Zyklische, handnahe Inspektionen nach DIN 1076 bilden die Datenbasis für die Instandhaltungsplanung unserer Ingenieurbauwerke, die Berechnung von Zustandsnoten erfolgt dabei auf Grundlage erkannter Schäden. Die Dokumentation der Prüfung erfolgt überwiegend im Programmsystem SIB‐BW. Das System sorgt für einen vergleichsweise einheitlichen Bewertungsstandard und ermöglicht in begrenztem Umfang retrospektive und prospektive Betrachtungen für die Instandhaltungsplanung. Neuere Entwicklungen wie BIM oder die in anderen Wirtschaftszweigen etablierte kontinuierliche, sensorbasierte Zustandserfassung bleiben bislang konzeptionell unberücksichtigt. Vor dem Hintergrund der digitalen Transformation stellt sich die Frage, wie sich die etablierte manuelle und die digitale Zustandsbeurteilung sowie BIM‐generierte Daten in eine durchgängige digitale Prozesskette integrieren lassen und welcher Nutzen sich so generieren lässt. Die Hamburg Port Authority (HPA) hat daher das Projekt „smartBridge Hamburg“ initiiert, das prototypisch, anhand der Köhlbrandbrücke in Hamburg das Konzept des digitalen Zwillings pilotiert. Der digitale Zwilling dient dazu, BI‐Modell sowie analoge und elektronische Zustandserfassung konzeptionell zu vereinigen und die über mehrere Schichten aggregierten Daten unterschiedlichsten Nutzergruppen bedarfsgerecht bereitzustellen. Der Beitrag stellt Prämissen und Grundüberlegungen zur Projektinitiierung vor.

No abstract

Semi‐integrale Brücken sind durch die monolithische Verbindung zwischen dem Überbau und den Pfeilern gekennzeichnet. Dadurch beteiligt sich jedes Element des Tragwerks am Abtrag der Verkehrslasten. Gleichzeitig treten durch Temperaturänderungen, Kriechen, Schwinden oder Setzungen große Zwangskräfte auf. Diese Kräfte müssen beim Entwurf der Brücke besonders berücksichtigt werden und sollten durch eine vorteilhafte Verteilung der Steifigkeiten, insbesondere in den Unterbauten, reduziert werden. Der Bau von semi‐integralen Brücken im Rahmen von langen Viadukten ist auch im internationalen Maßstab ein Novum. Um die Risiken im Zusammenhang mit diesem Bauwerkstyp, der noch nicht endgültig normativ geregelt ist, zu reduzieren und um Erfahrungen über die Berechnungsannahmen zu gewinnen, wurde vom Eisenbahnbundesamt eine umfassende Überwachung der Brücken gefordert. In der vorliegenden Untersuchung werden einige Ergebnisse der Langzeitmessungen an der Scherkondetalbrücke vorgestellt. Structural Health Monitoring of the Scherkondetalbrücke: a semi integral concrete railway bridge Semi integral bridges are characterized by the monolithic connection between the superstructure and the piers. Thereby every element of the structure participates to the transfer of forces due to traffic loads. Simultaneously, high constraining forces due to thermal variation, creep, shrinkage or settlements appears. These forces have to be accurately taken into account when designing the bridge and should be reduced through an advantageous distribution of the stiffness, especially in the substructure. The construction of semi integral bridges in the case of long viaducts is an innovation, also on international scale. In order to limit the risks associated with this non‐definitively regulated type of structure and in order to collect experience about the calculation assumptions, the authorities required an extensive monitoring of the bridges. In this paper, a few results of the long‐term measurements on the Scherkondetalbrücke will be presented.

Im Eisenbahnbrückenbau wird der Entwurf des Tragsystems sehr stark von der Gleis‐Tragwerks‐Interaktion geprägt. Im Teil 1 des vorliegenden Beitrags (Heft 2/2016) wurde die historische Entwicklung der Betrachtungsweise des Zusammenwirkens von Gleis und Tragwerk zusammengefasst. Weiterhin wurden die Grundsätze der Modellbildung zur Berechnung der Interaktionseffekte sowie die Interpretation der Berechnungsergebnisse vorgestellt. Im Teil 2 des Beitrags soll näher auf die Nachweisführung und insbesondere auf die Hintergründe der im Regelwerk verankerten Grenzwerte für die Kräfte und Verformungen im Gleis eingegangen werden. Es wird ersichtlich, dass die meisten im aktuellen europäischen Regelwerk gültigen Grenzwerte aus Untersuchungen der 1980er‐Jahre stammen. Eine Überprüfung und gegebenenfalls Anpassung ist dringend erforderlich. Eine Weiterentwicklung der Nachweisführung kann jedoch nur dann erfolgen, wenn die bisher bewährten Ansätze nachvollzogen und beurteilt werden können. Basierend auf einer umfangreichen Recherche wird in diesem Beitrag der Status quo beschrieben und Ansätze für die notwendigen Forschungsarbeiten zusammengetragen. Track‐bridge‐interaction – Part 2: backgrounds of the verification method Track‐bridge‐interaction has a major influence on the structural design of railway bridges. In the first part of this paper (see Vol. 93 (2016), No. 2) a brief overview describing the historical development of the consideration of the interaction effects has been given. Furthermore, basic principles of the calculation model as well as recommendations on how to deal with the results of the calculation has been presented. The aim of the second part of this article is to show the backgrounds of the verification scheme and especially to explain where the limit values for the additional rail stresses and deformations come from. It becomes apparent, that most rules contained in national and international codes are based on investigations carried out in the 1980s. An actualisation and further development of the codes is necessary, but can only be achieved if the well‐proven methods and limits used so far are well understood. This part of the article describes the actual status quo based on a literature research and gives outlines for future research needs.

No abstract

Wegen der großen Brems‐ und Anfahrkräfte sowie der Verbindung der durchgängig verschweißten Schienen mit dem Überbau spielt die Gleis‐Tragwerks‐Interaktion eine maßgebende Rolle beim Entwurf von längeren Eisenbahnbrücken. Ein wesentlicher Parameter beim Nachweis der Längskraftabtragung im Tragwerk ist die Längssteifigkeit der als Festpunkt ausgebildeten Unterbauten. Die horizontale Ersatzfedersteifigkeit, hier Unterbausteifigkeit genannt, wird i. d. R. rechnerisch über ein Pfahlrostmodell ermittelt. Im Fall der Itztalbrücke wurde die quasistatische Unterbausteifigkeit über eine Probebelastung und die „dynamische“ Unterbausteifigkeit über einen Bremsversuch experimentell ermittelt, um die Eingangsparameter für den Nachweis der Schienenspannungen und der Lager zu definieren. Zusätzlich zu den Versuchen wurden 3‐D‐Finite‐Elemente‐Analysen der Tiefgründungssysteme bestehend aus Bohrpfählen, Pfahlkopfplatten und Baugrund durchgeführt. Im Artikel wird die Versuchskonzeption, ‐durchführung und ‐auswertung für beide Versuche vorgestellt. Im Anschluss werden die Ergebnisse der Versuche mit den rechnerischen Prognosen verglichen. Diese Versuche im Realmaßstab ermöglichen wichtige Rückschlüsse auf die Qualität der rechnerischen Prognosen der Gründungsverformung zur Entwicklung eines besseren Verständnisses für das tatsächliche Verhalten des Tragwerks bei dem Längskraftabtrag.

No abstract

Durch den schlechten Zustand vieler älterer Brücken und Änderungen in den Regelwerken ergeben sich häufig Defizite bei der Nachrechnung von Bestandsbrücken nach Nachrechnungsrichtlinie. Für den Fall, dass die erforderliche Bauwerkssicherheit nicht nachgewiesen werden kann, können Bauwerksmessungen zeitlich begrenzt oder als Dauermonitoring durchgeführt werden, um Erkenntnisse über die zeitlich veränderliche Beanspruchung zu gewinnen. Zentral hierfür ist die Ableitung von Zustandsindikatoren für das Bauwerk, die letztendlich den Handlungsbedarf für Betreiber und Ingenieure anzeigen. Im einfachsten Fall wird hierfür z. B. ein Ausnutzungsgrad ermittelt, der allerdings keinen Rückschluss auf das Risiko ermöglicht und streng genommen nur eine binäre Bewertung zulässt. In diesem Beitrag wird daher eine Vorgehensweise erläutert und am Beispiel der Hamburger Köhlbrandbrücke umgesetzt, die es erlaubt, einen Zuverlässigkeitsindex als zeitlich veränderlichen Zustandsindikator bezogen auf den Beulnachweis aus den dynamischen Monitoringdaten abzuleiten.