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Autor(en)TitelZeitschriftAusgabeSeiteRubrik
Bau des Betongartens BUGA 2015 abgeschlossenBautechnik3/2015229Nachrichten

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Holzer, Stefan M.Frühgeschichte des modernen Konstruktionsbetons - Teil 2: Schleusen und DocksBautechnik3/2015230-237Aufsätze

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In Teil 1 der vorliegenden Aufsatzserie wurden die ersten Versuche einer Wiederbelebung der altrömischen Betonbauweise im Hafen- und Molenbau bis hin zur Einrichtung der ersten “Fertigteilfabriken” zur Herstellung von riesigen Betonquadern für den Molenbau in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts besprochen. Im zweiten Teil wird die deutlich später einsetzende, aber wesentlich dichtere und intensivere Entwicklung der Verwendung hydraulischer Mörtel und Mörtel-Stein-Gemische im Schleusenbau dargestellt. Ausgehend von einer Verwendung als reines Dichtungsmaterial für die umschließenden Konstruktionen der Schleusenkammer konnte sich schließlich ein Einsatz des Betons auch für das Tragwerk der Schleuse etablieren, bis hin zu den ersten, monolithisch unter Wasser in Ortbeton hergestellten, ganz aus Beton bestehenden Schleusen um die Mitte des 19. Jahrhunderts. Somit lag um 1850 die Technologie des Betons als fast universell einsetzbares Baumaterial vor - wenn auch noch ohne Bewehrung.

On the early history of modern concrete - Part II: Canal locks and docks
The first part of the present series of articles was dedicated to the roots of the grand revival of concrete during the early modern construction, from first attempts to apply concrete in harbour engineering up to the well-organized field factories for the production of precast concrete blocks for the construction of jetties during the first half of the 19th century. The second part discusses the introduction of cast-in-place concrete construction in the field of canal locks and docks. Although starting only around 1800, this field proved to develop dynamically thoughout Europe, and contributed significantly to establishing concrete as a standard material also for fields outside hydraulic engineering.

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Reaktionen auf die Vollsperrung der Schiersteiner Brücke auf der A643Bautechnik3/2015237Nachrichten

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Andrä, Hans-PeterWas zählt? Festvortrag zur Verleihung des Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreises am 30. Januar 2015 in München.Bautechnik3/2015238-245Essay

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Bautechnik aktuell 3/2015Bautechnik3/2015247-257Bautechnik aktuell

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Deutscher Bautechnik-Tag
am 23.-24.04.2015 in Düsseldorf

Zuschriften

Aus den Hochschulen: Gemeinsamer Masterstudiengang FH Münster/BWI Bau

Rezension: Einführung in Eis-, Schnee- und Lawinenmechanik

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBautechnik3/2015258Veranstaltungskalender

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Inhalt: Beton- und Stahlbetonbau 3/2015Beton- und Stahlbetonbau3/2015Inhalt

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Morgen, KarlBaukultur geht alle anBeton- und Stahlbetonbau3/2015177-178Editorial

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Meier, AndreasDer späte Zwang als unterschätzter - aber maßgebender - Lastfall für die Bemessung - Teil 2: Hinweise für TragwerksplanerBeton- und Stahlbetonbau3/2015179-190Fachthemen

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In den letzten Jahren wurde häufig (u. a. in [1], dem Teil 1 dieses Beitrags) auf die Thematik des zu bemessenden Zeitpunkts und den Ansatz der effektiven Betonzugfestigkeit fct,eff bei der Ermittlung der rissbreitenbegrenzenden Bewehrungsmenge eingegangen. Nicht zuletzt wurde in [2] eine betontechnologische Betrachtung dieses Themas unter Berücksichtigung der Ansätze des Eurocode 2 [3, 4] vorgenommen.
Da eine abschließende, allgemeingültige Klärung nicht möglich ist, wird in diesem Aufsatz versucht, einige Hinweise zu geben und mögliche Lösungsansätze aufzuzeigen. Die dargestellten Möglichkeiten liegen dabei immer auf der (tragwerks)planerisch “sicheren” Seite, wodurch sie gezwungenerweise nie die wirtschaftlichste Lösung darstellen können.

The late restraint as an underestimated - but authoritative - load case in design. Part 2: Information for structural designers
Over the last few years the design approach for the point in time and the value of the concrete tensile strength effective fct,eff for calculating the amount of reinforcement required for crack control frequently (e.g. in [1]) has been discussed. Not least, in [2] a concrete technology approach of the topic was made taking the Eurocode 2 [3, 4] approaches into account.
Because a final and universal clarification is not possible this paper is intended to provide some indications and identify some solution approaches. The shown possibilities are always on the safe side concerning the structural design. It is thus possible it might not necessarily be the most economical solution.

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Neugebauer, Pia; Zedler, Thomas; Pohl, Sophia; Mark, PeterRissbreitenbegrenzung mit verzinkter BewehrungBeton- und Stahlbetonbau3/2015191-200Fachthemen

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Die für Bauteile aus Konstruktionsbeton nachzuweisende Begrenzung der Rissbreiten dient in der Regel vornehmlich dem Korrosionsschutz der Bewehrung und damit der Erhöhung der Dauerhaftigkeit. Ausführungsbeispiele von Ingenieurbauwerken aus jüngster Vergangenheit haben gezeigt, dass bei Anwendung des EC2 der Nachweis zur Rissbreitenbegrenzung häufig maßgebend für die Bemessung wird. Wird der Korrosionsschutz insofern durch den Einsatz verzinkter Bewehrung erreicht, könnten die daher rührenden Anforderungen an die Rissbreitenbegrenzung aus technischer Sicht eine Abminderung erfahren. Klaffende Risse sind jedoch in jedem Fall zu vermeiden. In der Literatur dokumentierte Untersuchungen zeigen hierzu, dass die für die Rissbreitenbegrenzung ausschlaggebende Verbundwirkung von feuerverzinkter und herkömmlicher Bewehrung nicht als gleichwertig beurteilt werden kann [1]. Eine allgemein gültige Quantifizierung des Unterschieds ist jedoch nicht vorzufinden. Vor diesem Hintergrund wurden von den Autoren eigene experimentelle Untersuchungen zur Verbundwirkung verzinkter Bewehrung durchgeführt, die in dem vorliegenden Beitrag vorgestellt werden. Über deren Auswertung wird im Anschluss ein praxistauglicher Ansatz entwickelt, der der rechnerischen Berücksichtigung verzinkter Bewehrung beim Nachweis der Rissbreitenbegrenzung dient.

Crack limitation with zinc-coated reinforcement
The check of a sufficient crack width limitation is an essential part within the serviceability design of RC structural members. Examples from the recent past have shown that it often gets decisive for the overall reinforcement content in infrastructure projects like tunnels when the design provisions of EC2 are applied. Besides other criteria crack limitations are mainly used to increase the structures durability by protecting the applied reinforcement against corrosion. In case this corrosion protection is given by coating (galvanizing) the rebars with zinc, the corresponding requirements for allowable crack widths could be reduced from a technical point of view. However, excessive cracking has to be prevented in any case. The bond behavior of the reinforcement is the most important issue for keeping crack widths limited. In this regard, studies by other authors, e. g. [1], have identified deviations between regular and zinc-coated rebars, without deriving a quantitative ratio for the different bonding types and bar diameters. Thus, comparative experimental investigations on the bond behavior and the crack limiting effect of zinc-coated to regular reinforcements have been conducted by the authors. Theoretical approaches are derived to describe the different bond behaviors and their effects on the crack width limitation.

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Müll wird zu Strom und Fernwärme - Amager Bakke, KopenhagenBeton- und Stahlbetonbau3/2015200Aktuell

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Krakowski, Waldemar; Empelmann, MartinRissbreitenberechnung bei Flächentragwerken mit beliebig orientierter Bewehrung - Erweiterte Nachweisführung zu DIN EN 1992-1-1/NABeton- und Stahlbetonbau3/2015201-209Fachthemen

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Die Berechnung der Rissbreite von Stabtragwerken entsprechend DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit dem nationalen Anhang führt auf den bekannten und bewährten Ansatz der DIN 1045-1. Der Nachweis gilt gleichermaßen für Bauteile unter Zug- als auch unter Biegebeanspruchung. Wesentliche Kenngrößen wie z. B. die Betonzugfestigkeit, der Stabdurchmesser und der Bewehrungsgrad werden mechanisch konsistent und ausreichend genau berücksichtigt. Für die Anwendung bei Flächentragwerken mit beliebig orientierter Bewehrung (Platten und Scheiben) sind die Angaben in DIN EN 1992-1-1 jedoch nicht ausreichend. Daher wurde im Rahmen von zwei Forschungsvorhaben ein verallgemeinerter Ansatz zur Berechnung der Rissbreiten entwickelt, der die bisherigen Regelungen auch auf Flächentragwerke mit beliebig orientierter Bewehrung erweitert. Im Beitrag werden die Grundlagen der Rissbreitenberechnung bei Flächentragwerken erläutert, ein neuer Ansatz vorgestellt sowie mit zur Verfügung stehenden Versuchsdaten abgeglichen und die Anwendung anhand eines typischen Ingenieurbauwerks aufgezeigt.

Crack width calculation for shell elements
The crack width calculation given in DIN EN 1992-1-1 is based on a tension strut model. Influenced by the main parameters as concrete tensile strength, diameter of reinforcement and reinforcement ratio this approach shows good agreement with test data. But application to shell elements like plates or panels is not possible without modification especially for arbitrary reinforcement orientation to the tensile direction. Therefore an extended approach has been developed for calculating crack widths of shell elements in any case. Based on tests this new approach allows variable application for the analysis of plates in bending and panels in tension. The approach has been checked against test data and other models known from literature. The application is demonstrated on a typical construction.

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Förderpreis Beton 2014Beton- und Stahlbetonbau3/2015209Aktuell

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Schoening, Janna; Hude, Florian; Hegger, JosefHochfeste Bewehrung S 670 in biegebeanspruchten Stahlbetonbauteilen - Vergleich des Riss- und Verbundverhaltens von hochfester und herkömmlicher BewehrungBeton- und Stahlbetonbau3/2015210-219Fachthemen

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Hochfeste Bewehrung S 670 wird seit mehr als zehn Jahren sowohl in der Geotechnik als auch zur Bewehrung von Druckgliedern eingesetzt. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde nun der Einsatz in Biegebauteilen untersucht. Dabei lag das Hauptaugenmerk auf dem Verbundverhalten und der Rissbreitenentwicklung von S 670 sowie dem Vergleich mit herkömmlicher Bewehrung B 500 B bzw. höherfester Bewehrung S 600, die wie S 670 eine hohe bezogene Rippenfläche aufweist.
Neben der Herleitung von Verbundkennwerten und einer Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung wurden Rissbreitenmessungen an Bauteilen durchgeführt und eine mögliche Anpassung der Rissbreitenberechnung nach EN 1992-1-1 diskutiert. In diesem Beitrag werden die wichtigsten Ergebnisse des Forschungsberichts zusammengefasst und ein Vergleich der rechnerischen, numerischen und experimentellen Rissbreiten in Biegebauteilen dargestellt.

High-strength reinforcement in concrete members subjected to bending
High strength reinforcement has been used in geotechnical applications and for structural applications in columns and shear walls for more than 10 years. A recent research program dealt with the application for flexural members. The main topics were the bond behavior and the crack width prediction of S 670 as compared to common reinforcement B 500 B and higher strength reinforcement S 600 which has a similar relative rib area as S 670.
In the project the bond behavior was tested and a bond stress-slip relationship was developed. Further, the crack calculation according to EN 1992-1-1 was adapted. This report gives a summary of the main results of the research report and shows a comparison of the calculated, numerical and experimental results of crack width for different specimen.

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Aktuell: Beton- und Stahlbetonbau 3/2015Beton- und Stahlbetonbau3/2015219Aktuell

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Mündecke, Eric; Mechtcherine, ViktorUntersuchung zum Tragverhalten von zugbeanspruchten Bauteilen aus hochduktilem Beton und StahlbewehrungBeton- und Stahlbetonbau3/2015220-227Fachthemen

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Hochduktiler Beton ist ein mit kurzen Kunststofffasern bewehrter Hochleistungsverbundwerkstoff auf Zementbasis, der unter Zugbelastung eine hohe nichtelastische Verformbarkeit und ein verfestigendes Materialverhalten aufweist. Der alleinige Einsatz von Fasern als Bewehrung ist im konstruktiven Ingenieurbau jedoch auf wenige Anwendungsgebiete beschränkt, sodass in tragenden Bauteilen eine Kombination von hochduktilem Beton und konventioneller Stahlbewehrung erforderlich wird. Das Zusammenwirken beider Bewehrungsarten soll ein günstiges Trag- und Verformungsverhalten von zugbeanspruchten Bauteilen herbeiführen. Die rissüberbrückende Wirkung der Fasern führt dabei zu einer deutlichen Steigerung der Tragfähigkeit und hat durch die geringen Verformungen im Zustand II einen günstigen Einfluss auf die Gebrauchstauglichkeit. Des Weiteren werden durch das Zusammenwirken von Fasern und Stahlbewehrung die Rissbreiten deutlich reduziert und dadurch eine wesentliche Verbesserung der Dauerhaftigkeit erzielt. Um diese Zusammenhänge im bauwerkrelevanten Maßstab nachzuweisen und zu analysieren, wurden einaxiale Bauteilzugversuche durchgeführt, auf deren Basis das globale und lokale Zugtragverhalten der großformatigen Verbundkörper beschrieben werden kann. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen dargestellt und Schlussfolgerungen in Bezug auf die Bemessung und Konstruktion von zugbeanspruchten Stahlbetonbauteilen aus hochduktilem Beton gezogen.

Structural behaviour of steel-bar-reinforced SHCC elements subjected to tensile loading
Strain-hardening cement-based composite (SHCC) is a high-performance cementitious material which exhibits high, non-linear deformation capabilities and strain-hardening behaviour under tensile loading. This behaviour is achieved by utilizing micro-mechanical effects which induce multiple cracking by bridging cracks with polymer fibres. The goal of the research work at hand is to acquire a deeper understanding of the interaction between steel reinforcement and SHCC under tensile loads. The mechanical interrelation between these two materials is governed by the tensile-deformation behaviour of both steel and SHCC and the bond between them as well. The material properties and their combined influence on the global and local deformation behaviour of structural members under tensile load were analysed in order to enable the sustainable, efficient design of structures made of steel-reinforced SHCC (R/SHCC). A series of large-scale uniaxial tension tests was carried out to investigate the influence of the reinforcement ratio on the deformation and cracking behaviour of R/SHCC elements. The results showed that the load bearing-deformation characteristics of the elements under tensile load is governed by the multiple-cracking behaviour of the SHCC after initial cracking. It could be concluded that the multiple cracking of SHCC enhances the load-bearing capacity of the slab in comparison to slabs made of ordinary RC and prevents the development of large cracks, even at low reinforcement ratios.

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Schöllhammer, Daniel; Wimmer, HeinzBemessung von Stahlbetonstützen mittels SmartphoneBeton- und Stahlbetonbau3/2015228-234Berichte

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Durch die zunehmende Verbreitung und Leistungssteigerung von Smartphones und Tablets werden diese vermehrt zu mobilen Hilfsmitteln in der täglichen Planungsarbeit. In einem unlängst publizierten Bericht [1] wurde eine Applikation für die Biege- und Schubbemessung einfacher Träger bzw. Querschnitte präsentiert. In der vorliegenden Publikation wird eine Anwendung zur Bemessung von Stahlbetonstützen am Ersatzstab mit Rechteck-, Kreis- und Kreisringquerschnitten im Normalbetonbereich vorgestellt. Die Berechnung erfolgt iterativ nach Theorie 2. Ordnung mittels des Nennkrümmungsverfahrens. Für die Querschnittsbemessung wird ein NEWTON-Verfahren implementiert, welches auf Basis von Grenzdehnungslagen die Gleichgewichtsaufgabe löst. Für die Betonspannungen wird die Parabel-Rechteck-Verteilung angesetzt. Die Applikation basiert auf dem derzeit gültigen Regelwerk EN 1992-1-1 mit nationalem Anhang (NAD).

Design of Reinforced Beam Columns for mobile applications
The increasing spread and performance of smartphones and tablets make them to mobile tools in everyday planning work. In a recently published report [1] a mobile application was presented which deals with the design of simple RC-beams and -cross sections loaded by shear and bending moment. In our work we extend this for the design of reinforced beam columns, modelled as a fictitious member with rectangular or circular cross sections and normal strength concrete. The analysis is made iteratively considering second order theory and the method of nominal curvature. For the repeated design of the cross section Newton's method is implemented falling back on specific strain distributions which are able to satisfy equilibrium. The stress-strain relation of concrete follows the parabola-rectangular diagram. The application is founded on the currently valid code of practice EN 1992-1-1 and the national application document.

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Beton- und Stahlbetonbau aktuell 3/2015Beton- und Stahlbetonbau3/2015235-240Beton- und Stahlbetonbau aktuell

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Persönliches:
Frank-Ulrich Drexler 60 Jahre

Nachrichten: Ingenieurpreis 2015 verliehen / Bau des Betongartens BUGA 2015 abgeschlossen / VDI setzt auf Digitalisierung der Baubranche

Zuschriften zu: Stefan Polónyi: Zuviel Stahl im Beton? DOI:

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Kongresse - Symposien - Seminare - MessenBeton- und Stahlbetonbau3/2015241-242Veranstaltungskalender

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Content: Geomechanics and Tunnelling 3/2015Geomechanics and Tunnelling3/2015Content

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Thuro, KuroschTBM tunnelling in hard rock and in soil / TVM-Vortrieb in Fest- und LockergesteinenGeomechanics and Tunnelling3/2015182-183Editorial

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News: Geomechanics and Tunnelling 3/2015Geomechanics and Tunnelling3/2015184-190News

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Ceremonial tunnel breakthrough in the Granitztal valley / Feierlicher Tunnelanschlag im Granitztal
TBM start at the Boßler Tunnel / TVM am Boßlertunnel gestartet
Start of excavation of the Imberg Tunnel / Vortriebsbeginn am Tunnel Imberg
Start of the main bores of the Brenner Base Tunnel / Startschuss für die Hauptröhren des Brenner Basistunnels
South drive broken through at the Ceneri Base Tunnel / Südvortriebe am Ceneri-Basistunnel durchgeschlagen
Breakthrough of the second bore at the Gleinalm Tunnel / Durchschlag zweite Röhre Gleinalmtunnel
Complete upgrading of the Karawanken Tunnel agreed / Vollausbau des Karawankentunnels vereinbart
Implenia awarded infrastructure project in Norway / Implenia erhält Infrastrukturprojekt in Norwegen
The 2015 ITA Tunnelling Awards / ITA lobt eigenen Tunnelbaupreis aus
Call for papers - Themes for the next issues of Geomechanics and Tunnelling / Themen für die nächsten Ausgaben der “Geomechanics and Tunnelling”

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Thuro, Kurosch; Wilfing, Lisa; Wieser, Carola; Ellecosta, Peter; Käsling, Heiko; Schneider, EckartHard rock TBM Tunnelling - on the way to a better prognosis? / TBM-Hartgesteinsvortriebe: Auf dem Weg zu einer verbesserten Prognose?Geomechanics and Tunnelling3/2015191-199Topics

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Five universities from Austria, Germany and Switzerland, working intensively together with partners from the industry, client organisations, companies, consultants and TBM manufacturers, have combined to develop a new prognosis model for TBM advance rate and disc wear (the “ALPINE MODEL”). This article presents some new results from the project. Fundamentally, the new model is to be a development of the model from Gehring, which calculates the penetration from the ratio of disc load to uniaxial compression strength. Since this equation was derived from data collected from a limited number of projects in the 1980s, it is of great importance to widen the data base and to establish a standardised process for this purpose. For on-site tests, the “Start-stop-penetration test” is considered the most efficient and suitable method. This test can be carried out with the TBM in the course of tunnelling and thus results in little delay. In addition to the recording of TBM data during the penetration test, detailed geological documentation of the face and the tunnel sides has to be undertaken, accompanied by geomechanical laboratory tests. A large number of such penetration tests have now been carried out on various tunnel projects in order to validate and improve the basic formula. Some of the first results are described in this article. Further themes include the rock mechanical parameters to be used, the influence of the primary stress conditions at the face and the abrasiveness of the rock.
Fünf Universitäten aus Österreich, Deutschland und der Schweiz, die intensive mit Partnern aus der Wirtschaft, Bauherren, Firmen, Ingenieurbüros und TBM Herstellern zusammenarbeiten, entwickeln gemeinsam ein neues Prognosemodell für die TBM Vortriebsleistung und den Rollenmeißel-Verschleiß (das “ALPINE MODEL”). In diesem Artikel werden einige neue Ergebnisse dazu vorgestellt. Grundsätzlich soll das neue Modell wie das zugrunde liegende Modell von Gehring aufgebaut sein, dessen Basis aus der Berechnung der Penetration durch das Verhältnis von Diskenlast und Einaxialer Druckfestigkeit besteht. Nachdem diese Beziehung aus Daten abgeleitet ist, die in 1980er-Jahren aus einer beschränkten Anzahl von Projekten gesammelt wurden, ist es von unmittelbarer Bedeutung, diese Datenbasis auszuweiten und dafür ein Standardverfahren zu etablieren. Für Vor-Ort-Versuche wird der sog. “Start-Stop-Penetrationsversuch” als effizienteste und geeignetste Methode angesehen. Dieser Versuch kann mit der TBM während des Vortriebs durchgeführt werden und führt daher nur zu sehr geringen Vortriebsverzögerungen. Neben der Aufzeichnung der TBM Vortriebsdaten während des Penetrationsversuchs muss eine detaillierte geologische Dokumentation der Ortsbrust und der Laibung sowie felsmechanische Laboruntersuchungen der Gesteine vorgenommen werden. Eine große Anzahl von solchen Penetrationsversuchen wurde bei unterschiedlichen Tunnelprojekten durchgeführt, um die Basis-Formel zu validieren bzw. zu verbessern. Einige erste Ergebnisse werden in diesem Artikel vorgestellt. Andere Themen umfassen die heranzuziehenden felsmechanischen Kennwerte, den Einfluss der Primärspannungsbedingungen an der Ortsbrust und die Abrasivität des Gesteins.

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Schuller, Erik; Galler, Robert; Barwart, Stefan; Wenighofer, RobertThe transparent face - development work to solve problems in mechanized hard rock tunnelling / Die gläserne Ortsbrust - Entwicklungsarbeiten zur Lösung von Fragestellungen rund um maschinelle Vortriebe im FestgesteinGeomechanics and Tunnelling3/2015200-210Topics

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While image-based face documentation is well established in conventional tunnelling, even photogrammetric 3D reconstruction, this technical aid is not available in mechanized tunnelling. In a research project of the Chair of Subsurface Engineering with Geodata GmbH, work is underway to develop an imaging device, which is mounted in the cutterhead of a TBM and takes pictures during the maintenance shift that can be used for a photogrammetric reconstruction of the face. In the present article, the results of the first test images are presented. These were undertaken on a tunnel boring machine on the ÖBB project Koralm Tunnel KAT2 in agreement with the research initiative of the ÖBB-Infrastruktur AG.
Beside the optical imaging of the face, the determination of the load acting on disc cutters is another focus of research at the Chair. The Disc Cutter Load Monitoring (DCLM) system can be used to provide detailed information about the face and its properties affecting excavation with discs, and further forecasts about penetration and tool wear can also be made. The development of the disc cutter load monitoring system is part of the DRAGON project, which is supported by the European Commission under the FP7 Programme. Finally, the small scaled cutting test of the Chair of Subsurface Engineering is presented. This test rig is designed as an addition to conventional hydraulic testing presses and offers the capability of setting penetration and cutting track spacing. The samples used are half cylinders made from drill cores. The first comparison of the test results with those from large-scale cutting tests have shown that the model cutting test delivers results that are well suitable for the forecasting of TBM performance.
Während die bildbasierte Ortsbrustdokumentation bis zur photogrammetrischen 3D-Rekonstruktion in konventionellen Vortrieben gut etabliert ist, fehlt es im maschinellen Tunnelbau an diesen Hilfsmitteln. In einem Forschungsprojekt des Lehrstuhls für Subsurface Engineering mit der Geodata GmbH wird an der Entwicklung einer Aufnahmeeinheit gearbeitet, die im Bohrkopf einer TBM montiert wird und in der Wartungsschicht Bilder von der Ortsbrust aufnimmt, die Grundlage einer photogrammetrischen 3D-Rekonstruktion der Ortsbrust bilden. Im vorliegenden Beitrag werden Ergebnisse erster Testaufnahmen präsentiert, die auf einer Tunnelvortriebsmaschine des ÖBB-Projekts Koralmtunnel KAT2 in Übereinstimmung mit der Forschungsinitiative der ÖBB-Infrastruktur AG vorgenommen wurden.
Neben der optischen Aufnahme der Ortsbrust ist die Schneidkraftermittlung von Diskenmeißeln ein weiterer Forschungsschwerpunkt des Lehrstuhls. Durch den Einsatz eines Disc Cutter Load Monitoring (DCLM) Systems können detaillierte Aussagen über die Ortsbrust und deren Abbaueigenschaften mit Disken als auch weiterführend Prognosen über die Penetration und den Werkzeugverschleiß getätigt werden. Die Entwicklung des Diskenkraftmesssystems erfolgt im Rahmen des DRAGON-Projekts, das von der Europäischen Kommission im Rahmen des FP7 Programms unterstützt wird. Abschließend wird der Modellschneidversuch des Lehrstuhls für Subsurface Engineering präsentiert. Die Versuchseinrichtung ist als Ergänzung für herkömmliche hydraulische Prüfpressen konzipiert und verfügt über die Möglichkeit zur Einstellung von Penetration und Schneidspurabstand. Als Probekörper dienen Halbzylinder, die aus Bohrkernen hergestellt werden. Erste Vergleiche der Versuchsergebnisse mit jenen von großmaßstäblichen Schneidversuchen haben gezeigt, dass der Modellschneidversuch Ergebnisse liefert, die gut für die TBM Leistungsprognose geeignet sind.

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Küpferle, Jakob; Röttger, Arne; Alber, Michael; Theisen, WernerAssessment of the LCPC abrasiveness test from the view of material science / Bewertung des LCPC-Abrasivitätstests aus werkstofftechnischer SichtGeomechanics and Tunnelling3/2015211-220Topics

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The abrasiveness of crushed rock is determined in the design phase of a tunnelling project to estimate the wear on excavation and boring tools, using for example the LCPC abrasiveness test. Considered from the point of view of material science, there are problems with the validity of such an index value since important tribological factors, like for example the internal structure of the sample impeller (size, phase composition) are not considered in the current testing standard (AFNOR P18-579). In this investigation, LCPC tests were performed with impellers of various steels of the same and different hardnesses against two abrasives (Mohs hardness 7, 9) in order to determine the influence of the internal structure and the associated tribo-mechanical properties on the LCPC index value (ABR). In addition to the material hardness required by the standard (60 to 75 HRB ≈ 105 to 140 HV 10 according to DIN EN ISO 18265-2013), sample materials with higher hardness values were also used in order to extend the basis of the LCPC abrasiveness index to these practically applicable material groups. The results make clear that awareness has to be raised regarding the materials used for the LCPC test. An abrasive can be classified differently just by using various materials of the same hardness. In order to obtain reliable and reproducible index values for the abrasiveness of crushed rock, it is necessary to consider the influence of materials in future recommendations for the LCPC.
Die Abrasivität von Lockergestein wird im Rahmen der Planungsphase eines Tunnelbauprojekts zur Abschätzung des Verschleißes an Abbau- und Bohrwerkzeugen bestimmt, beispielsweise durch den LCPC-Abrasivitätstest. Aus werkstofftechnischer Sicht ergeben sich Schwierigkeiten in Bezug auf die Aussagekraft eines solchen Indexwertes, da wichtige tribologische Einflussfaktoren wie z. B. das Gefüge des Prüfflügels (Größe, Phasenzusammensetzung) in der aktuellen Prüfnorm (AFNOR P18-579) nicht berücksichtigt werden. Im Rahmen dieser Untersuchung wurden LCPC-Versuche mit Drehflügeln aus verschiedenen Stählen gleicher und unterschiedlicher Härte gegen zwei Abrasive (Mohshärte 7, 9) durchgeführt, um den Einfluss des Gefüges und den damit verbundenen tribo-mechanischen Eigenschaften der Prüfflügelwerkstoffe auf den LCPC-Indexwert (ABR) zu ermitteln. Neben Werkstoffhärten, die nach Norm gefordert werden (60 bis 75 HRB ≈ 105 bis 140 HV 10 nach DIN EN ISO 18265-2013), fanden auch Prüfwerkstoffe mit höheren Härtewerten Anwendung, um die Datenbasis des LCPC-Abrasivitätsindex auf diese anwendungsnahen Werkstoffgruppen auszuweiten. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass eine Sensibilisierung im Umgang mit dem LCPC-Versuch in Bezug auf die verwendeten Werkstoffe erforderlich ist. Ein Abrasiv lässt sich unterschiedlich klassifizieren, nur durch die Nutzung von verschiedenen Werkstoffen derselben Härte. Um aussagekräftige und reproduzierbare Indexwerte für die Abrasivität von Lockergestein bestimmen zu können, ist es notwendig, werkstofftechnische Einflüsse in zukünftigen Empfehlungen für den LCPC-Versuch zu berücksichtigen.

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