{"id":185827,"date":"2019-09-17T19:27:17","date_gmt":"2019-09-17T17:27:17","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=185827"},"modified":"2019-09-17T19:27:17","modified_gmt":"2019-09-17T17:27:17","slug":"zustandsbewertung-von-stuetzbauwerken-auf-alpinen-verkehrswegen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/zustandsbewertung-von-stuetzbauwerken-auf-alpinen-verkehrswegen\/","title":{"rendered":"Zustandsbewertung von St\u00fctzbauwerken auf alpinen Verkehrswegen"},"content":{"rendered":"<p>Der Bau von Verkehrswegen in alpinen Regionen ist besonders gefordert: Bei Stra\u00dfen und Schienen sind St\u00fctzbauwerke unumg\u00e4nglich. Dabei gibt es viele Betonw\u00e4nde mit und ohne Erdanker, welche das Erdreich bei Hanglagen oder Einschnitten st\u00fctzen.<\/p>\n<p>Wichtige Verkehrsbauwerke wie Br\u00fccken oder St\u00fctzbauwerke m\u00fcssen laufend begutachtet werden. In \u00d6sterreich ist dies durch die Richtlinien und Vorschriften f\u00fcr das Stra\u00dfenwesen geregelt. Die Inspektion gestaltet sich allerdings schwierig und erfordert die interdisziplin\u00e4re Zusammenarbeit von Ingenieuren aus Bauwesen, Geod\u00e4sie und Messtechnik. Durch Hanglagen sind die St\u00fctzbauwerke oft schwer zug\u00e4nglich. Zudem mangelte es bisweilen an technischen Messinstrumenten sowie Anhalts- und Grenzwerten. Auf Sch\u00e4den und M\u00e4ngel konnte bisher nur durch sichtbare Symptome geschlossen werden.<\/p>\n<h3>Messbare Methoden f\u00fcr Versagensank\u00fcndigung<\/h3>\n<p>Dass der Stand der Kontrolltechnik nicht ausreichend ist, wurde zuletzt an vermehrten Schadensf\u00e4llen an \u00e4lteren St\u00fctzbauwerken offenbar. 2012 brach eine zehn Meter hohe St\u00fctzwand bei der <a href=\"http:\/\/www.schoenberg.tirol.gv.at\/ASFINAG_Mautstelle_Schoenberg\">Mautstation Sch\u00f6nberg<\/a> an der Brennerautobahn ein und forderte ein Menschenleben. Das f\u00fchrte dazu, dass viele W\u00e4nde umfassend nachgerechnet und verbessert wurden. Um neue Herangehensweisen zu finden, wurde 2015 das Forschungsprojekt <em><a href=\"https:\/\/voebu.wordpress.com\/forschungsprojekt-sibs\/\">SIBS<\/a> \u2013 Sicherheitsbewertung bestehender St\u00fctzbauwerke<\/em>, unter der Schirmherrschaft der <em>Vereinigung \u00d6sterreichischer Bohr-, Brunnenbau- und Spezialtiefbauunternehmungen<\/em> (<a href=\"https:\/\/voebu.wordpress.com\/\">V\u00d6BU<\/a>) gestartet. Ziel war es, zuverl\u00e4ssige messbare Methoden f\u00fcr eine Versagensank\u00fcndigung zu finden. Jetzt wurde das Projekt abgeschlossen. Die Ergebnisse werden am 19. September 2019 am <a href=\"http:\/\/www.ait.ac.at\/ueber-das-ait\/center\/center-for-mobility-systems\/\"><em>AIT Center for Mobility Systems<\/em><\/a> in Wien pr\u00e4sentiert.<\/p>\n<p><em>Im folgenden Interview erl\u00e4utert <a href=\"https:\/\/www.ait.ac.at\/ueber-das-ait\/researcher-profiles\/?tx_aitprofile_pi1%5Bname%5D=Vorwagner%20Alois\">Alois Vorwagner<\/a> vom AIT Center for Mobility Systems die Ergebnisse:<\/em><\/p>\n<h4>Was ist charakteristisch f\u00fcr die Konstruktion von St\u00fctzbauwerken an Verkehrswegen?<\/h4>\n<p>Zur Errichtung von Verkehrswegen im alpinen und h\u00fcgeligen Bereich, werden Hanglagen mit einer St\u00fctzwand gesichert. Wenn die Hangneigung zum Beispiel 45 Grad betr\u00e4gt und die Breite der Stra\u00dfe f\u00fcnf Meter, dann braucht es eine f\u00fcnf Meter hohe St\u00fctzwand. Eine Alternative w\u00e4re eine B\u00f6schung. Den erforderlichen Raum hat man aber gerade im alpinen Bereich oft nicht.<\/p>\n<p>Es gibt verschiedene Typen und Arten von St\u00fctzbauwerken. In unserem Projekt ging es haupts\u00e4chlich um St\u00fctzbauwerke aus Stahlbeton, die zus\u00e4tzlich mit Erdankern abgest\u00fctzt werden. Der Anker ist ein Metallstab, der in die Erde gesetzt wird. Seine Funktion ist es, die Wand zus\u00e4tzlich zu st\u00fctzen und die Kraft auf den Boden zu \u00fcbertragen. Es gibt zwei Typen von Ankern:<\/p>\n<ul>\n<li>Der Stabanker hat einen vollen Stahlquerschnitt.<\/li>\n<li>Der Litzenanker, besteht aus mehreren Dr\u00e4hten, die geb\u00fcndelt den Anker bilden.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Das Konstruktionsprinzip ist bei beiden gleich: Man baut eine St\u00fctzwand und stellt nachtr\u00e4glich eine horizontale oder leicht geneigte Bohrung her. In diese L\u00f6cher steckt man die Stab- oder Litzenanker, befestigt sie mit Zement und spannt sie an. Der Zement dient der Befestigung des Ankers im Boden und sch\u00fctzt vor Korrosion. Daueranker sind zus\u00e4tzlich beispielsweise in Kunststoffrohren korrosionsgesch\u00fctzt.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<figure id=\"attachment_185846\" aria-describedby=\"caption-attachment-185846\" style=\"width: 600px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-185846\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/Bildschirmfoto-2019-09-17-um-12.29.59-600x340.png\" alt=\"Winkelst\u00fctzmauer (c) AIT Center for Mobility Systems \" width=\"600\" height=\"340\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-185846\" class=\"wp-caption-text\">Winkelst\u00fctzmauer (c) AIT Center for Mobility Systems<\/figcaption><\/figure>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h4>Welche M\u00e4ngel k\u00f6nnen an den St\u00fctzbauwerken auftreten?<\/h4>\n<p>Zum einen wurden im Projekt Korrosionssch\u00e4den am Anker untersucht. Eine m\u00f6gliche Schadensquelle ist der Ankerkopf, das ist die Stelle, an welcher der Anker in den Beton eintritt. Zur\u00fcckzuf\u00fchren ist dies meist auf die Einwirkung von Streusalz. Eine nachtr\u00e4gliche \u00dcberpr\u00fcfung ist hier schwer m\u00f6glich.<\/p>\n<p>Zum anderen wurde Bewehrungskorrosion bei Stahlbetonw\u00e4nden untersucht. In der Herstellung von Winkelst\u00fctzmauern wird beim \u00dcbergang vom Fundament auf den vertikalen Wandteil in der Betonkonstruktion eine Arbeitsfuge erstellt. Diese ist hochbelastet und kann eine Schwachstelle sein. Der ma\u00dfgebende Bereich befindet sich auf der R\u00fcckseite, wo die Wand gegen die Erde tr\u00e4gt und ist von vorne nicht ersichtlich.<\/p>\n<h4>Ein Ger\u00e4t, das aus dem Forschungsprojekt hervorging, war ein Laserscanner, der an einem Fahrzeug montiert, im Vorbeifahren die Wandneignung misst. Diese Messung kann im Flie\u00dfverkehr erfolgen. So ist es m\u00f6glich, eine Vielzahl an Bauwerken rasch und ohne Verkehrsbehinderung zu \u00fcberpr\u00fcfen. Welche Technologie wurde eingesetzt?<\/h4>\n<p>Gemessen werden Winkel\u00e4nderungen. Wenn es Korrosionen oder Last\u00e4nderungen gibt, \u00e4ndert sich der Winkel der Neigung. Die Wandneigung ist ein Parameter, der genau erfassbar ist. Der Laserscanner arbeitetet mit einer Million Pixel pro Sekunde. Im Projekt wurden zwei Scanner am Fahrzeug montiert und Tests mit einer Fahrgeschwindigkeit von bis zu hundert Kilometern in der Stunde durchgef\u00fchrt. Bei der Messung entsteht eine Punktwolke, aus der die Neigung zu schlie\u00dfen ist &#8211; mithilfe eines neu entwickelten Algorithmus. Die Technologie wurde von Kollegen an der <a href=\"https:\/\/www.tugraz.at\/home\/\">TU Graz<\/a> entwickelt.<\/p>\n<h4>Weiters wurde eine Ultraschalltechnik entwickelt, um die Korrosion bei Bodenankern zu entdecken \u2013 und zuverl\u00e4ssige Kenndaten \u00fcber den Zustand der Korrosion von vorgespannten Litzenankern zu identifizieren. Wie wird der Ultraschall angewendet?<\/h4>\n<p>Man schallt mit dem Ultraschallkopf in den Anker hinein. Aus der R\u00fcckantwort l\u00e4sst sich bestimmen, ob und wenn dann wo eine Korrosion vorhanden ist. Dazu sind viele Referenzmessungen und Auswerteroutinen notwendig. Diese wurden von unserem Projektpartner <a href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/stefan-burtscher-287283125\/?originalSubdomain=at\">Burtscher Consulting<\/a> entwickelt.<\/p>\n<h4>Bei Winkelst\u00fctzmauern ist die Detektion von Korrosionssch\u00e4den besonders schwierig. Welche Probleme konnten mit dem neuartigen Monitoring-Konzept f\u00fcr korrodierende Winkelst\u00fctzmauern gel\u00f6st werden?<\/h4>\n<p>Es handelt sich um ein Monitoring-Konzept zur nachtr\u00e4glichen Untersuchung von St\u00fctzbauwerken, bei denen sich Sch\u00e4den durch \u00c4nderung von Wandneigung und Dehnung ank\u00fcndigen. Wir haben im Gro\u00dfversuch Korrosionsvorg\u00e4nge nachempfunden &#8211; verschiedene Wandszenarien mit Besch\u00e4digungen geschaffen und berechnet, welche Parameter wesentlich f\u00fcr die Erkennung von Korrosion sind. Aber erst in der Kombination von unterschiedlichen Sensordaten und mit wahrscheinlichkeitstheorischen Ans\u00e4tzen k\u00f6nnen wichtige Entscheidungsparameter gefunden werden.<\/p>\n<p>Im Projekt wollen wir herausfinden, wie ein St\u00fctzbauwerks-Monitoring zielf\u00fchrend eingesetzt werden kann. Wir versuchten, Anhalts- und Grenzwerte abzutesten. Bei Winkelst\u00fctzmauern kann man aber noch keinen definitiven Grenzwert sagen. Wenn wir eine Wand, die vierzig Jahre alt ist, mit hochsensiblen Sensoren ausstatten, k\u00f6nnen wir nur messen, wie sich die Wand relativ verformt \u2013 also ihre Neigungen und Stauchungen ab dem Zeitpunkt der Sensorinstallation.<\/p>\n<p>Allerdings k\u00f6nnen wir mit dem Monitoring-Konzept zwischen zwei verschiedenen Ursachen von Wandneigungen bei Winkelst\u00fctzw\u00e4nden unterscheiden:<\/p>\n<ul>\n<li>Erddruck\u00e4nderung (durch \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse wie zum Beispiel bei Regen);<\/li>\n<li>Korrosionsvorg\u00e4ngen in der Arbeitsfuge;<\/li>\n<\/ul>\n<p>Die beiden Ursachen beeinflussen sich gegenseitig. Darum ist die Identifikation schwierig.<\/p>\n<h4>Danke f\u00fcr das Gespr\u00e4ch.<\/h4>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Das Forschungsprojekt SIBS wurde von der \u00d6sterreichischen Forschungsf\u00f6rderungsgesellschaft (<a href=\"https:\/\/www.ffg.at\/\">FFG<\/a>) als Branchenprojekt gef\u00f6rdert.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Auch interessant:<\/strong><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/umwelt-und-ressourcenschonende-beton-bauweise-fuer-tunnelroehren\/\">Umwelt- und ressourcenschonende Beton-Bauweise f\u00fcr Tunnelr\u00f6hren<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/letzter-schliff-fuer-den-3d-druck-von-kunststoff-bauteilen\/\">Den 3D-Druck von Kunststoff-Bauteilen auf Industrieniveau gebracht<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/fraunhofer-zeigt-loesungen-bau-muenchen\/\">Feuchte W\u00e4nde und marode Bauteile \u2013 Fraunhofer zeigt L\u00f6sungen auf der BAU in M\u00fcnchen<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Der Bau von Verkehrswegen in alpinen Regionen ist besonders gefordert: Bei Stra\u00dfen und Schienen sind St\u00fctzbauwerke unumg\u00e4nglich. 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