This innovation was carried on not only in aspects of function and design but also in the planning of structural framework which continues the general theme of the concern - steel - in many ways. Thus, all the columns of the building were designed as a composite construction. Likewise, the frame of the structural bridges was designed with integrated steel frameworks. Finally, access bridges as well as communication platforms were constructed in a very slender steelwork design.

Tragende Bauteile mehrgeschossiger, oberirdischer Parkgaragen mit Einstufung als offene Garagen können bei beschränkter Größe im Grundriss und ausreichender Querbelüftung nichtbrennbar ausgeführt werden (Feuerwiderstandsklasse R0-A). Abhängig von der Art der Fassadenkonstruktion ist die Sicherstellung einer ausreichenden Ventilation rechnerisch oder experimentell nachzuweisen.
Liegen bei Parkgaragen besondere, baurechtlich maßgebende Randbedingungen vor, z. B. bei Parkebenen auf Einkaufszentren oder bei Teilnutzung als Versammlungsstätte, resultieren Anforderungen an den baulichen Brandschutz. Mithilfe von Brandsimulationsberechnungen auf Naturbrandbasis können die Bauteilanforderungen auch für die Stahl-/Verbundbauweise wirtschaftlich beherrschbar umgesetzt werden.

Fire protection in parking garages
Load-bearing elements of multi-storey, above-ground parking garages, classified as open garages, can be executed non-combustible (fire resistance class R0-A), if the floor area is limited and if cross ventilation is sufficient. Depending on the type of façade structure a sufficient ventilation has to be proved numerically or experimentally.
Requirements for structural fire protection may result, if there are special regulations in the building legislation for e. g. parking levels on top of shopping malls or for shared space with assembly rooms. The requirements for structural members can be managed economically with the help of fire simulation calculations based on natural fire, even for steel-/composite structures.

Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kurz zur Vollendung seines 60. Lebensjahres gewidmet
Repräsentative Foyerbereiche stellen durch ihren architektonischen Anspruch hinsichtlich Querschnittsausbildung und Stützenform hohe Anforderungen an die Planung und Ausführung von exponierten, oftmals mehrgeschossigen Stützen. Besonders spannend werden diese Aufgaben, wenn diese Stützen als Lastsammler für aufgehende Geschosse bei gleichzeitiger Vergrößerung des Stützenrasters eingesetzt werden. Im Folgenden wird für das Bauvorhaben Neuer Kanzlerplatz in Bonn die mehrgeschossige Abfangkonstruktion des auskragenden Hochhausteils einschließlich der vier gevouteten Mega-Foyerstützen mit rautenförmigem Grundriss als architektonisches Highlight beschrieben. Dabei werden Besonderheiten in Fertigung, Montage und Brandschutz sowie die Beeinflussung dieser Herstellschritte auf die konstruktive Konzeption und Planung aufgezeigt.

Neuer Kanzlerplatz Bonn with a challenging interception structure
Due to their architectural demands in terms of cross-sectional design and column shape, exposed multi-storey columns in representative foyer areas set high demands on planning and execution. These tasks become particularly exciting when these columns are used as load collectors for rising storeys with simultaneous enlargement of the column grid. In the following, the multi-storey interception structure of the cantilevered part of the high-rise building is described for the building project Neuer Kanzlerplatz in Bonn including the four haunched mega foyer-columns with a rhombic cross-section as an architectural highlight. Special features in fabrication, assembly and fire protection as well as the influence of these production steps on the structural conception and design are explained.

Neue europäische luftfahrtrechtliche Bestimmungen sowie der Wunsch nach einer bedeutenden Verkürzung des Transportweges von Notfallpatienten in die Notaufnahme erforderten am Universitätsklinikum Aachen einen neuen Hubschrauberlandeplatz in exponierter Lage. Eine aufregende architektonische Gestaltung, schwierige Montagerandbedingungen, der Einsatz unterschiedlicher Materialien und Bauarten, wie Stahlbau, Verbundbau, Fertigteilbau, eine Fassade teils aus textiler Bespannung und teils aus aufwändiger Blechkonstruktion, sowie besondere technische Ausstattungen machten das Projekt zu einer interessanten Planungs- und Bauaufgabe.

Helicopter base of Universitätsklinikum Aachen, Germany.
New European aviation regulations and the request for a significant shortening of the transport route of emergency patients in the emergency department required a new helicopter base in a prominent location at the Universitätsklinikum Aachen. The very interesting design and construction tasks are due to an exciting architectural design, difficult assembly conditions, the use of different materials and types of construction such as steel, composite and precast construction, a façade partly from textile fibre and partly out of complex metal sheets as well as special technical facilities.

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Es wird über Entwürfe und Forschungsvorhaben von Leonhardt auf dem Gebiet von Stahlbrücken mit orthotroper Platte, Hängebrücken und Verbundbrücken berichtet. Um die Leistungen von Leonhardt auf diesem Gebiet über mehr als ein halbes Jahrhundert hinweg aufzuzeigen, werden exemplarisch Brücken aus der Frühzeit (1940 bis 1950) - die Rheinbrücken Köln-Rodenkirchen und Köln-Deutz - und aus der späten Schaffensperiode (1985 bis 1995) - z. B. die Mainbrücke Nantenbach - sowie Forschungsarbeiten zu aerodynamisch günstigen Gesamttragwerken und Querschnitten von Hängebrücken und zur Bemessung von Verbundbrücken dargestellt.

Die 170 m weit gespannte Brücke La Cartuja verbindet die Altstadt von Sevilla mit dem Gelände der Weltausstellung 1992. Bei einem internationalen Wettbewerb für Entwurf und Bau dieser Brücke errang ein stählerner Durchlaufträger mit einseitiger Voute und der bemerkenswerten Schlankheit von 1/57 bzw. 1/28 den 1. Preis. Durch Verteilung der Fertigung auf drei Werkstätten und Montage parallel zum Ufer mit anschließendem Eindrehen konnte die Brücke nach einer Bauzeit von nur 12 Monaten dem Verkehr übergeben werden.

Über die Erfahrungen aus Dauerschwingversuchen an Stahlseilen und die Ursachenforschung über Schäden an Seilen von bestehenden Brücken. Darüberhinaus werden die aktuellen Anforderungen für statische und dynamische Nachweise von Seilen im Brückenbau angesprochen.

Die 245 m lange, überdachte Stahlbrücke überführt neben einem Geh- und Radweg auch zwei Gurtfahrsteige über den Mittellandkanal und die Bahnanlagen. Die Brücke wird durch eine V-Stütze und ein Hochdach zwischen dem Kanal und der Bahn geprägt. Der 70 m lange Bereich über der Bahn wurde mit einem 1000-t-Autokran in einer Nachtsperrpause montiert, das 69 m lange Teil über dem Mittellandkanal eingeschwommen und -gehoben. Dadurch konnte die Bauzeit auf 14 Monate beschränkt werden. Es wird über den Entwurf, die Ausschreibung, die Vergabe und den Bau der Brücke sowie über die vertraglichen Besonderheiten beim Bau einer Brücke durch einen privaten Bauherren berichtet.

Die 924 m lange, im Grundriß mit R = 4000 m gekrümmte Tähtiniemi-Brücke überquert den Ruotsalainen-See bei Heinola, Finnland. Die Hauptöffnungen von 127 m und 165 m werden durch eine Schrägkabelbrücke überspannt, während die anderen Stützweiten 35 m bis 70 m betragen. Der 22 m bis 30 m breite durchlaufende Überbau ist als zweistegige Verbundkonstruktion ausgebildet. Die harfenförmig angeordneten Kabel sind Paralleldrahtbündel, der H-förmige Pylon ist aus Beton. Die Stahlkonstruktion des Überbaus wurde von beiden Widerlagern aus eingeschoben - im Bereich der großen Öffnungen auf Jochen. Nach Herstellung der Platte im Pilgerschrittverfahren wurden die Kabel montiert und gespannt. Die Brücke erhielt bei einem 1988 von der Finnischen Straßenbaubehörde ausgelobten Entwurfswettbewerb unter dem Namen "Star of Heinola" den 1. Preis und wurde 1994 mit dem Ingenieurpreis der Finnischen Civil Engineering Association ausgezeichnet.