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Lebenszyklusmanagement für Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur. Entwicklung eines verkehrsträgerübergreifenden, indikatorgestützten Systems

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[Quelle: https://bast.opus.hbz-nrw.de]

Die Leistungsfähigkeit der technischen Infrastruktur spielt für die Wettbewerbsfähigkeit und die gesellschaftliche Entwicklung von Ländern weltweit eine zentrale Rolle. Allerdings ist der Zustand der Infrastruktur in Deutschland unbefriedigend. Es besteht akuter Handlungsbedarf, welcher nicht nur durch höhere Investitionen zu bewältigen ist. Vielmehr braucht es innovative Ansätze im Lebenszyklusmanagement (LzM) der Verkehrsinfrastruktur. Im Rahmen dieses Projektes wurde für die Verkehrsträger Straße, Wasserstraße und Schiene ein verkehrsträgerübergreifendes Konzept für ein indikatorgestütztes LzM-System erarbeitet, wobei sich drei Teilprojekte (TP) unterscheiden lassen. Im TP Objekt wird das Einzelobjekt (z. B. Brücke oder Wehranlagen) als Bauwerk innerhalb eines Netzes und dessen zeitabhängige Zustandsentwicklung betrachtet. Im TP Netz wird die strategische Planung von Prävention-, Unterhalts- und Instandhaltungsmaßnahmen auf der übergeordneten Netzebene behandelt. Eine besondere Herausforderung stellt das TP Schnittstelle, d. h. die Verknüpfung der Netzebene mit der Objektebene dar. Diese Verknüpfung ist eine wichtige Voraussetzung für die Abstimmung strategischer und operativer Maßnahmen im Rahmen des LzM der Verkehrsinfrastrukturbauwerke. Für die Funktionalität des LzM-Systems ist ein einheitliches Bewertungssystem bzgl. des baulichen Zustands und der Verfügbarkeit der Verkehrsbauwerke unabdingbar. Große Herausforderungen stellen dabei der barrierefreie Austausch, die Verarbeitung und die Interpretation der erhobenen Daten von Objekt- auf Netzebene und vice versa dar. Es wurde hierfür ein modularer Prozess entwickelt, dessen Grundstruktur durch zusätzliche Module erweiterbar ist. Der kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP) ist in vier Phasen Plan, Do, Check und Act ausgestaltet (PDCA-Zyklus). Sie dienen der klaren Strukturierung und Trennung zwischen den Planungs- und Ausführungsebenen. In Plan wird festgelegt, welche Ziele verfolgt und wie sie erreicht werden können. Unter Do wird die Ausführung festgelegt. In Check wird die Zielerreichung überprüft und in Act wird auf die Ergebnisse reagiert.

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Bücher, Broschüren

Innsbrucker Bautage 2022
Festschrift zum 60. Geburtstag von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Feix
2022, 479 S., 24 cm, Softcover
Studia

 

 

Die Festschrift anlässlich des 60. Geburtstages von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Feix bietet einen Überblick zu Forschung und Praxis aus dem Fachgebiet konstruktiver Betonbau und einen Einblick in die Forschungsfelder des Arbeitsbereichs für Massivbau und Brückenbau der Universität Innsbruck.

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5. Brückenkolloquium
Fachtagung für Beurteilung, Planung, Bau, Instandhaltung und Betrieb von Brücken
2022, 578 S., 297 mm, Softcover
expert-verlag

 

 

Brückenbauwerke sind unverzichtbarer Bestandteil der Straßenverkehrsinfrastruktur. Sie ermöglichen die Überwindung von Tälern, Gewässern oder anderer Verkehrswege und stellen somit die eigentliche Funktion der überführten Straße sicher. Allein im Netz der Bundesfernstraßen gibt es derzeit 39.928 Brückenbauwerke (Stand 09/2020). Aus einer weiteren Zunahme des Güterverkehrs ergeben sich für einen signifikanten Anteil der bestehenden Brücken Beanspruchungen bis an die Grenze ihrer Leistungsfähigkeit. Der Klimawandel in Verbindung mit einer zu erwartenden Zunahme von Extremwetterlagen stellt neue Herausforderungen. Neben der Verfügbarkeit und Sicherheit werden verstärkt auch Aspekte der Nachhaltigkeit und Resilienz von Verkehrsinfrastrukturen zu betrachten sein. Das Lebenszyklusmanagement von Brücken - von der Planung, Bauausführung, Betrieb, Unterhalt, und Rückbau - ist in wesentlichen Teilen noch von traditionellen eher reaktiv ausgerichteten Strategien geprägt. Die Möglichkeiten der Digitalisierung werden hier bislang nur für Teilprozesse genutzt. Im Kontext einer rasant fortschreitenden digitalen Transformation ermöglichen neue prädiktiv ausgerichtete Ansätze künftig eine integrierte und lebenszyklusorientierte Betrachtung. Ziel der bewährten Fachtagung zum Brückenbau ist ein interdisziplinärer Erfahrungs- und Wissensaustausch von Forschern, Planern, Ausführenden, Eigentümern, Betreibern und der Bauwirtschaft zu neuen und innovativen Methoden, Verfahren und Technologien im Brückenbau. Ziel des Brückenkolloquiums ist ein interdisziplinärer Erfahrungs- und Wissensaustausch von Forschern, Planern, Eigentümern, Betreibern und Industrie zu neuen und innovativen Methoden, Verfahren und Technologien. Im Vordergrund stehen deshalb innovative Vorgehensweisen, Verfahren und Baustoffe sowohl für Ersatzneubau im bestehenden Verkehrsnetz als auch für Instandsetzung und Ertüchtigung des Bestands. Ebenso sind Methoden und Verfahren zur Bestandsanalyse und -bewertung, zur Ermittlung von Zustand, Zuverlässigkeit und Restnutzungs

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Ingenieurbaukunst 2022
Ingenieurbaukunst - Made in Germany
Made in Germany
2021, 196 S., 130 Farbabb. 300 mm, Softcover
Ernst & Sohn

 

 

Die neue Ausgabe des Jahrbuchs "Ingenieurbaukunst" präsentiert wieder eine Auswahl der wichtigsten aktuellen Bauwerke "Made in Germany" und diskutiert die Zukunft des Planens und Bauens. Herausgegeben von der Bundesingenieurkammer werden damit die Leistungen des deutschen Bauingenieurwesens dokumentiert. Aktuelle Bauwerke und Diskussionsthemen werden von einem unabhängigen Beirat ausgewählt. Die beteiligten IngenieurInnen beschreiben die bautechnischen Herausforderungen und erläutern die konkreten Lösungen bei Planung und Ausführung. Das Jahrbuch Ingenieurbaukunst 2022 ist damit einerseits wieder eine Schaubühne der Spitzenleistungen des Bauingenieurwesens und andererseits ein Forum für aktuelle Debatten rund um das Planen und Bauen, diesmal insbesondere zu Kreislaufwirtschaft und Bestandsbau, aber auch klimaangepasstes Bauen oder künstliche Intelligenz.

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Johann Clopath, Jürg Conzett, Andreas Kessler, Peter Gysi, Martin Krause
Der Gerüstbauer Richard Coray (1869-1946)
Gerüste für Brücken und Viadukte
2021, 448 S., ca. 30 farbige und 500 s/w-Abbildungen. 27 x 30 cm, Hardcover
Scheidegger & Spiess

 

 

Die Brücken der Rhätischen Bahn über die Bäche und Flüsse Graubündens sind weltberühmt. Die waghalsigen Konstruktionen beispielsweise der Viadukte von Solis, Wiesen und Langwies sind Reiseziele für Eisenbahnfreunde und Bauingenieurinnen aus zahlreichen Ländern. Die zu ihrem Bau erforderlichen Lehrgerüste hat der aus dem bündnerischen Trin stammende Zimmermann, Techniker und Brückenexperte Richard Coray (1869-1946) entworfen, dessen Name bereits vor hundert Jahren in Fachkreisen weltweit ein Begriff war. Das Buch ist nun die längst überfällige große Hommage an diesen Großmeister des Ingenieurbaus, die sein Schaffen auch einem breiteren Publikum nahebringen will. Biografische Kapitel zeichnen den Lebensweg Corays vom Bauernsohn zum Gerüstbauer von Weltruf nach. Vor allem aber dokumentiert der Band in Hunderten von historischen Fotografien, Plänen und Dokumenten den Bau, die konstruktiven Grundtechniken und die oft abenteuerlichen Umstände, unter denen Corays Lehrgerüste und Seilriesen als - naturgemäß ephemere - Meisterwerke des Brückenbaus entstanden sind. Neben den Gerüstbauten für die Rhätische Bahn zählen dazu insbesondere auch das Gerüst für die legendäre Salginatobelbrücke (1929) im Prättigau, aber auch zahlreiche weitere in der Schweiz, in Montenegro und Kleinasien. Eine Galerie mit Bildern von akribisch nachgebauten Modellen von Corays atemberaubenden Gerüsten führt deren ungebrochen anhaltende Faszination vor Augen.

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Eric Kirpal
Verfahren zur Beurteilung der Schadensumfangs- und Zustandsentwicklung vorgespannter Brückenbauwerke
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 88
2021, 268 S., graph. Darst. 240 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

Die Bereitstellung einer sicheren und zuverlässigen Infrastruktur beruht auf dem bestmöglichen Erhalt der bestehenden Verkehrswege und derer Bauwerke. Um dem Abfall der Bausubstanz infolge des fortgeschrittenen Alters des Brückenbestandes sowie der stetig zunehmenden Beanspruchung durch Straßengüterverkehr entgegenwirken zu können, ist eine regelmäßige Prüfung der Bauwerke zur Feststellung deren Zustandes erforderlich. Die permanente Beaufschlagung mit Feuchtigkeit und Chloriden sowie die hohe verkehrliche Auslastung füh-ren zu einer intensiven korrosiven und ermüdungswirksamen Beanspruchung der Spannbe-wehrung, welche infolge der langen Nutzungsdauern von Brücken beträchtliche Auswirkun-gen auf die Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit haben kann. Die Kenntnis über stattfin-dende Schädigungsprozesse und deren Einfluss auf die Entwicklung des Systemverhaltens ist daher von maßgebender Bedeutung für den Erhalt des Bestandes. Modelle zur Beschrei-bung von Schädigungsvorgängen berücksichtigen eine Vielzahl an Einflussparametern, Abhängigkeiten sowie Streuungen und erlauben, den Schädigungsfortschritt gemäß der für Bau-werke vorliegenden Expositionsbedingungen individuell zu ermitteln. Mittels aus Schädi-gungsmodellen abgeleiteten korrosionsbedingten Abtragsraten und ermüdungsbedingten Materialdegradationen sowie computergestützter Nachrechnungen können die Auswirkun-gen von Korrosion und Ermüdung auf Tragwerke bestimmt und Restnutzungsdauern durch Gegenüberstellung simulierter Systemantworten mit normativ festgelegten Grenzzuständen prognostiziert werden. Eine zunehmend genauere Berücksichtigung von Schädigungsauswir-kungen erfordert jedoch auch eine stetige Verbesserung und Erweiterung etablierter Simula-tions- und Bemessungsverfahren. Zur Ableitung schädigungsbedingter Auswirkungen auf das Tragverhalten wird ein numeri-sches Modell eines vorgespannten Trägers erstellt, mittels welchem typische Beanspru-chungszustände abgebildet und Veränderungen der Systemantwort unter zeitabhängigen Schädigungsvorgängen unters

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
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M. L. Ruiz Ripoll, A. Stolz
Verbundprojekt "Schutz kritischer Brücken und Tunnel" (SKRIBT Plus) - Teilvorhaben: Bewertung terroristischer Bedrohungen. Abschlussbericht
Bauforschung Fraunhofer EMI, Band 4
2015, 51 S., Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen des Projekts SKRIBTPlus wurden Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen mit einem "all-hazard"-Ansatz bewertet. Aufgabe des Fraunhofer EMI war es, terroristische Bedrohungen zu bewerten. Im Rahmen der Untersuchungen konnte vom Fraunhofer EMI der Einfluss der statischen Vorlast auf die Schädigung infolge einer Explosion für Nah- und Fernfeldereignisse ausgearbeitet werden. Zudem wurde für Tunnel ein Bewertungsmodell hergeleitet, welches es erlaubt, die Auswirkungen auf die Tunnelstruktur unter Berücksichtigung der Bodenbettung zu erfassen. Diese Information stellen essentielle Eingangsparameter zur Durchführung einer weitergehenden Risikoanalyse dar.

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Konrad Zilch, Markus Hennecke
Anwendung hochfesten Betons im Brückenbau. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2845
1998, 94 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit der Richtlinie für hochfesten Beton des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton liegen die notwendigen technischen Regelungen für den Stahlbetonbau vor. Für den Spannbetonbau, der sein wesentliches Anwendungsgebiet im Brückenbau hat, gibt es bisher noch keine Regelwerke. Damit ergab sich die Notwendigkeit, entsprechende Regelungen zu formulieren. Es wurden daher technische Regelungen entwickelt, die sich an das Normenkonzept von DIN 4227 Teil 1 orientieren. Die Intention, das alte Konzept dieser Norm aufzugreifen, bestand darin, die Akzeptanz von Hochleistungsbeton zu fördern und den neuen Baustoff mit vertrauten Regelungen einzuführen. Zur Erweiterung von DIN 4227 Teil 1 auf den hochfesten Beton wurden alle Regelungen auf die Übertragbarkeit auf den hochfesten Beton untersucht. Die Fortschreibung von Grenzwerten für Betonspannungswerte orientierte sich an dem Anstieg der jeweiligen Materialfestigkeiten. Um das vorhandene Sicherheitsniveau beizubehalten, wurden die zulässigen Spannungen für die genormten Festigkeitsklassen in Bezug auf ihre Korrelation mit den entsprechenden Festigkeitswerten untersucht. Anhand der dabei gefundenen Zusammenhänge wurden die Werte extrapoliert. Auch wenn DIN 1045-1 auf moderneren Bemessungskonzepten beruht, so bietet das vorliegende Ergebnis die Möglichkeit, Vergleichsrechnungen zwischen DIN 1045-1 und DIN 1045 bzw. DIN 4227 Teil 1 zu führen.

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Dieter Sengler, Gerhard Werner
Dokumentation und Ermittlung realitaetsbezogener und bauart-spezifischer Unterhaltskosten von Holzbruecken. Schlussbericht
1986, 120 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zusammenfassender Bericht der mehrteiligen Forschungsarbeit. 1. Auswahl der untersuchten Brueckenbauwerke; Ergebnisse der Untersuchung; 2. Brueckenverzeichnis 3. Rechnerische Auswertung und Beurteilung der Ergebnisse durch die FMPA-Baden-Wuerttemberg, Otto Graf Institut. 4. Dokumentationsblaetter und Fotonachweis der untersuchten Holzbruecken. (fb)

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G. Neroth
Spaetschaeden an Spannbetonbauteilen - Prophylaxe, Frueherkennung, Behebung. Schlussbericht zu 2.1.4: Chloridbestimmungsmethoden. Vorschlaege fuer die praktische Anwendung
1983, 13 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es werden Vorschlaege unterbreitet, wie der Chloridgehalt von Cl(-)-beaufschlagten Betonbauteilen, insbesondere Strassenbruecken, bestimmt werden sollte. Neben der Festlegung der Entnahmestellen und der Wahl eines geeigneten Probenahmeverfahrens werden die quantitative Analyse mit der potentiometrischen Titration sowie Schnellverfahren zur Cl(-)-Bestimmung behandelt. Abschliessend wird ueber die zur Zeit gueltigen Beurteilungskriterien und zusaetzlich zur Chloridanalyse durchzufuehrende Untersuchungen berichtet. (-z-)

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T. Seeger, B. Melber
Schallgedaempfte Stahlkonstruktionen im Brueckenbau
1980, 43 S., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Ziel der Untersuchungen an den Eisenbahnbruecken ueber die Ilmenau in Bienenbuettel und der dazugehoerigen Laboruntersuchungen ist es, durch schalldaempfende Verbundsysteme und durch Entwicklung laermarmer Ausgangskonstruktionen die Eisenbahnbruecke aus Stahl so leise wie die freie Strecke zu machen. Am Neuprojekt der Bienenbuetteler Bruecke werden zum einen die Erfahrungen bei der Integration von Beschichtungsmassnahmen in den Fertigungsablauf beim Brueckenbau gewonnen, zum anderen Aussagen zum akustischen Verhalten einer geaenderten Brueckenkonstruktion gemacht. (to)

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Jacob-Freitag, Susanne
Trogbrücke mit Versprung. Z-Form, die verbindet
Deutsches Ingenieurblatt, 2022

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Wedel, Frederik; Opitz, Daniel; Tiedemann, Christoph; Meyer-Westphal, Markus
Das 3-D-Modell als Grundlage des digitalen Zwillings
Bautechnik, 2022

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Pitters, Sarah; Wenner, Marc; Marx, Steffen; Diehl, Heiko; Liu, Jia
Neubewertung der Gleis-Tragwerks-Interaktion einer Bestandsbrücke. Untersuchung von alternativen Oberbauausbildungen zur Einsparung von Schienenauszügen auf der Fuldatalbrücke Kragenhof. Teil 2
EI Der Eisenbahningenieur, 2022

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Taraben, Jakob; Helmrich, Marcel; Morgenthal, Guido
Datenmodelle für digitale Zwillinge von Brücken und bildbasierte Zustandsaufnahmen
Bautechnik, 2022

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May, Ilka; Rösner, Christine
Skalierbare Technologie zur Erstellung von 3-D Digital Twins für Bestandsbrücken
Bautechnik, 2022

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Highlights aus dem Programm 2022