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Überwachungskonzepte im Rahmen der tragfähigkeitsrelevanten Verstärkung von Brückenbauwerken aus Beton

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[Quelle: http://bast.opus.hbz-nrw.de]

Es werden Überwachungskonzepte für tragfähigkeitsrelevante Verstärkungen von Brückenbauwerken aus Beton entwickelt. Die praktische Umsetzung des Konzeptes erfolgt anhand einer Pilotanwendung. Dazu werden die tragfähigkeitsrelevanten Verstärkungsverfahren, die sich in der Praxis bewährt haben, zusammengestellt und hinsichtlich der Anforderungen und Bedingungen für eine geeignete Überwachung analysiert. Daran anschließend werden die für eine Dauerüberwachung von Verstärkungsmaßnahmen geeigneten Sensoren dargestellt und für die wesentlichen Verstärkungsverfahren in Diagrammen zusammengefasst. Den Kernpunkt des Überwachungssystems stellt die Merkmalsextraktion und Diagnose aus den Messdaten dar. Dazu werden das Leistungsspektrum und die Unterschiede physikalischer und nichtphysikalischer Modelle unter Angabe von Vor- und Nachteilen analysiert. Auf dieser Grundlage wird ein geeignetes Überwachungskonzept entwickelt und im Anschluss an der Talbrücke Germinghausen im Zuge der BAB 45 umgesetzt. Die Beurteilung der Funktion und Zuverlässigkeit des Überwachungssystems erfolgt dabei anhand der Wirksamkeit der vorhandenen Stahllaschen, der Effektivität bzw. Wirksamkeit der zusätzlichen externen Vorspannung, des Einflusses der zusätzlichen externen Vorspannung auf die vorhandenen Stahllaschen, sowie der dauerhaften Funktionsfähigkeit der zusätzlichen externen Vorspannung. Die Grundlage der Messdatenanalyse bildet der Vergleich von Messwerten innerhalb definierter Referenzzustände vor und nach der Verstärkung auf Basis der Regressionsanalyse. Insgesamt kann mit der Pilotanwendung gezeigt werden, dass sich das im Vorfeld erarbeitete Konzept unter Berücksichtigung der dargestellten Randbedingungen und vorgenommenen Anpassungen als geeignete Methode zur Überwachung und qualitativen Bewertung der Verstärkungsmaßnahme bewiesen hat.

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Bücher, Broschüren

Kerstin Hausknecht, Thomas Liebich
BIM-Kompendium.
Building Information Modeling als neue Planungsmethode
2., überarb. u. erw. Aufl.
2022, ca. 240 S., zahlr. Abb. u. Tab., Hardcover
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Optische Mängel im Bild, 2. Auflage
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2022, 232 S., 327 farbige Abbildungen. 24 cm, Hardcover
Verlagsgesellschaft Rudolf Müller GmbH &Co. KG

 

 

Gerade bei optischen Mängeln ist die Bewertung schwierig und häufig strittig. Welche optische Abweichung ist bereits ein Mangel? Kann eine Beseitigung oder Nachbesserung verlangt werden? Wie wird ein angemessener Minderwert beziffert? Wann ist ein optischer Mangel als Bagatelle vom Bauherren hinzunehmen? Spätestens bei der Abnahme führen optische Mängel - oft schon kleinste Abweichungen oder Unregelmäßigkeiten - zum Streit. Das Buch ermöglicht durch den katalogartigen Aufbau ein schnelles Nachschlagen und Vergleichen mit eigenen Fällen. Somit hilft es bei der Bewertung und Einschätzung der eigenen Projekte. Im Grundlagen-Kapitel erläutern die Autoren die wichtigsten Hintergründe und bieten differenzierte Bewertungsmaßstäbe und Arbeitshilfen. Die zahlreichen Beispiele aus der Bauausführung sind nach Bauteilen gegliedert. In der 2. Auflage sind 42 neue, interessante Beispiele dazugekommen.

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Michael Peeters
Überwachungskonzepte für Brückenverstärkungen - Notwendigkeit, Grundlagen und messtechnische Umsetzung
Schriftenreihe aus dem Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen, Band 8
2019, 186 S., zahlr. Abb. farbig und s/w. 21 cm, Softcover
TUDpress

 

 

Aufgrund der ungünstigen Entwicklung der Altersstruktur bestehender Brücken und den damit verbundenen Abnutzungserscheinungen und Schäden sowie der stetigen Steigerung der Verkehrsbeanspruchung besteht ein enormer Bedarf für die tragfähigkeitsrelevante Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz. Wie groß die Wirksamkeit und die dauerhafte Funktionsfähigkeit zur Verfügung stehender Verstärkungstechniken ist, kann oftmals jedoch im Rahmen der Bauwerksprüfungen nicht hinlänglich und objektiv überprüft werden. Darüber hinaus müssen die vorhandenen finanziellen Mittel sinnvoll mit Hilfe eines effizienten Erhaltungsmanagements eingesetzt werden. Die Ziele der Arbeit sind zum einen, den Verstärkungsbedarf beziehungsweise die Notwendigkeit zur Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz anhand von vorhandenen Bauwerks- und Schadensdaten grundsätzlich zu untersuchen. Die Analyse erfolgt dabei nicht objektbezogen für einzelne Bauwerke, sondern mit Hilfe von Methoden der Risikobewertung für häufig im Bestand befindliche Bauwerkstypen und Konstruktionsweisen, die repräsentativ für den Brückenbestand sind. Zum anderen besteht die Motivation der Arbeit darin, messtechnisch gestützte Konzepte für die Überwachung tragfähigkeitsrelevanter Verstärkungen von Massivbrücken zu erarbeiten, die der Bewertung der Wirksamkeit und der dauerhaften Funktionsfähigkeit von Verstärkungsmaßnahmen dienen. Dazu erfolgt im Anschluss an die konzeptionelle Entwicklung eine prototypische Implementierung eines Überwachungskonzeptes an einem realen Brückenbauwerk. Die Ergebnisse der Arbeit dienen insbesondere dem Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Planung, Umsetzung und Überwachung zukünftiger Instandsetzungs- und Verstärkungskonzepte für Massivbrücken im Rahmen eines effizienten Erhaltungsmanagements.

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Drohnen - Technik und Recht
bei gewerblicher und behördlicher Nutzung
2018, 577 S., 110 sw-Abb. u. Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Unbemannte Fluggeräte (im Volksmund "Drohnen" genannt) gewinnen aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten immer mehr an Bedeutung. Mithilfe dieser kamerabestückten Luftfahrzeuge lassen sich Gebäudeschäden registrieren, Hochspannungsmasten oder Schornsteine kontrollieren, schädliche Immissionen detektieren, Erntezeitpunkte feststellen oder auch Liegenschaften schützen - und dies alles zu einem Bruchteil der Kosten, die sonst für derartige Aufgaben anfallen. Auch die Ordnungsbehörden haben dieses Mittel für sich entdeckt und kontrollieren damit Veranstaltungen (z.B. Detektion von Hooligans bei Fußballspielen), dokumentieren Tatorte oder spüren Straftätern nach. Ist der Nutzen luftgestützter Ermittlungen durch diese ferngesteuerten Fluggeräte mittlerweile unbestritten, so fokussiert sich die Berichterstattung in den Medien auf weniger rühmliche Vorfälle wie den Überflug von Kernkraftwerken, den Transport von Rauschgift in Gefängnisse, Beinahe-Zusammenstöße mit Flugzeugen oder die Störung von Wahlkämpfen. Nicht selten handelt es sich in solchen Fällen um Fluggeräte, die aufgrund ihres geringen Gewichtes oder aufgrund ihrer nichtgewerblichen Nutzung noch unter die Kategorie Spielzeug fallen, aber durch ihren unsachgemäßen Einsatz Gefahren für die öffentliche Sicherheit und Ordnung heraufbeschwören. Auch wenn über dieses neue Phänomen in den Massenmedien und in Fachzeitschriften berichtet wird, gibt es bis heute kein wissenschaftliches Werk, welches sich sowohl mit den technischen Gegebenheiten dieser Fluggeräte als auch mit den rechtlichen Aspekten ihres Einsatzes befasst. Diese Lücke wird durch das Buch geschlossen.

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Hubertus Kuhlmey, Wolf Thieme
Kostenfalle Hausbau
Bau-Rat
Pfusch vermeiden, Baukosten sparen
8., Aufl.
2017, 134 S., 5 Farbzeichn., 49 Farbabb. 24 cm, Softcover
Blottner

 

 

Der ungleiche Kampf Bauherr gegen Baufirma beginnt in der Regel schon vor der Bauphase: Bauunternehmen und Handwerker haben auf jede Frage bereits eine Antwort und für jeden Mangel eine Ausrede parat. Doch kritisches Hinterfragen ist wichtig, um Pfusch am Bau zu vermeiden. Gut ist es deshalb, in jeder Bauphase mögliche Fallstricke zu kennen. Der Band gibt hier eine Hilfestellung. Die Autoren nennen 72 solche Kostenfallen und ihre Ursachen. Thematisiert wird alles von der Planung der Baugrube bis hin zur Abdichtung, vom Rohbau bis zum Innenausbau, ebenso die Wahl der Baustoffe, Bauteile und Bausysteme. Enthalten ist auch eine Aufstellung wichtiger Ansprechpartner.

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Forschungsberichte

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N. König, C. Philipp, B. Hanisch, K. Ebert, T. Gier, G. vom Bögel, A. Hennig, M. Lörcks
RFID, eine Schlüsseltechnologie für transparente Bauwerkserstellung und nachhaltigen Gebäudebetrieb (RFID-Sensor: Energie-Hygiene-Sicherheit)
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2908
2015, 139 S., zahlr. Abb., Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In dem Projekt stehen die Aspekte der bauphysikalischen Nutzung von Bauteilen und deren Lebenszyklus im Vordergrund. So sollen mit Hilfe der RFID-Sensortechnik dynamische Informationen ?ber den aktuellen Zustand einzelner Bauteile und Bausysteme erfasst und bewertet werden, um auch nach der Bauerstellung in der langj?hrigen Nutzungsphase eine Sicherung der Qualit?t durch ein "Hineinsehen"in die Bauteile mit Hilfe der RFID-Funk- und Sensor-Technik erreichen zu k?nnen.

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Bernd Hillemeier, Horst Scheel
Ortung von Spannstahlbrüchen in metallischen Hüllrohren. Abschlußbericht
Bauforschung, Band T 2827
1998, 140 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Verfahren zur Ortung von Spannstahlbrüchen in metallischen Hüllrohren nutzt den physikalischen Effekt, daß an Bruchstellen remanent magnetisierter Spanndrähte magnetische Streufelder entstehen. Die Spannglieder werden mit einem speziell zu diesem Zweck konstruierten Elektromagneten remanent magnetisiert. Der von den Spanndrahtbrüchen ausgehende magnetische Streufluß kann an der Betonoberfläche mit geeigneten Sensoren nachgewiesen werden. Störsignale erschweren die Interpretation der Meßergebnisse. Der größte Unsicherheitsfaktor bei der Quantifizierung des Schädigungsgrads ist die Bruchweite. Bei normaler Bewehrungslage können Brüche einzelner Spanndrähte bis zu einer Betondeckung nachgewiesen werden, die etwa das Zwanzigfache des Drahtdurchmessers beträgt. Bei sehr dicht und unregelmäßig verlegter Stahlbetonbewehrung verringert sich diese Nachweisgrenze. Vor der eigentlichen Spanndrahtbruchortung müssen die Spannglieder, wenn Abweichungen von dem in den Bauplänen angegebenen Verlauf zu erwarten sind, mit dem Radarverfahren lokalisiert werden. Je nach den baulichen Bedingungen sind unterschiedliche Hilfskonstruktionen erforderlich, um die Detektionsgeräte entlang des Spanngliedverlaufs zu führen. Die Hilfskonstruktionen ermöglichen die Überprüfung der Spannglieder von der oberen, einer seitlichen und der unteren Bauteiloberfläche aus.

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W. Manns, S. Wies
Betonprüfung zur Überwachung von Recyclingzuschlag aus Bauschutt
Bauforschung, Band T 2791
1997, 27 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Bislang wurde keine befriedigende Korrelation zwischen den Eigenschaften eines Zuschlags aus mineralischem Baustoffgemisch (Recyclingzuschlag aus Bauschutt) und der hiermit erzielbaren Betondruckfestigkeit festgestellt. Das bisherige Freigabekriterium einer bauaufsichtlichen Zulassung, die augenscheinliche Ermittlung höherfester Bestandteile (mind. 80 Masseprozent), könnte für Festigkeitsklassen ab B 25 zu Sicherheitsrisiken führen. Daher erschienen Freigabekriterien auf der Basis von Betonprüfungen mit dem Ziel einer hohen Frühfestigkeit erfolgversprechend. Werden Prüfbetone mit einer Zusammensetzung gemäß der in der Arbeit durchgeführten Versuche eingesetzt, kann bereits im Alter von 48 bzw. 24 Stunden sicher beurteilt werden, ob das Recyclingmaterial einen gleichbleibenden Festigkeitsbeitrag liefert. Diese Betonkurzzeitprüfung erscheint insbesondere für Betone mit einer Festigkeitsklasse größer als B 35 geeignet, Sicherheitsrisiken durch schwankende Festigkeitsbeiträge der Recylingzuschläge zu minimieren. Bei Beton der Festigkeitsklasse B 25 sollte über die Notwendigkeit dieser Prüfung im Einzelfall aufgrund der Qualität des Recyclingzuschlags (Ausgangsmaterialien, Herstellung und Aufbereitung) entschieden werden.

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P. Glos, D. Henrici, B. Lederer
Kalibrierung der Betriebs-Biegeprüfung in Holzleimbaubetrieben zur Überprüfung der maschinell sortierten Brettlamellen anhand von nach EN 408 im Labor geprüften Zugprüfkörpern. Abschlußbericht
Forschungsthema: Vergleichende Betrachtungen europäischer Bauprodukten-Normen mit nationalen Bestimmungen.
Bauforschung, Band T 2662
1995, 30 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Mit der Einführung des Eurocode 5 und der zugehörigen europäischen Stoffnormen sowie der beabsichtigten Ergänzung der DIN 1052 ist zunehmend eine maschinelle Sortierung von Schnittholz in Holzleimbaubetrieben und später auch in anderen Produktbereichen zu erwarten. Zur Qualitätssicherung des sortierten Holzes ist eine Biegeprüfung mit einer einfachen Biegeprüfvorrichtung vorgesehen, wie sie in Holzleimbaubetrieben zur routinemäßigen Prüfung von Keilzinkenverbindungen bereits verwendet wird. Da die bisher in Holzleimbaubetrieben eingesetzten Sortiermaschinen die Brettlamellen nach deren Zugfestigkeit sortieren, ist eine Kalibrierung der vorgesehenen Betriebs-Biegeprüfung anhand von im Labor durchgeführten Zugversuchen erforderlich, damit im Rahmen der Qualitätskontrolle geeignete Grenzwerte für die innerbetrieblich bestimmte Biegefestigkeit zur Verfügung steht. Für die Qualitätskontrolle maschinell sortierten Holzes mit der in Holzleimbaubetrieben vorhandenen Biegeprüfeinrichtung werden als Grenzwerte für die Mindestbiegefestigkeit (5%-Fraktilwerte) in den einzelnen Sortierklassen die charakteristischen Biegefestigkeitskennwerte der jeweiligen Festigkeitsklassen nach EN 338 "Bauholz für tragende Zwecke, Festigkeitsklassen" vorgeschlagen.

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A. Rauen
Prüfverfahren zur Wasserstoffversprödung bei Betonzusatzmitteln. Schlußbericht
Bauforschung, Band T 2625
1994, 14 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Vor der Zulassung von Betonzusatzmitteln wird deren Korrosionsunschädlichkeit geprüft. Die bisher in den Zulassungsrichtlinien vorgeschriebene elektrochemische Prüfung beschränkt sich auf den anodischen Korrosionsmechanismus. Schadensfälle an Spannstählen sind jedoch vorwiegend auf den kathodischen Korrosionsmechanismus, d.h. auf den Einfluß von Wasserstoff zurückzuführen. Es wird ein elektrochemisches Prüfverfahren vorgeschlagen, bei dem untersucht wird, ob das Zusatzmittel das Eindringen von Wasserstoff in den Stahl fördert. Die Versuchseinrichtung besteht aus zwei Kammern, die mit verdünnter Natronlauge bzw. mit einer Zementaufschlämmung, welche das Zusatzmittel enthält, gefüllt sind. Die Stahlblech-Trennwand wird von der Seite des Zusatzmittels her kathodisch bis zur Wasserstoffentwicklung polarisiert. Der durch das Stahlblech diffundierende Wasserstoff wird auf der anderen Seite des Stahlblechs oxidiert. Der dabei sich einstellende Strom ist der durchtretenden Wasserstoffmenge proportional. Er stellt ein Maß dar für die Eigenschaft des Betonzusatzmittels, das Eindringen von Wasserstoff in den Stahl zu fördern. Es wurden 12 Zusatzmittel und im Vergleich dazu Lösungen mit Thiocyanat in verschiedenen Konzentrationen geprüft. Thiocyanat stellt den bekanntesten Wasserstoffpromotor dar. Bei diesen Lösungen wurden deutlich höhere Stromstärken gemessen als bei den derzeit zugelassenen Zusatzmitteln.

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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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Bürger, Martin; Harfmann, Thomas; Größbacher, David; Zauner, Gerald
Detektion von Munitionsresten im Bahnkörper durch Multikanal-Georadartechnologie
ETR Eisenbahntechnische Rundschau, 2021

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Bauer, Thomas; Daubner, Marcus; Ziegler, Andreas
Digitalisierung von Planung und Fertigung am Beispiel des Spezialtiefbaus
Bauingenieur, 2021

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Meschke, Günther; Thewes, Markus; König, Markus; Mark, Peter; Freitag, Steffen; Cao, Ba Trung; Obel, Markus; Jodehl, Annika; Vonthron, Andre; Salloum, Yara
Real-time simulations for process steering support. tunnel series: Interaction Modeling in mechanized tunneling, Part 1 (kostenlos)
Tunnel, 2021

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Malewski, Christian; Kollar, Sebastian; Förster, Christian; Spies, Karl-Heinz
"TaMiS" - Talsperren-Monitoring in der Webapp
Gis Business, 2021

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Hesse, Christian; Holste, Karsten; Neumann, Ingo; Esser, Ralf; Geist, Michael
3D HydroMapper - Ein innovatives Messsystem für die Erfassung, Prüfung und das Management von Wasser-Infrastrukturbauwerken (kostenlos)
zfv Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022