620 Ingenieurwissenschaften
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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.
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.
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.