Bautechnik最新文献

Zwei historiografische Kurzskizzen führen in die Begrifflichkeiten von Instandsetzung, Zustands- und Tragfähigkeitsbewertung zwischen 1700 und 2010 ein und werfen einen Blick auf die Entwicklung des Nachrechnens von Brückenbeständen. Anhand von Projektskizzen werden die versteckten Sicherheiten von bestehenden Straßenbrücken herausgearbeitet und Vorgehensweisen zur Erzielung leistungsfähiger Bauwerksertüchtigungen abgeleitet. Reale objektspezifische Verkehrslastmodelle, messwertkalibrierte Tragwerksanalysen und additive und zerstörungsarme Verstärkungsmethoden stehen dabei im Mittelpunkt. Einige kritische Anmerkungen zu Planungsbeschleunigungen und dem derzeitigen Zulassungswesen zusammen mit dem Wunsch, dass sich der Brückenbau im gemeinsamen Leitziel „Verkehr“ wiederfinden möge, weiten die Defintion der Ertüchtigung ganzheitlich auf und bieten so die Chance, eine Diskussion über den sinnvollen Umgang mit Bestandsbrücken im Zuge unserer Straßeninfrastruktur anzuregen.

Schraubfundamente werden in der Geotechnik oftmals mit leichten Konstruktionen in Verbindung gebracht und sind weltweit als Gründungselement von Photovoltaikanlagen etabliert. Derzeit werden größere Bauformen der Schraubfundamente entwickelt und im Rahmen von Pilotprojekten erprobt. Diese Schraubfundamente weisen mit ca. 406 mm etwa den vierfachen Rohrdurchmesser der kleinen Bauform auf und sind damit als Pfahlgründung einzustufen und zu bemessen. Im Gegensatz zu konventionellen Rammrohren werden die Schraubfundamente erschütterungsfrei in den Boden eingedreht. Es liegt nahe, dass die Gründungselemente dort zum Einsatz kommen sollen, wo besonders auf Geräusch- und Erschütterungsemissionen geachtet werden muss. Beispielsweise als Gründungselement von Schallschutzwänden im Rahmen des Sonderprogramms Lärmsanierung Mittelrheintal. Das Pilotprojekt der Deutschen Bahn wird im vorliegenden Beitrag vorgestellt, Hinweise zur Bemessung der großen Schraubfundamente gegeben und die Vorteile des innovativen Gründungssystems aufgezeigt.

Der Stabilitätsnachweis von schlanken, auf Biegung um die starke Achse beanspruchten Holzträgern kann mit einer nichtlinearen Computerberechnung oder nach dem Ersatzstabverfahren erfolgen. Allerdings, im Vergleich zu einem numerischen Querschnittsnachweis nach Theorie 2. Ordnung mit Ersatzimperfektionen, führt der Bauteilnachweis für Biegedrillknicken nach dem Ersatzstabverfahren mit Reduktionsfaktoren nach den derzeitigen Regeln zu unterschiedlichen Ergebnissen. Im vorliegenden Beitrag werden beide Nachweisverfahren näher untersucht. Im ersten Teil wurde ein mechanisch konsistenter Ansatz für Knickkurven des Biegeknickens und Biegedrillknickens unter Verwendung eines geeigneten eigenformaffinen Imperfektionsansatzes vorgestellt, dessen Ergebnisse mit einer geometrisch nichtlinearen Berechnung nach Theorie 2. Ordnung übereinstimmen. Es wurde dargelegt, dass auch die Effekte aus Plastizierung berücksichtigt werden können. In diesem zweiten Teil des Beitrags wird über Ergebnisse von Biegedrillknickversuchen an Brettschichtholzträgern mit weitestgehend idealen Randbedingungen und richtungstreuer Lasteinleitung berichtet. Daraus können weitere Imperfektionsgrößen bestätigt oder modifiziert werden, mit denen der hier vorgestellte Knickkurvenansatz für das Biegedrillknicken bedient werden kann.

Im Zusammenhang mit der Modernisierung und Revitalisierung von Bestandsbauwerken sind zunehmend komplexe Aufgabenstellungen wie z. B. die Wiedernutzung von vorhandenen Gründungskörpern zu bearbeiten. In der Vergangenheit wurden bspw. in Frankfurt am Main verschiedene Vorhaben realisiert, bei denen Bestandsbauwerke nach Teilabbruch kraftschlüssig mit einem Neubau verbunden wurden. In einem Forschungsvorhaben wurden umfangreiche Untersuchungen zum Langzeitverformungsverhalten von Gründungen unter Wechselbeanspruchungen, wie sie u. a. bei teilweisem Abbruch und Wiederaufbau auftreten, durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurde u. a. auf über mehrere Jahrzehnte reichende Messungen an Hochhausgründungen in Frankfurt am Main zurückgegriffen und das zeitabhängige Materialverhalten der überkonsolidierten tertiären Frankfurter Tone in einem umfassenden Laborprogramm untersucht sowie numerische Studien durchgeführt. Mit einer numerischen Parameterstudie wurden u. a. die Auswirkungen von Wechselbeanspruchungen, Konsolidation und Kriechen auf die Lastverteilung zwischen Pfählen und Fundamentplatte von Kombinierten Pfahl-Plattengründungen (KPP) sowie auf die in der Ingenieurpraxis gebräuchlichen Bemessungskennwerte, nämlich Pfahlfedersteifigkeit und Bettungsmodul, untersucht. In diesem Beitrag werden zum einen im Rahmen der Parameterstudie gewonnene Erkenntnisse zusammengefasst und zum anderen die Projekte Park Tower und Leo in Frankfurt am Main vorgestellt.

Aktuelle Untersuchungen zum Thema Steinschlagschutzverbauungen konzentrieren sich i. d. R. auf mittlere bis hohe Einwirkungsenergien. Für flexible Steinschlagschutzzäune existieren bereits Systeme mit einer Energieaufnahmefähigkeit in einer Größenordnung bis ca. 10.000 kJ. In vielen Regionen ist die Stein- und Blockschlaggefahr aber oft mit deutlich geringeren Energien verbunden. Dies ist insbesondere entlang von Infrastruktur wie Verkehrswegen der Fall. Die Bayerische Staatsbauverwaltung hat demzufolge Drahtzäune als Abrollschutz im Einsatz, welche explizit den Bereich mit einer Energieaufnahmefähigkeit bis 60 kJ abdecken. Die Drahtzäune bestehen aus handelsüblichen und bei entsprechenden Fachfirmen lagernden Komponenten und wurden durch die Zentralstelle Ingenieurbauwerke und Georisiken (ZIG) mit einer Bauhöhe von 2,30 m in einem Steinbruch nahe Passau getestet. Während der Versuche wurden von der Universität Innsbruck, Arbeitsbereich Geotechnik, die maßgeblichen Seilkräfte gemessen und die Kinematik der Versuchsblöcke über Videoanalysen ausgewertet. Der Beitrag beschreibt die Konstruktionsdetails des Drahtzauns, die Randbedingungen der 1 : 1-Belastungsversuche, die Auswertung der Messdaten sowie die weiteren Erkenntnisse für die Ausführung. Zusätzlich wird der zeitliche Verlauf der Kräfte bei der Bestimmung der Bemessungseinwirkungen auf Verankerungen bzw. Fundationen untersucht.

Langsame Großmassenbewegungen (SMLS) mit typischen jährlichen Bewegungsraten im Bereich von wenigen mm bis mehreren dm und Volumina von einigen 100.000 bis mehreren 100 Mio. m³ kommen im alpinen Raum sehr häufig vor und beeinflussen in vielen Fällen Siedlungsräume, Infrastrukturobjekte wie Straßen, Brücken, Tunnelbauwerke, aber auch Wasserspeicheranlagen, Schutzbauwerke etc. Während im Falle kleinerer Massenbewegungen durch den Einbau von geeigneten Stütz- und Sicherungsmaßnahmen den gültigen Richtlinien und Normen entsprechende Standsicherheiten nachgewiesen werden können, ist dies für große Massenbewegungen sowohl aus technischen wie auch aus wirtschaftlichen Gründen in vielen Fällen nicht möglich. Im gegenständlichen Beitrag werden alternative Nachweisprozedere und Beurteilungsmethoden für Bauwerke in derartigen langsamen Großmassenbewegungen vorgestellt, aber auch auf offene Fragen und Diskrepanzen zu den Forderungen in den gültigen Normen und Richtlinien eingegangen. Aufbauend auf den bisherigen Erfahrungen mit Praxisbeispielen werden in Abhängigkeit von der Änderung der Sicherheitszahl ΔFOS, den Änderungen von Bewegungsraten, von Sensitivitätsanalysen und der Beobachtungsmethode gezielte Beurteilungskriterien für eine Einschätzung der Nutzbarkeit von Siedlungsbereichen und baulichen Anlagen in SMLS angeführt.

Im Rahmen der Durchführung eines Thermal Integrity Profiling (TIP) wird oft davon gesprochen, dass das Profiling u. a. dazu dient, die Kubatur des erstellten Pfahls zu ermitteln. In den einschlägigen Veröffentlichungen zum TIP wird u. a. auch von Pile Dynamics, Inc. darauf hingewiesen, dass es sich nur um eine Abschätzung der Betondeckung bzw. des Überbetons während der Pfahlherstellung handelt. Insbesondere wird in diesem Fall davon ausgegangen, dass das verbaute Betonvolumen ebenfalls monitort werden muss, um dies den Messergebnissen entgegenzusetzen. Dies allein reicht jedoch aus Sicht der Autoren nicht, um einen fundierten Rückschluss auf die Pfahlkubatur aus den Temperaturaufzeichnungen zu ziehen. Insbesondre bei Sonderformen erscheint dieses Vorgehen als problematisch. Im Rahmen des 17. Hans-Lorenz-Symposiums 2023 an der Technischen Universität Berlin wurden erste „Neue Erkenntnisse zum Thermal Integrity Profiling (TIP) an tiefen Pfählen mit Sonderformen“ vorgestellt. Diese Erkenntnisse wurden im Rahmen weiterer Untersuchungen unter Anwendung der kommerziellen Software COMSOL Multiphysics ausgebaut und werden im Folgenden näher dargelegt. Im Ergebnis bleibt festzustellen, dass die Einflussfaktoren derart vielfältig sind, dass selbst bei deren Berücksichtigung nicht auf den Durchmesser rückgeschlossen werden kann. Dies wird durch die Autoren im Folgenden dezidiert vorgestellt.

Der Arbeitskreis „Baugruben“ der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (DGGT) veröffentlicht seit 1968 regelmäßig Empfehlungen für die Berechnung, Bemessung und Konstruktion von Baugrubenumschließungen. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über die aktuellen Diskussionen im Arbeitskreis. Im vergangenen Jahr erfolgte hauptsächlich die Mitwirkung bei der Kommentierung der Entwürfe des neuen Eurocode 7. Ein weiterer Schwerpunkt war die Überarbeitung der EB 52 „Tragfähigkeit von Steifen“. Zusätzliche Themen waren eine Ergänzung des EC0 aus Sicht der Geotechnik und Bemessungsfragen zum Trägerbohlverbau mit Stützkeil.

Im Beitrag wird die Notwendigkeit der Mindestlängen von Verpressankern von Verbauwänden analysiert. Der zugehörige Nachweis der erforderlichen Ankerlänge soll nach aktueller Normung mit dem Nachweis der Standsicherheit in der tiefen Gleitfuge geführt werden. Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode (FEM) sind nicht vorgesehen. Die zukünftig europaweit gültige Normung wird absehbar zu einem verstärkten Einsatz der FEM bei Standsicherheitsnachweisen führen, ohne dass alle Einzelheiten zu diesen Nachweisen bereits festgelegt wurden. Der Nachweis der erforderlichen Ankerlänge einfach rückverankerter Verbauwände mit der FEM wurde bereits systematisch analysiert. Eine schrittweise Reduzierung der Scherparameter des Bodens wurde hier als das am besten geeignete Verfahren identifiziert. Allerdings entspricht dies nicht dem in der aktuellen Normung vorgegebenen Verfahren eines Vergleichs der vorhandenen Ankerkraft mit einer möglichen Ankerkraft aus einer Untersuchung der tiefen Gleitfuge. In dem Beitrag wird anhand eines Beispiels untersucht, ob das Verfahren der schrittweisen Reduzierung der Scherparameter des Bodens auch bei zweifach rückverankerten Verbauwänden zu plausiblen Ergebnissen führt. Eine besondere Bedeutung kommt dabei auch der Ermittlung der Bruchmechanismen im Untergrund zu. Eine Frage ist, ob sich bei einer Variation beider Ankerlängen unterschiedliche Bruchmechanismen einstellen, wie sie sich auch bei den klassischen Verfahren ergeben.