FB3 Bauingenieurwesen
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Structural Health Monitoring (SHM) of civil engineering structures is experiencing an increasing progress in the last decades. The present work focuses on the static behavior of a highway bridge due to environmental temperature effects. The goal of the present study was to test the applicability of the satellite-based synthetic aperture radar interferometry (InSAR) for deformation monitoring of a large, curved highway bridge and to compare the obtained results with alternative measurement techniques like classical geodesy surveying and with an advanced computer simulation. Such a comparison is quite rare and provides an important insight into the accuracy, efficiency and limitations of the InSAR technique in the context of SHM. Especially interesting was the question whether the InSAR technique is suitable for blind monitoring of a cluster of bridges in the region of interest. The present study shows that a pre-knowledge about each structure can be very important for a reliable interpretation of the InSAR measurement results. The second challenge of the study was to overcome several objective difficulties of combining and comparing quite different monitoring techniques that result from different sampling rates, measurement points and other specific features and sensitivities. Nevertheless, a suitable approach has been developed and implemented in the present study for the InSAR and total station measurements, providing new results and important knowledge about novel SHM techniques.
Die Kunst der Diagnose
(2023)
The study included six bitumens, one unmodified and five modified, and their corresponding asphalt mixtures. The first bitumen was the base bitumen and further five variants were made by the authors using the same base bitumen and different combinations of modifiers which included styrene-butadiene-styrene (SBS), Fischer–Tropsch wax (FTW), ethylene vinyl acetate (EVA), reactive elastomeric terpolymer (RET), and natural asphalt (NA). The influence on the fatigue life of bitumen and asphalt due to modification, bitumen rheology, preload, water storage, and aging was studied. A new temperature range was developed—the fatigue-relevant temperature range (FRTR) for specifying fatigue test temperatures for bitumen and asphalt. A new methodology that includes preload and water storage was also done to study the active adhesion behavior between bitumen and aggregates and its influence on fatigue life. Overall, modifications showed positive influence on the fatigue behavior of bitumen and asphalt. Variants E (SBS and RET) and F (SBS and NA) showed the greatest positive influence with an increase in the fatigue life by 500% and 210% for bitumen and 200% and 375% for asphalt respectively. With water storage, the fatigue life reduced by 500% for unmodified asphalt and in the range of 333–1350% for modified ones. Due to aging, the fatigue life reduced from 700% for unmodified and between 700% and 2500% for modified asphalt mixtures.
The recommendation is based on the co-authors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF “Spalling of concrete due to fire: testing and modelling”. It aims to provide useful information, guidance and best practices in fire spalling assessment to laboratories that perform large-scale tests based on fire resistance test standards. It provides guidance on the spalling observation techniques during testing, as well as post-test spalling quantification/assessment methods. This document is intended to be used in conjunction with the fire resistance test standards, e.g. EN 1363-1 and ISO 834-1.
The recommendation is based on the co-authors’ work organized by the RILEM TC 256-SPF “Spalling of concrete due to fire: testing and modelling”. The Committee has defined two types of screening tests for characterization of concrete propensity to fire spalling: Material screening tests and Product screening tests. Definitions of both types of tests are given in the paper. The following recommendations apply to Material screening tests. The material screening tests described in these recommendations are a set of minimum requirements to test concrete spalling propensity (for example, the minimal specimen size). This document covers the aspects of concrete characterization, specimen geometries, storage conditions, test methods and measured parameters.
Dieses Fachbuch gibt einen praxisnahen Einblick in die Anforderungen an gegenwärtige und zukünftige Führungskräfte. Hierzu wurden 75 Reflexionsgespräche mit Expert*innen aus wissensintensiven Unternehmen geführt und ausgewertet. Zu den Expert*innen gehören u. a. CEOs, Unternehmer*innen, Führungskräfte unterhalb der Geschäftsführung und Berater*innen aus dem Bereich Managementcoaching. Es wird eine Antwort auf die Frage gegeben, was unter Management als Schlüsselkompetenz gegenwärtig und zukünftig verstanden wird und welche Kompetenzen und Qualifikationen ein erfolgreiches Management auszeichnen. Es werden u.a. folgende Themen beleuchtet: Führung in der Pandemiesituation (Corona 2020/21), Beurteilung Managementpotenziale, Entwicklung von Mitarbeiter*innen, dynamische Fähigkeiten, Führung der jungen Generation (Z), zukünftige Managementkompetenzen und Unternehmensorganisation in der Zukunft. Im letzten Teil werden Gestaltungsempfehlungen präsentiert, die sich mit einem dynamischen Strategieverständnis beschäftigen, Ansätze zur Kompetenzsystematisierung aufzeigen sowie Kriterien für ein Anforderungsprofil für (zukünftige) Führungskräfte verdeutlichen.
Das Buch richtet sich an Managementinteressierte, Führungskräfte und Studierende, die einen Einblick in die Erfahrungswelt erfolgreicher Gestalter*innen und Manager*innen gewinnen wollen. Zu jedem Themenkomplex gibt es Reflexionsfragen, die dabei unterstützen, zu überprüfen, ob das eigene Unternehmen, die eigene Persönlichkeit und die vorhandenen Fähigkeiten mit den Anforderungen an ein zeitgemäßes Management in Einklang stehen.
With the growing awareness of environmental issues, raw earth construction in its various forms is experiencing a renewed interest. In fact, earth is a natural material that limits energy consumption and plays an important role in terms of humidity and temperature regulation. The demand for bio-based building materials and the addition of plant aggregates on earth building bricks is also increasing. This study focuses on the characterization of three unfired commercialized earth adobe bricks with different percentage of plant aggregates. The characterization of the constituents of the different adobe bricks has been first realized by conducting wet sieving tests, sedimentation, Atterberg limit and density tests. The performances of adobe bricks were then investigated and compared in terms of mechanical properties and durability considering freezing-thawing cycles and dry abrasion. The compressive strength is an important property but presents significant variations due to several influencing factors like source, proportion of constituent materials, curing condition, workmanship, in addition to testing procedure. Several specimens have been tested to quantify the compressive strength variability. In addition, as no consensus on the test design and limited data exists on the influence of specimen’s geometry and correlation between testing procedures and mechanical properties, a campaign of unconfined compressive tests has been conducted where several parameters have been varied such as specimen orientation and use of mortar or not. The tensile strength has been also measured with the indirect tensile test method. The effect of freezing thawing cycles was evaluated by subjecting the bricks to unconfined compressive tests after 3, 6, 9 and 12 freezing-thawing cycles. The results show a significant effect of the testing procedure on the compressive strength values. In addition, a decrease in the mechanical properties has been observed for adobe bricks exposed to freezing-thawing cycles.
Aufgrund von starken Belastungen durch den Zugverkehr mussten auf einer Eisenbahnüberführung (EÜ) mit schwierigen betrieblichen und gleisgeometrischen Rahmenbedingungen Schienenstützpunkte (SSP) saniert werden. Die ursprünglich mit dem elastischen Schienenbefestigungssystem ECF (Elastic Clip Fastener) versehenen SSP, welche in den Überhöhungsbereichen mit einem Polymerbeton untergossen sind, wurden durch die Kombination eines von thyssenkrupp speziell entwickelten Präzisionsstahlhöckers (PSH) mit dem Schienenbefestigungssystem ECF ersetzt. In einem Pilotversuch konnten Erkenntnisse über die Wirksamkeit des neuen Systems ermittelt werden.
In vielen Ländern mit hochbelasteten Verkehrsinfrastrukturen ist Bauen mit vorgefertigten Modulen anerkannter Stand der Technik und wird stetig eingesetzt. In der Regel sind es Überbauten mit einem einzelligen Stahlbetonhohlkasten, die, in Segmente aufgeteiltm vor Ort meist im Freivorbau zusammengefügt und mit externen Spanngliedern zusammengespannt werden. Modulbauweisen im Verbundbau sind die Ausnahme, bieten aber gegenüber dem Spannbeton in der Herstellung, beim Transport und der Montage erhebliche Vorteile, da die Fahrbahnsegmente auf die Längsträger einfach aufgelegt werden können. Mit der vorstellten VSM-Bauweise können robuste Überbauten vin Ein- und Mehrfeldbauwerken in kürzester Bauzeit mit geringster Verkehrbehinderung wirtschaftlich realisiert werden.
Im Zuge der Hochwasserschutzmaßnahmen entlang der Salzach wird für die Überführung der Straße von Zell am See nach Kaprun eine neue Brücke mit größerer Stützweite notwendig. Der Ersatzneubau dieser Brücke über die Salzach ist ein Trogbauwerk in Verbundbauweise. In Querrichtung werden π-Platten mit externer Bewehrung gewählt, um eine große Schlankheit und eine schnelle Bauzeit zu ermöglichen. Die externe Bewehrung der Platten wird feuerverzinkt ausgeführt.
Rahmenbrücken in Verbundbauweise werden mit Spannweiten von über 60 m ausgeführt. Bisher wurde der Spannweitenbereich über 40 m aus VFT-Trägern mit geschweißten Trägern realisiert. Walzträger der Güte S460M sind in diesem Spannweitenbereich eine gestalterisch gute Alternative, bergen ein großes Einsparpotenzial im Konstruktionsstahl und bieten eine hohe Flexibilität in Hinblick auf die Schlankheit. Durch die großen Steg- und Flanschdicken sind dei VFT-Träger sehr robust. Der Aufsatz beschreibt die Konstruktion und beleuchtet wirtschaftliche und gestalterische Aspekte von VFT-Trägern aus Walzträgern.
The focus of the summer school was on interdisciplinary cooperation. Students and lecturers from the Potsdam University of the three building studies (Architecture and Urban planning, Civil Engineering and Conservation and Restoration) as well as from the Uzbek side from the fields of Architecture, Civil Engineering and Applied Arts devoted themselves to the building with different tasks. A key project goal was to enable students to perceive, recognize and examine a building through long-term study on the spot under professional guidance from various disciplines. They got to know different approaches to a monument together, to practice different investigation and measurement methods and to discuss and interpret the results obtained.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die Gründungsmotive aller Angehörigen der Fachhochschule Potsdam. Zudem erfolgt ein Einblick in die Fachkulturen Archiv, Bibliothek, Design, Bau, Kulturarbeit, Architektur, soziale Arbeit und Restaurierung. Der Beitrag beruht auf einer im November 2021 bis Januar 2022 durchgeführten Umfrage zuzüglich Gespräche mit ausgewählten Expert*innen. Insgesamt haben 305 Personen an der Untersuchung teilgenommen (Rücklaufquote ca. 7%). Diese Personen können den fünf Fachbereichen Sozial- und Bildungswissenschaften, Stadt/ Bau/ Kultur, Bauingenieurwesen, Design und Informationswissenschaften zugeordnet werden. Es wurden ausschließlich Personen, die bereits selbstständig sind, sich derzeit in der Planung einer Selbstständigkeit befinden oder aber ernsthaft an einer Selbstständigkeit interessiert sind, gebeten, Aussagen zu Gründungsmotiven zu machen (n=176). Die Ergebnisse zeigen, dass die Gründungsmotive Unabhängigkeit und Streben nach eigenverantwortlicher Tätigkeit ohne Vorgesetzte für beide Geschlechter von großer Bedeutung sind. Etwa jeder Zehnte gab an, dass die Selbstständigkeit ihnen helfen würde, Beruf und Familie zu vereinbaren. Unabhängigkeit und Streben nach eigenverantwortlicher Tätigkeit ohne Chef*in wurde von Studierenden und Absolvent*innen am häufigsten genannt, während für Mitarbeitende ebenso Unabhängig, aber auch ihre Erfahrungen in einer Selbstständigkeit zu nutzen relevanter sind. Bezogen auf die einzelnen Fachbereiche werden Unterschiede in der Gründungsmotivation deutlich, wobei über alle Fachbereiche hinweg erneut das Unabhängigkeitsmotiv und das Streben nach einer eigenverantwortlichen Tätigkeit bedeutsam ist. Für die Entwicklung eines tiefergehenden Verständnisses für die jeweilige Fachkultur wurden Gespräche mit Expert*innen geführt. Es wird aufgezeigt, welche Normen, Werte und Erfolgsmaßstäbe für die Fachkulturen „Archiv“, „Bibliothek“, „Design“, „Bau“, „Kulturarbeit“, „Architektur“, „soziale Arbeit“, „Restaurierung“ charakteristisch sind. Es wird reflektiert, welche Bedeutung „Risikobereitschaft“, „Unabhängigkeit“, „freie Entfaltung“, „selbständiges Arbeiten“, „Kreativität“, „Entscheidungen unter Unsicherheit“, „finanzielle Anreize“ in der jeweiligen Fachkultur hat.
Structural assessments of existing older prestressed concrete bridges according to the currently applicable standards and guidelines in Germany generally reveal significant deficiencies in shear reinforcement. Large-scale tests within the scope of research activities commissioned by the Federal Highway Research Institute (BASt) were carried out at TU Dortmund University to analyze the shear load-bearing behavior of continuous prestressed concrete beams in more detail. The Arch Action Model (AAM) was derived from the Simplified Arch Action Model (SAAM) to provide a possible analysis method for determining shear contribution from concrete. Thus, the shear capacity of prestressed beams can be determined in a more realistic manner than using the truss model underlying the current state of standardization. The paper at hand provides information and explanations about the SAAM and AAM with regard to their application to real-world structures for structural bridge assessments.
Integral bridge with RS-Overpass technology : step into the future of standard highway overpasses
(2023)
Starting from Germany, the VFT bridge girder technology (prefabricated composite beam) has spread in several European countries in the last decades as further development of the standard steel-concrete composite solution. Its configuration fits perfectly to integral frame bridges built over existing infrastructure with the scope to minimize the traffic disturbance. In this paper a further development with the focus on cost efficiency in span ranges of 40-55 m is proposed: the RS-Overpass technology. The change consists in using standard rolled sections by adapting them into the integral frame bridge configuration, further enhancing the structural efficiency with the benefits of high-steel strength. The constructive details to achieve the polygonal form have been studied to allow easy fabrication and a maximal clearance height over highway traffic lanes. The RS-Overpass solution is conceived as the economic option of standard highway overpasses, with the aim of a overall construction cost reduction of 5%. The possibility of weathering steel or hot-dip galvanization create the unique offer for a maintenance-free solution.
The introduction of composite dowels (CDs) in Europe at the beginning of the last decade led to the creation of new forms of composite bridges in which a T-profile is used instead of an I-beam. Both the construction and design methods are new [4]. Experiences from the construction of new bridges and discussion between the authors lead to new significant conclusions, which should be included in the new European approval (CEN-TS). The problem of design formulas for concrete dowels is presented.
Composite dowels have opened new possibilities for engineers designing composite structures. The fundamental and most important characteristic of composite dowels is the shape of the cutting line. It is important to understand why only one particular shape of the cutting line is used in bridge engineering, while so many different shapes have been investigated by many researchers. The essential part of the process of developing composite dowels – the development of the shape of the cutting line – is presented in this paper. The influence of the steel web thickness is presented, and technological problems of steel fabrication are highlighted. The role of empirical experience from the first bridges, push-out tests, and finite element simulations is presented. Assumptions for numerical procedures are given. The distinction between the steel failure and concrete failure modes is introduced for composite dowels. The paper presents how the concept of “shape” was divided into “shape,” “ratio,” and finally “size,” and how, because of the fatigue problems in bridges, all the three factors have emerged to result in the form of shapes that can satisfy the requirements for bridges. Research leading to the invention of the first version of the clothoidal shape is presented.
Die Erfindung des Brettschichtholzes durch Otto Hetzer kann zu Recht als Geburtsstunde des Ingenieurholzbaus betrachtet werden. Die Herstellung zusammengesetzter und mittels Leim verbundener Bretter ermöglichte die Herstellung von weitgespannten Holztragwerken bis zu Spannweiten von 40 m. Dadurch wurde der Holzbau wieder konkurrenzfähig gegenüber dem Stahl- und Massivbau. Auch heutzutage existieren noch zahlreiche originalgetreu erhaltene Konstruktionen in Hetzer-Bauweise. Im Sanierungsfall ist eine Einschätzung der Tragfähigkeit erforderlich. Erkenntnisse hierzu können durch Versuche an historischen Bauteilen und Konstruktionen gewonnen werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt derartige Untersuchungen zum Trag- und Verformungsverhalten am Beispiel von historischen Brettschichtholzträgern von 1912, die bis 2017 Teil der Dachkonstruktion eines Schulgebäudes waren. Die Ergebnisse zeigen, dass die historischen Brettschichtholzbauteile auch nach mehr als 100 Jahren Standzeit mit modernem Brettschichtholz vergleichbar sind.
Roads overpassing highways or speedways are rather a common case, as such bridges occur in average every 2 km of highways in densely populated areas. Due to the high number and similar boundary conditions, the design and realization tends to be standardized and repetitive. The total length ranges mostly between 40 and 55 m, whereas the construction height is a limiting factor since minimumclearance heights must be guaranteed both for safety as well as for driving comfort. Due to these reasons, highway overpasses have been a field of application where steel-framed composite decks have proventheir efficiency for this task. Starting from Germany, the VFT technology (prefabricated composite beam) has spread in several European countries in the last decades as further development of the standard steel-concrete composite solution. Its configuration fits perfectly to integral frame bridges built over existing infrastructure with the scope to minimize the traffic disturbance. In this paper a further step is proposed: the VFT-RS technology. The change consists in using standard rolled sections by adapting them into the integral frame bridge configuration, further enhancing the structural efficiency with the benefits of high-steel strength. The possibility of weathering steel or hot-dip galvanization create the unique offer of a maintenance-free solution.