Innovat on 2013/14

Research, DevelopmentInnovation 2013/14

Research, Development, Innovation 2013 / 14Der STRABAG Konzern auf einen BlickThe STRABAG Group at a glance

STRABAG SE is a European-based technology group for construction services, a leader in innovation and financial strength. Our services span all areas of the construction industry and cover the entire construction value chain. We create added value for our clients by our specialized entities integrating the most diverse services and assuming responsibility for them. We bring together people, materials and machinery at the right place and at the right time in order to realise even the most complex construction projects – on schedule, of the highest quality and at the best price. The hard work and dedication of our more than 73,000 employees allows us to generate an annual output volume of about € 14 billion. At the same time, a dense network of numerous subsidiaries in many European countries and, increasingly, on other continents is helping to expand our area of operation far beyond the borders of Austria and Germany.

Please find further information at www.strabag.com

STRABAG SE ist ein europäischer Technologie-konzern für Baudienstleistungen, führend in Innovation und Kapitalstärke. Unser Angebot umfasst sämtliche Bereiche der Bauindustrie und deckt die gesamte Bauwertschöpfungskette ab. Dabei schaffen wir Mehrwert für unsere Auf-traggeberschaft, indem unsere spezialisierten Unternehmenseinheiten die unterschiedlichen Leistungen integrieren und Verantwortung dafür übernehmen: Wir bringen Menschen, Bau- materialien und Maschinen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort und realisieren dadurch auch komplexeste Bauvorhaben – termin- und qualitätsgerecht und zum besten Preis. Durch das Engagement unserer mehr als 73.000 Mit- arbeiterinnen und Mitarbeiter erwirtschaften wir so jährlich eine Leistung von etwa € 14 Mrd. Dabei erweitert ein dichtes Netz aus zahlreichen Tochtergesellschaften in vielen europäischen Ländern und zunehmend auf anderen Kontinen-ten unser Einsatzgebiet weit über Österreichs und Deutschlands Grenzen hinaus.

Weitere Infos auch unter www.strabag.com

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Zusammenarbeiten für die Wettbewerbsfähigkeit von morgen Collaboration for mastering a competitive tomorrow

Sehr geehrte Damen und Herren,sehr geehrte Kunden, Partner, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des STRABAG Konzerns,

Anfang des Jahres überraschte die Meldung, dass der Suchmaschinenbetreiber Google die kleine, 170-Mitarbeiter starke Firma nest für 3,2 Mrd. Euro gekauft hatte. nest entwickelt internetfähige Heim-Thermostate. Vor wenigen Wochen dann der nächste Streich: Apple kün-digte im Zuge der Aktualisierung ihres mobilen Betriebssystems auf iOS8 die Softwareplattform HomeKit (Abb. 1) an, mit der zahlreiche Funktio-nen der Gebäudeautomation, wie Licht- und Thermostateinstellungen oder Schließanlagen gesteuert werden können. Mit iOS8 können un-terschiedliche Geräte verschiedener Hersteller über ein einziges Protokoll geregelt werden.

Was hat das Internet (der Dinge) mit Bau zu tun?Diese Beispiele zeigen, dass Maschinen zuneh-mend über das Internet miteinander kommuni-zieren und dem Menschen immer mehr Ent-scheidungen abnehmen können. Seitdem mehr Maschinen als Menschen via Internet miteinander kommunizieren spricht man vom Internet der Dinge, dem sogenannten Internet of Things (IoT). Die umfassende Vernetzung von Daten, Informationen, Geräten und damit auch von Orten, Handels- und Finanzwegen und Kulturen wird als Konnektivität bezeichnet. Integrieren erhält demnach in Zeiten der Digitalisierung eine neue Bedeutung. Verband man Vernetzung früher mit dem Verbinden durch Straßen oder analoge Kommunikation, so rückt die digitale Vernet-zung heute nicht nur Menschen über Kontinente näher zusammen, sondern verschränkt auch Branchen miteinander, wie es vor nicht allzu langer Zeit nicht für möglich gehalten worden wäre. So ermöglichten erst Entwicklungen der

Vorwort / Introduction

Dear Ladies and Gentlemen, dear Clients, dear Partners and STRABAG employees,

at the beginning of 2014, the search engine giant Google surprised us with the news to have acquired “nest”, a company that develops thermostats operated via internet for 3.2 bEUR. And, a few weeks ago, the next coup: While announcing their new mobile operating system iOS8, Apple also introduced their software platform HomeKit (Fig. 1), which can control various home automation functions such as light and thermostat settings or even locking and securing your home. With iOS8 various appliances from different manufacturers can be run on only one protocol.

What does the Internet (of Things) have to do with construction?These examples clearly indicate that devices are increasingly communicating with each other and are able to more and more able to make decisions for humans. Ever since more devices are communicating which each other via the internet than with humans, one speaks of the “Internet of Things” or IoT. The extensive network of data, information and devices, not to mention locations, trade and finance channels, and culture has been coined as connectivity. As a result, integration has acquired a new meaning in the digital world.Until a few years ago one associated a network to the linking of streets or analog communication. Today the digital network not only brings people across continents closer together, but also intertwines branches with each other in ways, which were not even imaginable too long ago.It was the development of information and communication technology that enabled new mobility concepts: Vehicles, infrastructure and environment exchange information and link up to mutually benefit each other. Properties and conditions, whether about the safety condition of bridges or black-ice road conditions (Fig. 2), could practically be recognized with IoT autonomously and could send all relevant information directly to the driver or issue maintenance services. The really new aspect is not the sensor-based online communication of the status quo – but the predictive information that can be generated using powerful algorithms from the abundance of available cloud data, such as intelligent travel time calculation due to anticipated traffic volume or regulating the heating system depending on the weather forecast and preferred individual

Abb. HomeKit

Abb. Intelligente Strasse

STRABAG Konzernbroschüre Research, Development & InnovationVorwort: vorgesehene Abbildungen

Abb. 1: iOS8-fähige Softwareplattform HomeKit zur Steuerung der Gebäudeautomation /Fig. 1: iOS8-compatible software platform HomeKit able to control home automation functions

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arbeiten. Kurz: Ein gemeinsames Problemver-ständnis bildet die Grundlage für eine geteilte Lösungsperspektive. Kooperation ist seit jeher ein Erfolgsfaktor für Innovation. Technologiebe-dingt hat sich die Geschwindigkeit der Verände-rungen im Umfeld erhöht – wir müssen damit umgehen können.

Neue Konzernstrategie – fünf Prioritäten, ein GrundgedankeEs ist davon auszugehen, dass die nicht zu ver-siegen scheinende Innovationskraft der Informa- tionstechnologen sämtliche industrie- und damit produktionsbezogene Prozesse maßgeblich ver- ändern wird. Die augenblickliche und weltweite Kommunikation stellt Informationen an jedem Ort und zu jeder Zeit bereit. Interaktive Arbeits-weisen mit hochgradiger Visualisierung kom- plexer Prozesse sind standortortunabhängig und eine allgegenwärtige Sensorik verknüpft die reale physikalisch-technische Gegenwart mit der virtuellen Darstellung – zum Nutzen der Kunden, Hersteller, Betreiber und Anwender; und wenn gewünscht wird der gesamte Lebenszyklus der betrachteten technischen Produkte simuliert. Diese Entwicklungen eröffnen auch Möglich- keiten für neue Geschäftsmodelle. Als Techno-logieunternehmen für Baudienstleistungen, das die gesamte Wertschöpfungskette Bau abbildet, müssen wir uns diesen Aufgaben stellen.Daher haben wir im Vorstandskreis die Konzern-strategie überarbeitet: Fünf strategische Priori-täten (s. Kasten) sollen uns alle dabei leiten, den vielschichtigen Anforderungen vor allem seitens der Kundschaft aber auch Politik und Gesell-schaft gerecht zu werden.Für die Umsetzung dieser Prioritäten wollen wir auch gute Ideen sowie die Innovationskraft*) unserer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wirksamer für die Wettbewerbsfähigkeit des Kon-zerns einsetzen. Die Voraussetzungen, dieses Potenzial systematisch in Gang zu bringen, wollen wir verbessern (Abb. 3).

Vorwort / Introduction

New corporate strategy – five priorities, one basic ideaOne can assume that the innovative vigor of information technologists will significantly change all industry and thus production- related processes. The immediate and global communication provides information anywhere and at any time. Interactive ways of working using a high degree of visualization of complex processes are mobile. A ubiquitous sensory network connects the actual physical-technical world with its virtual representation – for the benefit of customers, manufacturers, operators and users And if desired, the entire life cycle of the considered technical products is simulated. These developments also create opportunities for new business models. As a technology provider for construction, which covers the entire value chain of construction, we have to be able to face these challenges.Therefore we, the Executive Board, have revised the Group's strategy: Five strategic priorities (see box) should guide us all through the multilayered requirements to meet the demands of not only our customers, but those driven by politics and society as well. To implement these priorities, we also want to make use of our employees’ best ideas as well as of their innovation capacity*) to strengthen the competitiveness of our organization. Hence, we want to improve the innovation eco-system to systematically get this potential rolling (Fig. 3).

Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) neue Mobilitätskonzepte: Fahrzeuge, Infra-struktur und Umwelt tauschen Informationen aus und vernetzen sich somit zum gegenseiti-gen Nutzen: Eigenschaften und Zustände, seien es Gebrauchszustände von Brücken oder die eisbedingte Rutschgefahr auf dem Fahrbahn- belag (Abb. 2) können inzwischen mittels dem IoT quasi autark erkannt werden und entspre-chende Mitteilungen an Autofahrer oder War-tungsdienste auslösen. Das entscheidend Neue ist hierbei nicht die sensor-basierte online-Mit-teilung des status quo, sondern die prädiktive Information, die sich mittels leistungsfähiger Auswertealgorithmen aus der Fülle der in der cloud verfügbaren Daten generieren lassen. Z. B. eine intelligente Fahrzeitenberechnung aufgrund voraussichtlicher Verkehrsaufkommen oder die Regulierung der Heizungsanlage je nach Witterungsaussicht und Behaglichkeits- anspruch. Mit diesen Entwicklungen betritt die mächtige Industrie der IKT nun auch das Gebiet der Gebäudeautomation und Verkehrsinformati-onssysteme. Es ergeben sich neue Betätigungs-felder, die sicher das Attribut baunah verdienen und auf denen auch Bau(general)unternehmen aktiver sein könnten. Als ich darüber las, dachte ich mir noch, dass wir auf solche Entwicklungen achten müssen, damit unser Geschäft nicht irgendwann auf den bloßen Rohbau reduziert wird.Die möglichen Auswirkungen des immer schnel-leren Wandels, dem wir infolge dieser Digitali-sierung der Gesellschaft ausgesetzt sind, wer-den in zahlreichen Arbeiten und Medien intensiv diskutiert. Eine immer wiederkehrende Botschaft dabei lautet: Politik, Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft müssen auf neue Weise konst-ruktiv miteinander kooperieren. Übertragen auf unsere Geschäftstätigkeit kann man sagen: Für die Wertschöpfung von morgen müssen wir die Formen der Zusammenarbeit bereits heute diesem Wandel anpassen.

Erfolgsfaktor Kooperation – Bedingung für InnovationKooperation war schon immer das Mittel der Wahl bei der erfolgreichen Bewältigung kom- plexer Aufgaben. Besonders wenn diese für einzelne Personen weder überschaubar noch deren weiterer Verlauf abzuschätzen ist. Dies ist besonders in der Bauwirtschaft bei der Indi-vidualität der Aufträge und Anzahl der verschie-denen Akteure im Planungs- und Erstellungs-prozess der Fall. Wollen wir solche komplexen Situationen kontrollieren, müssen wir uns itera-tiv, kontinuierlich über rückmeldende Mechanis-men an die neuen Gegebenheiten anpassen. Die Bedingung hierfür: das regelnde System muss mindestens so komplex sein, wie das zu regelnde. Das heißt, wir müssen auch unsere Arbeitsweisen wie auch Organisationsformen kybernetisch darauf ausrichten und systemisch

comfort settings. With these cutting edge developments, the powerful industry of ICT has now stepped onto the playing field of building automation and traffic information systems. This opens up new fields of activity, which clearly can be considered attractive for a construction company.When I read about it, I thought to myself that we have to keep our eyes on such developments so that our business – at some point – does not boil down to just shell construction. The possible effects of an ever more rapid change, to which we are all subject to as a result of the digitalization of society, are extensively discussed in numerous studies and media. A recurring message here is: Politics, society, science and industry must constructively cooperate with each other in new ways. When applied to our business activities, we can say: For the added-value of tomorrow we need to establish the approaches of cooperation today in order to be able to adapt to this change.

Success factor cooperation – A stipulation for innovationCooperation has always been the best choice for successfully accomplishing complex tasks. Especially when these are neither fully compre-hensible to nor their further development can be foreseen by individuals. This is especially the case in the construction industry, which can be seen by the individuality of its work orders and the large number of players involved in the planning and construction process. Hence, if we want to control such complex situations, then we need to iteratively and continuously adjust through feed-back mechanisms to the new circumstances. The precondition for this: The controlling system must be at least as complex as what needs to be regulated. In other words: we have to cybernetically align our ways of working as well as our organizations and work systemically. In a nutshell: a common understanding of a problem is the base for a shared solution perspective. Cooperation has always been a success factor for innovation. Due to technology, the pace of change has increased in our surroundings and we must be able to handle it.

Abb. HomeKit

Abb. Intelligente Strasse

STRABAG Konzernbroschüre Research, Development & InnovationVorwort: vorgesehene Abbildungen

Research, Development, Innovation 2013 / 14

*) unter Innovation verstehe ich eine für unser Unternehmen Nutzen bringende neue Idee oder Technologie

*) innovation for me is a new idea or technology adding value to our organisation

Abb. 2: Intelligenter Fahrbahnbelag warnt vor gefahrenvollen Zuständen / Fig. 2: Smart roads alerting drivers about black-ice conditions (http://techcrash.net/2013- the-year-of-the-intelligent- roads-in-the-netherlands )

TEAMS WORK. Weil die Kultur der Zusammenarbeit den Wettbewerb der Zukunft entscheiden wird.

TEAMS WORK. The culture of how we work together, willdetermine our competitiveness in the future.

Die Innovationsleistung hängt dabei besonders davon ab, inwieweit wir alle im Konzern in der Lage sind, uns wirksam zu vernetzen: intern, um Redundanzen zu vermeiden und Synergien zu fördern. Extern, damit im Rahmen nationaler und internationaler Partnerschaften mit führenden Unternehmen – gerne auch Mitbewerbern – For-schungsinstitutionen, Hochschulen und politi-schen Organen technische und gesellschaftli-che wettbewerbsrelevante Entwicklungen recht- zeitig erkannt und entsprechende Lösungen gegebenenfalls gemeinsam entwickelt werden können.

The innovation performance depends particularly on the Group’s ability to effectively link up people: Internally, in order to avoid redundancies and to promote synergies. Externally, and therefore in line with national and international partnerships with leading companies – also competitors – research institutions, universities and political authorities to recognize in due time technical and societal developments so that appropriate joint competitive solutions can be developed when necessary.This essential feature of innovative organizations leads me now to the main theme of our corporate strategy: TEAMS WORK. I am convinced that our way of collaborating internally will become a pivotal competitive element.And for us, as a European technology provider for construction services, this applies more so than ever.

Cooperation in the STRABAG GroupOne of our main tasks as a general contractor has always been to integrate different technologies

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viele andere, um Lösungen für eine bessere Welt vorzustellen und das Wissen der jeweiligen Dis-ziplinen miteinander zu verknüpfen. Seit 2006 sind die Vorträge im Internet abrufbar und inspi-rieren Millionen von Menschen mit spannend vermitteltem Wissen. Als Unternehmen müssen auch wir diese neuen Möglichkeiten der Kom-munikation in unsere formalisierten Arbeits-strukturen integrieren, um unser breitgestreutes Wissen schnell und wirksam an anderen Kon-zernorten Nutzen bringend einzusetzen. Ein erster Schritt in diese Richtung wurde mit der Kommunikationsplattform connect (S. 110) im Frühjahr dieses Jahres verwirklicht. Mit connect sollen sich die Menschen im Konzern auf einfa-che Weise über ihre Aufgaben austauschen können, um über Standorte und Organisations-strukturen hinweg ihre Lösungskompetenzen zum Nutzen des Konzerns zu steigern.

Wir sind auf einem guten Weg Entscheidend für unseren Erfolg ist jedoch die Weiterentwicklung unserer Kernkompetenzen, beispielsweise in der Welt der Baustoffe. Diese werden täglich in den zahlreichen konzerneige-nen Labors unter hohen Qualitätsansprüchen verbessert; sei es die Optimierung bestehender Materialien (Griffi gkeitsprognose bei Asphalt, S. 24) oder die Entwicklung neuartiger Materialien (Robuster Polypropylen-Faserbeton, S. 26). Un-sere Experten aus dem konstruktiven Ingenieur-bau wiederum entwickeln Lösungen, damit Bau-werke in Erdbebengebieten auch unter wirt-schaftlichem Druck sicher sind (Seismische Be-messung von Stützbauwerken, S. 52, Erdbeben-

to improve cooperation within the Group above and beyond teamconcept. The phenomenon of “social media” shows how new business models can emerge from the seemingly limitless exchange of data and information. And this is certainly not limited to social trivialities. The effectiveness of creative cooperation, for example, can be seen on the internet platform TED – Ideas worth spreading (www.ted.com). TED emerged 20 years ago from a convention in California, as a platform that gathers scientists, artists, thinkers, business leaders, and many more to present solutions for a better world and to link up the knowledge of their respective disciplines. Since 2006, the lectures have been available on the internet and have inspired millions of people with its exciting passing on of knowledge. As a company, we also need to integrate these new ways of communication into our formalized work structures, in order to deliver our diversifi ed knowledge quickly and effectively to other locations within our Group.A fi rst step in this direction was taken with the communication platform connect (p. 110) which was introduced in the spring of this year. With connect the people in our organization are able to easily share their tasks and problem-solving skills across and beyond organizational structures for the benefi t of the Group.

We are on the right track The key to our success is the development of our core competencies, for example in the world

Mit diesem wesentlichen Merkmal innovativer Organisationen komme ich zum Leitmotiv unse-rer neuen Konzernstrategie: TEAMS WORK. Ich bin davon überzeugt, dass die Art und Weise unserer Zusammenarbeit wettbewerbsentschei-dend sein wird. Und für uns als europäischen Technologiekonzern für Baudienstleistungen wird das stärker denn je gelten.

Zusammenarbeit im STRABAG KonzernEine unserer wesentlichen Aufgaben als Gene-ralunternehmerin bestand schon immer im Integrieren verschiedener Technologien und Methoden zu einem größeren Ganzen. Obwohl wir dadurch mit nahezu allen am Bau Beteiligten zu tun haben, kann nicht immer von einer opti-malen Zusammenarbeit gesprochen werden: Wir erkennen, dass Misserfolge auch auf nicht ausreichende Kooperation zurückzuführen sind. Bereits vor Jahren hat der Konzern daher das Partnerschaftsmodell teamconcept entwickelt. Dessen Zweck: Projekte gemeinsam von Auf-traggeber- und Auftragnehmerseite zu optimie-ren. Mit einem sogenannten front-loaded design wird bereits in der frühen Projektphase der durchgängige Bauprozess angestrebt, damit Reibungsverluste und die Gesamtkosten mini-miert werden. teamconcept überträgt quasi den Gedanken der Zusammenarbeit auf Vertrags-modelle mit unserer Kundschaft, bietet maxi-male Transparenz, einen straffen Organisations-ablauf und die Möglichkeit, auf Risiken und Konfl iktpotenziale prompt und bedarfsgerecht reagieren zu können. Die Erfolge aus wirtschaft-licher Sicht sowie die Zufriedenheit der Kunden bestätigen die eingeschlagene Richtung – den-noch verbessern wir unser teamconcept stetig weiter. Baustellenprozesse systematisch zu ver-bessern ist unser besonderes Anliegen. Eine konzerneigene LEAN-Akademie trägt dazu bei, dass die Herstell- und Bauprozesse effi zient ablaufen können (S. 42). Damit auch die Ma-schinenzuverlässigkeit gewährleistet ist, werden LEAN-Prinzipien und Werkzeuge kontinuierlich für die Bauaufgaben weiterentwickelt.Davon ausgehend, dass eine der wesentlichen Voraussetzungen für die Innovationsfähigkeit einer Organisation darin liegt, dass Menschen motiviert und gerne miteinander arbeiten, wol-len wir über teamconcept hinaus die Möglich-keiten zur Verbesserung der Zusammenarbeit innerhalb des Konzerns weiterentwickeln. Das Phänomen „social media“ zeigt, wie aus dem scheinbar grenzenlos möglichen Austausch von Daten und Informationen neue Geschäftsmo-delle entstehen können. Und dieser ist wahrlich nicht nur auf soziale Belanglosigkeiten be-schränkt. Die Wirksamkeit kreativer Kooperati-on zeigt z. B. die Internetplattform TED – Ideas worth spreading (www.ted.com). Hervorgegan-gen vor 20 Jahren aus einem Zukunftskongress in Kalifornien, versammelt die Plattform Wissen-schaftler, Künstler, Denker, Wirtschaftslenker und

and methods to a larger whole. Although we have to deal with practically all parties involved in construction, we cannot always speak of an optimal cooperation. We have come to recognize that failures are also due to inadequate cooperation. Therefore, several years ago the Group developed the partnership model teamconcept. Its purpose: to optimize projects between client and contractor. Based on a so-called front-loaded design, an integrated building process is pursued from the early stage of the project with the target to minimize frictional losses and the total cost.teamconcept essentially transfers the idea of working together onto contract models with our clients, providing maximum transparency, streamlining organizational procedures and the possibility to promptly respond to risks and potential confl icts as needed.The economic success as well as the satisfaction of our customers, confi rms the direction we have chosen – nonetheless we are constantly improving our teamconcept.Particular focus is given to systematically improve the processes on the construction sites. An in-house LEAN academy has proven to be highly useful for streamlining our on-site production and construction processes (p. 42). In order to secure machine reliability, LEAN principles and tools are continuously adjusted for construction works.Assuming that one of the essential prerequisites for the innovative aptitude of an organization is that people are motivated and enjoy working together, we would like to further develop ways

Environment

Company

Trends Drivers Macroeconomics

Segment Forces Market Forces

Knowledge

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Innovation

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FORSCHUNG | ENTWICKLUNG | INNOVATION

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und Innovation

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Research, Development

Innovation 2013/14

It is people who innovate

How do megatrends impact business?

Innovation Process

Understanding the Client

Trend Radar

Company analysisIdentify business opportunities

Communicate

Endorsed by company leaders

Innovation Eco-System Enable serendipitySpace for creativity

Empower staff

Lessons learned - also from errors

Welcome diversity

(hard) Innovation WorkLeave comfort zone

Powered by managementStamina

Skilling staff

Innovation Competence Get staff excited about innovation

Idea / knowledge Management

Innovation Tools & MethodsDesign Thinking Open Innovation

Controlling

Connecting people

Funds

Incentives

Colleagues

Innovation Networks UniversitiesPublic bodies

Research organisations

Suppliers

Competitors

Technology Radar

Business Model Development


Abb. 3: Was bedarf es, innovativ zu sein? Treibende Kräfte, Merkmale und Bedingungen innova-tiver Organisationen /Fig. 3: What is needed to be innovative? Drivers, features and conditions of innovative organisations

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stütze, S. 62) oder damit Tragkonstruktionen mit einem höheren Vorfertigungsgrad die Bauzeit verringern und die Qualität erhöhen (Holz- balken-Beton-Verbunddecke, S. 58). Wir entwi-ckeln Verfahren, um Bauherrn das energetische Verhalten und die daraus resultierenden Luft-wechsel von Doppelfassaden nachvollziehbar und plausibel darlegen zu können (CFD-Tool Gebäudehülle, S. 66).Auch dem „digitalen Bauen“ widmen wir etliche Ressourcen. Mit dem vom BMWi geförderten Projekt SmartSite (S. 90) sollen alle relevanten Daten aus Baumaschinen und aus der Baupro-zessüberwachung mit BIM-Planungsdaten auf einer Plattform zusammengeführt werden, um die Abläufe im Straßenbau zum Vorteil der Kundschaft zu verbessern. Das EU-geförderte Projekt eeEmbedded greift das Thema dieses Vorwortes auf: Wie muss eine offene, BIM- basierte Planungs- und Simulationsplattform aus- sehen, damit energieeffiziente Stadtquartiere ganzheitlich geplant werden können (S. 88)?

of building materials. These are being improved daily in numerous laboratories within the Group under high quality standards, whether it is the optimization of existing materials (Prognosis of skid resistance for asphalt, p. 24) or developing new materials (Robust polypropylene fiber- reinforced concrete, p. 26). Our design experts, in turn, develop solutions to ensure that buildings are safe in earthquake zones even if under economic pressure (Seismic design of retaining structures, p. 52, the earthquake-column, p. 62) or that supporting structures have a higher degree of prefabrication which in the end reduces construction time and increases the quality (Hybrid floor system of wood and prefabricated concrete slab, p. 58).We are developing procedures to illustrate in a comprehensible and plausible way to the client the energetic behavior and the resulting air volume change rate of double facades (CFD tool building envelop, p. 66).We also devote quite a bit of attention and thus resources to “digital construction”. In SmartSite (p. 90) for example, a project funded by the Federal Ministry of Economic Affairs and Energy, all relevant data from construction machinery and construction process monitoring shall be reconciled with BIM design data on a platform to improve processes in road construction for the benefit of the customer.The EU-funded project eeEmbedded takes up this introduction’s theme: How should an open, BIM-based planning and simulation platform look, so that energy-efficient neighborhoods can be holistically planned (p. 88)?

Baustofftechnologie / Construction Material Technologies

Baubetrieb / Construction Process Management

12 Beton für elektrostatisch ableitfähige Bodenplatten Concrete for electrostatic conductible floor slabs

14 Bestimmung der reaktiven Oberfläche von Gesteinskörnungen bezüglich Alkali-Aggregat-Reaktionen Determining the responsive surfaces of composites in regard to alkali-aggregate reactions

16 Wirksamkeit und Reaktivität von Hüttensand als Betonzusatzstoff Effectiveness and reactivity of blast furnace slag as concrete additive

18 Einfluss von Sand auf die Druckfestigkeit in hydraulisch gebundenen Tragschichten Influence of sand on the compressive strength of hydraulically bound sub-bases

20 Beurteilung der Frostbeständigkeit von Gesteinskörnungen – Einfluss bituminöser Bindung Assessing the frost resistance of aggregates – the impact of bituminous binders

22 Frostsicherheit von Recyclingmaterial – Evaluierung von Schnellversuchen Frost susceptibility of recycling material – evaluation of rapid tests

24 Griffigkeitsprognose für Asphaltmischgut – Einfluss der Textur Prognosis of skid resistance for asphalt

26 Entwicklung eines robusten Polypropylen-Faserbetons für Tunnelbauprojekte Development of a robust polypropylene fibre concrete for tunnel construction projects

30 Konzept zur Qualitätssicherung beim Einbau von Faserbetonen am Bauvorhaben Bühltunnel Quality-assurance-concept for casting fibre concrete at the Bühltunnel project

34 Pumpbarkeit hochfester Betone Pumpability of high performance concretes

36 Hochstandfeste Asphaltdeckschicht DAsphalt® D HS High stable asphalt wearing course mix DAsphalt® D HS

38 Maximale Zugabemenge von Asphaltgranulat im Asphaltmischgut – Maximalrecycling Maximum added amount of asphalt granulat in asphalt mixtures – Maximalrecycling

40 Fertiger-Terminal: Automatisierte Erfassung der IST-Situation beim Asphalteinbau Finisher-Terminal: Automated recording of the during situation in asphalt paving

42 LEAN Construction Asphalt Methode in Polen erfolgreich etabliert LEAN Construction asphalt method successfully implemented in Poland

44 RFID-Technologie im Bauwesen RFID-Technology in construction

46 Personaleinsatzplanung am Beispiel des Wiener Hauptbahnhofs Staff planning – example of Vienna Central Station

48 Prestressed Reinforced Soil (PRSi) – Experimental background Vorgespannte Bewehrte Erde – Experimenteller Hintergrund

52 Seismische Bemessung von Stützbauwerken Seismic design of retaining structures

54 Dynamische Berechnung von Anpralllasten Dynamic analysis of impact loads

56 Neues in der Absenktunnel-Technik News in the field of immersed tunnel engineering

Grund-, Tief- und Tunnelbau / Geotechnical Engineering and Tunnelling


Dr. Peter KrammerMitglied des Vorstandes / Member of the Management BoardSTRABAG SE Wien, im Juli 2014

Fünf strategische Prioritäten

1 Diversifiziert bleiben2 Kapitalkraft erhalten3 Risiko- und Chancenmanagement stärken 4 Flexibilität zeigen 5 Nachhaltigkeit bieten

An dieser Stelle kann ich nur einige Arbeiten aus unserem breitgefächerten Entwicklungs-spektrum nennen. Daher möchte ich Sie ein- laden, sich etwas Zeit für die getroffene Aus-wahl unserer vielfältigen und interessanten Projekte im letzten Berichtsjahr zu nehmen. Zu-mal diese jährlich aufgelegte Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, Innovation in ihrem nun achten Jahrgang im neuen Corporate Design er-scheint und damit das Bekenntnis zur konzern-weiten Zusammenarbeit unterstreicht und den einheitlichem Markenauftritt unterstützt.Abschließend möchte ich all unseren Mitarbei-terinnen und Mitarbeitern für ihren Beitrag dan-ken – und Sie zum Dialog mit Kundinnen und Kunden, Kolleginnen und Kollegen ermutigen, um auch zukünftig wettbewerbsfähig zu sein.

Five strategic priorities

1 Staying diversified2 Maintaining financial strength3 Strengthening risk and opportunity

management4 Showing flexibility5 Offering sustainability

At this point I can only mention a few activities from our broad spectrum of development projects. Therefore, I would like to invite you to peruse this selection of our diverse and interesting projects, which we accomplished in the past year.Particularly, as this annual publication of the Group brochure Research, Development & Innovation, now in its eighth year, will appear with a new corporate design and thus emphasizes the commitment to a Group-wide cooperation and supports our unifying branding.Finally, I would like to thank all our members of staff for their contribution – and would also like to encourage you to keep in touch with customers and colleagues and inspire them to stay competitive in the future.

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10 I 11Inhalt / Content

58 Entwicklung einer Holzbalken-Beton-Verbund-Decke unter Verwendung einer Stahlbeton Fertigteilplatte Development of a high-performance hybrid floor system composed of timber and a prefabricated concrete slab

62 Die Züblin-Erdbebenstütze – eine Lösung für duktile Stahlbetonstrukturen Züblin-Earthquake Column – a solution for ductile reinforced-concrete-structures

64 Zonenbewehrte Wände Zone-reinforced walls

66 Energetische Bemessung von Doppelfassaden: CFD-Tool Gebäudehülle Energy design of double facades: CFD-Tool building envelope

68 Bestimmung und Bewertung der Schalllängsleitungskenngrößen von Fassadenelementen Determination and evaluation of longitudinal sound transfer through building surface constructions

70 Testbetrieb des Hochdrucklüftungssystems – HDLS Test run of the high-pressure ventilation system

72 Prozesssicherer automatisierter Straßenbau – PAST: Status quo und Ausblick Process reliable automated road construction – PAST: Status quo and outlook

74 Abdichtungssysteme der STRABAG und ihre Anwendungsmöglichkeiten Sealing systems of STRABAG and their application possibilities

76 In situ Validierung der innovativen Asphalttragschicht – DAsphalt® 22 TS In situ validation of the innovative asphalt base course – DAsphalt® 22 TS

78 Instandhaltung lässt sich verbessern – ZOEAB+ For a better maintenance – ZOEAB+

80 Einsatz von Flugrobotern im Vermessungswesen Application of unmanned aerial vehicles (UAV) for surveying works

84 Easy-OBU: Ein einfacher Ansatz um Satelliten-Signalausfälle zu überbrücken Easy-OBU: A simple approach to cover satellite malfunctions

86 Smart Construction Site – erste Anwendung Smart Construction Site – fi rst application

88 Ein kollaboratives ganzheitliches Planungslabor für energieeffi ziente und in die Umgebung integrierte Bauwerke − eeEmbedded A collaborative holistic design laboratory for energy-effi cient embedded buildings − eeEmbedded

90 Intelligente und autonome Umgebungen, Maschinen und Prozesse zur Realisierung von cleveren Straßenbauprojekten – SmartSite Intelligent and autonomous environments, machinery and processes to realise smart road construction projects – SmartSite

92 Modellbasierte und durchgängige Projektbearbeitung im Spezialtiefbau Model-based and holistic project work in ground engineering

94 3D-Planungstool für Lärmschutzwände – Phase 2 3D-design tool for noise barriers – Phase 2

98 Beschaffungsprozessoptimierung – Konzeptentwicklung mittels modellorientierter Arbeitsweisen Optimising procurement process – Concept development via a model based working approach

100 Informationssystem zum Strukturmonitoring und Erhaltungsmanagement von Brücken – IB-ISEB An information management system for structural monitoring and maintenance of bridges

102 Monitoring des realen Grades der Ermüdungsschädigung in Betonstrukturen – MOSES Monitoring the actual degree of fatigue of concrete structures – MOSES

106 Produktkatalog Umweltrisiken DGNB/LEED/BNB Product catalogue environmental risks DGNB/LEED/BNB

108 Planung der Planung: web-basiertes Planmanagement Web-based design management software

110 Bauen mit unser aller Wissen – Erfolgsfaktor Zusammenarbeit Building using all our knowledge – Collaboration as a success factor

112 Z-Box – eMobile Ladestation aus Holz Z-Box – eMobile timber charging station

116 Das BRYGHUS-Projekt: Umsetzung bauherrenspezifischer Nachhaltigkeitsziele auf der Baustelle in Kopenhagen BRYGHUS Copenhagen: The implementation of client-specific sustainability objectives at a construction site

120 Energiewirtschaft in der Region Stuttgart Energy economy of the Stuttgart region

122 Wissenstransfer zwischen Gilbane und Züblin Knowledge transfer between Gilbane and Züblin

124 FuE+I Projekte 2013 RD+I projects 2013

130 Hochschul-Abschlussarbeiten 2013 / 2014 University / college Theses 2013 / 2014

134 Ansprechpartner Contact persons

136 Impressum Masthead

Konstruktionen / Structural Engineering

Gebäude und Bauphysik / Buildings and Buildings Physics

Verkehrswegebau / Transport Infrastructure

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0 0 0 0 Werkzeuge und Software / Tools and Software

Organisation und Netzwerke / Organisation and Networks

Verzeichnis / Index

Energie, Umwelt und Nachhaltigkeit / Energy, Environment and Sustainability



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Messgerät zur Bestimmung der elektrostatischen Ableitfähigkeit / Measuring instrument for determining the electrostatic conductivitiy

Beton für elektrostatisch ableitfähige BodenplattenConcrete for electrostatic conductible floor slabs

Aufgestreute Kohlen- stofffasern vor dem Glätten / Dispersed carbonfibers before the process of smoothing

damit verbundene Materialkosten verursachen. Zudem sind insbesondere bei mechanischen Belastungen diese Bodenbeschichtungen regel- mäßig zu warten. Ziel des Projektes Ableitfähige Bodenplatten aus Beton ist es, Alternativen zu ableitbaren Beschichtungen zu entwickeln und auf ihre Anwendbarkeit zu testen. Dabei wird im hier beschriebenen Verfahren versucht, der obersten Betonschicht eine definierte hohe Ableitfähigkeit zu verleihen, ohne eine zusätzli-che Schicht aufzubringen, sodass der Beton die endgültige Nutzschicht darstellt. Dies spart zum einen zusätzliche Arbeiten und bringt auf der anderen Seite den Vorteil, dass die robuste Betonoberfläche mit ihrem hohen mechani-schen Widerstand die Nutzschicht bleibt.

Stand der ArbeitenDie Grundidee die Betonoberfläche gezielt leitfähig zu gestalten, ließ sich mit dem Bauvor-haben DESY FLASH II in der Praxis erproben.

Due to health and safety issues, many industrial properties face challenging requirements for the electrostatic conductivity of floor surfaces. A main reason is the avoidance of sparks, which can appear due to an electrical discharge and in turn ignite explosive substances. Special conductive floor coatings are used to meet the requirements of these types of industrial floor areas. These coatings, however, are associated with more effort and costs and require more maintenance due to mechanical loads. This study proposes an alternative approach. In the elaborated approach of this paper carbon fibres are used to warrant electrical conductivity of the concrete slabs. It is concluded that the usage of carbon fibres has the potential of being more effective and efficient during the construction and operation phase.

HintergrundIn vielen industriellen Anwendungsbereichen sind für die endgültigen Oberflächen Kriterien bezüglich deren elektrostatischer Ableitfähigkeit zu erfüllen. Hintergrund dafür sind hauptsäch-lich Maßnahmen des Arbeitsschutzes. Ein wich-tiger Aspekt ist die Vermeidung von Funkenflug infolge der elektrischen Entladung und einer damit verbundenen Zündung explosionsfähiger Stoffe. Dies betrifft neben explosiven Stoffen, wie zum Beispiel Wasserstoff, auch Lager- und Produktionsräume für feine, staubförmige Pro-dukte wie Mehl, Puderzucker und ähnlichem. Zur Einhaltung der Anforderungen werden oft spezielle leitfähige Bodenbeschichtungen aus-geführt, die aber zusätzliche Arbeitsgänge und

Die Idee besteht darin, dem Beton zum Glätt-vorgang gezielt Kohlenstofffasern im Oberflä-chenbereich zuzugeben und mit Einarbeiten zu lassen, wie es beim Einarbeiten von Hartstoff zur Erlangung des mechanischen Widerstandes der Klasse XM3 auch geschieht. Kohlenstoff- fasern sind exzellente elektrische Leiter und sollten dann in entsprechender Verteilung in der Oberfläche den gewünschten Effekt hervorru-fen. Zudem kann dadurch aufgrund der hohen Zugfestigkeit von Kohlestofffasern eine mecha-nische Verfestigung gegen Rissbildung in der Oberfläche als Nebeneffekt realisiert werden. Für die Einstreuung von Kohlenstofffasern wurden 70 g Fasern pro m² Fläche mit einer Länge von 160 µm und einem Durchmesser von sieben µm verwendet. Diese weisen einen elektrischen Widerstand von nur 15 µΩm auf. Die Fasern wurden vor dem Glätten des Betons per Hand gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Das Aufstreuen der Fasern erfolgt unmittelbar vor dem geplanten Glätten der Betonoberfläche. Durch den Glättvorgang werden die Kohlen-stofffasern in den oberflächennahen Bereich des Betons eingearbeitet und verteilt. Die anschließend folgende Nachbehandlung muss nicht angepasst werden und kann wie gewohnt erfolgen. Für die Funktionalität der elektrosta-

tisch ableitfähigen Betonfläche müssen die Fasern relativ gleichmäßig verteilt sein. Trotz-dem kam es bei der hier gezeigten Anwendung zu lokalen dunklen Verfärbungen des Betonbo-dens, die jedoch nicht die Funktionalität beein-trächtigen. Eine Messung der Ableitfähigkeit von sechs Wochen nach Betonage zeigte über die gesamte Fläche sehr geringe Widerstände auf, die deutlich unterhalb der Anforderung lie-gen und somit eine sehr gute elektrostatische Ableitfähigkeit gewährleisten.

AusblickIm weiteren Verlauf muss sich nun zeigen, ob die geringen Widerstände der Bodenplatte auch im Nutzungszustand nachgewiesen werden können, da die Umgebungsbedingungen deut-lich andere sein werden, als zum Zeitpunkt der ersten Messung. Gerade die Klimatisierung wird einen erheblichen Einfluss auf die Betonfeuch-tigkeit haben. Die wiederum hat einen erheblichen Einfluss auf die Ableitfähigkeit. Im An-schluss daran werden mögliche Optimierungen auch in Bezug auf das optische Erscheinungs-bild eruiert.

Ziel / Nutzen • Leitfähigkeit ohne Beschichtung

Mögliche Anwendung • Bodenplatten, Estriche

Förderung intern

Projektkoordination Dr. Marcus Walz

Projektlaufzeit seit März 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: Betontechnologie International (BTI)

Projektleitung /Bearbeitung

Roland Thiel

Patente, Publikationen geplant

Ableitfähige Bodenplatten aus BetonAUF EINEN BLICK

Optisches Erschei-nungsbild der Betonober-fläche nach Fertigstellung / Visual appearance of the concrete surface after completion

Einarbeiten der Kohle- stofffasern beim Glättvor- gang / Incorporation of carbon fibers during the smoothing process


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Typische Mikro-Risse (ausgehend im Korn) einer Alkali-Aggregat-Reaktion / Typical micro-cracks (initiated in the aggregate) caused by Alkali-aggregate reaction

Bestimmung der reaktiven Oberfläche von Gesteinskörnungen bezüglich Alkali-Aggregat-Reaktionen Determining the responsive surfaces of composites in regard to alkali-aggregate reactions

Riss und Luftpore gefüllt mit Kieselgel a) linear polarisiertes Licht b) ultraviolettes Licht / Cracks and air void filled with gel a) plane polarised light b) ultraviolet light

Chalcedon), ein hoher Alkalieintrag (Zement, Zusatzstoffe) sowie ausreichend Feuchtigkeit als Ursache für die Alkali-Kieselsäure-Reaktion angesehen. Im Laufe der Zeit wurde erkannt, dass alle silikathaltigen Gesteine (unter ande-rem Granite, Diabase, Basalte) als potenzielle Reaktionspartner in Frage kommen. Die Über-prüfung, ob eine potentielle Alkali-Aggregat- Reaktivität vorhanden ist, erfolgt in Österreich durch die Beurteilungen von Langzeiterfah-rungswerten und durch Dehnungsmessungen an Probekörpern (gemäß ÖNORM B 3100).

Ziel und MethodikZur Bewertung der in Österreich angewendeten Prüfmethode wurden unterschiedliche Gesteins- körnungen sowie bekannt bedenkliche und unbedenkliche Materialien untersucht und ver-glichen. Nach den erfolgten Dehnungsmessun-

Up to this point it has been identified that the type of alkali has a significant influence on the alkali-aggregate reaction. However the influences of feldspar on this issue have not been fully discovered. Given this background the aim of this project is to verify the influence that feldspar particularly its weathering products have on the alkali-aggregate reaction. This will allow precise statements to be made regarding the reactiveness of the aggregates and will support the improvement of the existing test method in future.

HintergrundAlkali-Aggregat-Reaktionen verursachen Risse mit einer möglichen Ausscheidung von einem Gel. Das wiederum führt zur Gefügeauflockerung und daher zur Qualitätsminderung des Betons. Bisher wurden kryptokristalline Kieselsäure (Flint,

gen, wurden die Probekörper einer intensiven Zufuhr verschiedener Alkalien, Feuchtigkeits- gehälter sowie Temperaturen ausgesetzt. Ziel dieser Simulierung war es, die unterschiedlichen Reaktionsabläufe bei unterschiedlicher Alkali- zufuhr zu erfassen sowie die Geschwindigkeit der Reaktionsabläufe durch die Gelbildung mittels Dünnschliffmikroskopie und Rasterelekt-ronenmikroskopie zu bewerten. Die Charakteri-sierung der Gesteinskörnungen erfolgte minera-logisch, petrographisch und chemisch. Zusätz- lich wurden die Ladungsdichten der einzelnen Gesteinsmaterialien gemessen sowie der lös- liche SiO2-Gehalt der Aggregate bestimmt.

ErgebnisseAls Ursache für die Alkali-Aggregat-Reaktivität spielen unter anderem die Feldspäte (Orthoklas, Plagioklas) eine entscheidende Rolle. Diese Feldspäte sind verwitterungsanfällig und zer- setzen sich gemäß der Formel:

gen werden kann, dass Kalium weniger stark in das Porengefüge des Mörtels eindringt. Die Erklärung für den größeren Einfluss von Kalium auf die Rissbildung liegt darin, dass sich an Na-trium, bedingt durch eine höhere Ladungsdichte beziehungsweise Elektronegativität, im hydrati-sierten Zustand mehr Wassermoleküle als bei Kalium anlagern. Diese Hydrathülle bewirkt, dass Kalium leichter porengängig ist und somit auch die Rissbildung vermehrt begünstigt.

AusblickOb Zuschlagstoffe eine potentielle Reaktivität besitzen oder nicht, kann somit durch die Art des Feldspates (Orthoklas / Mikroklin – Albit und Anorthit) und deren Verwitterungsgrad ermittelt werden. Dies wäre auch die Erklärung dafür, dass ein Gestein aus dem gleichen Vorkommen über Jahrzehnte in verschiedenen Bauwerken keine Risse zeigt, es dann aber doch an einem Bauwerk mit starker (innerer) wirksamer Kalium-zufuhr zur Alkali-Aggregat-Reaktivität kommen kann.

Ziel / Nutzen • Schadensvermeidung an Betondecken und anderen Betonbauwerken• neue Prüfmethode zur Beurteilung der Alkali-Aggregat-Reaktivität von Gesteinskörnungen• besseres Verständnis der Reaktionsabläufen in der Mikrostruktur des Baustoffes Zeitpunkt der

schädigenden Gelbildung

Mögliche Anwendung • Beurteilung einer potenziellen Alkali-Aggregat-Reaktivitäts-Gefährdung konzernverwendeter Splitte • Kombination der bestehenden Prüfungsmethode mit der neu entwickelten Methode, um eine eindeutige

Aussagen treffen zu können • Maßnahmen zur Verhinderung / Reduzierung der schädigenden Kieselgelbildung

Förderung intern

Partner Höhere technische Bundeslehr- und Versuchsanstalt (HTL) Villach

Projektlaufzeit seit Januar 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: AT/Adria

Projektleitung Walter Strasser

Bearbeitung Brigitte Pestitschek

Alkali-Kieselsäure-Reaktivität – Zuschläge AUF EINEN BLICK

1000 µm

Feldspat mit Verwitte-rungs (Ton-) minerale / Feldspar with weathering (clay-) minerals

2 KAlSi3O8 + 2H+ + 2 HCO3- + H2O Al2Si2O5(OH)4 + 2K+ + 2 HCO3- + 4 SiO2

Feldspat von CO2 und H2O Silikat lösliche Silikat in Lösung/(Orthoklas) Tonmineral Ionen feste Partikel

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Die durchgeführten Versuche zeigen, dass die Art der verfügbaren Alkalie genauso einen star-ken Einfluss auf die Rissbildung, wie die petro-graphischen Komponenten und die Anwesen-heit von Feuchtigkeit und Temperatur hat. Es konnte festgestellt werden, dass Kalium einen wesentlich stärkeren Einfluss auf die Rissbil-dung an Mörtelprismen als Natrium hat. Kalium weist einen größeren Atomradius (231pm) als Natrium (186pm) auf, weshalb davon ausgegan-


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Unhydratisierter Hütten- sandfeinanteil unter dem Raster-Elektronen-Mikros-kop (REM) / Unhydrated fine portion of granulated blast furnace slag under the scanning electron microscope (SEM)

Wirksamkeit und Reaktivität von Hüttensand als BetonzusatzstoffEffectiveness and reactivity of blast furnace slag as concrete additive

Festigkeitsentwicklung bei Substitution von 70 % Zement K durch Hütten- sandmehl S / Structural strength developement of a 70% substitution between cement K divided by furnace slag S

HintergrundIn den letzten jahren hat der ökologische Fußab-druck Karriere gemacht. Das hat dazu geführt, dass die Herstellung von Zement näher be-leuchtet wird und zwar über die technologische und wirtschaftliche Optimierung hinaus. Bei der Herstellung wird sehr viel Primärenergie benö-tigt und durch den derzeitigen Strommix ent-sprechend viel CO2 freigesetzt. Potenzial liegt in der Zugabe von Zuatzstoffen, die den Zement zu einem bestimmten Teil ersetzen. Im Schwer- punkt des Forschungs- und Entwicklungspro-jektes „Wirksamkeit von Zusatzstoffen“ lag zu-nächst die Substitution des Zementes durch Flugasche. Im weiteren Verlauf führten neue Pa-rameter zu einem Wechsel des Substitutions-materials, sodass 2013 die Wirksamkeit und Reaktivität von Hüttensandmehl untersucht wurde. Dabei spielt nicht nur der Einfluss auf die Festigkeitsentwicklung eine Rolle, sondern im-mer häufiger auch die besonders im Ausland geforderten Nachweise für eine hohe Dauer- haftigkeit.

ZielDieses Projekt verfolgt zwei Ziele. Erstens die Entwicklung eines Schnellprüfverfahrens für den Nachweis der Wirksamkeit von Hütten- sanden als Zementersatz. Zweitens wird im weiteren Verlauf des Projektes der Einfluss von Zusatzstoffen auf das Betongefüge sowie die Verarbeitbarkeit des Frischbetons und damit auf die Festigkeitsentwicklung als auch die Dauer-haftigkeit untersucht. Damit können Einsparpo-tenziale geschaffen werden.

As of today, it is not possible to use granulated blast furnace slag (GGBS) as an additive for concrete in Germany, because it is not covered by any standards. For the concrete mix, however, GGBS is economically and ecologically of great importance when it is used as a cement substitute. Nonetheless, there is still a gap in the current literature which allows for the accurate performance assessment of GGBS. With the use of extensive laboratory experiments, this study aims to provide values which enable the tuning of the respective GGBS to the corresponding cement. This will be achieved with the development of a new screening test.

Stand der ArbeitenEs ist bekannt, dass zahlreiche Parameter Ein-fluss auf die Festigkeitsentwicklung des Betons haben. Hochofenschlacke, die vor allem aus Kalk, Kieselsäure, Aluminium- und Magnesium- oxid besteht, wird heute meist in Granulations-anlagen aufgearbeitet. Durch das Abschrecken der flüssigen Schlacke entsteht ein glasig er-starrter, feinkörniger Hüttensand. Dieser eignet sich besonders als Rohstoff für die Herstellung von hochwertigen Zementen, kann jedoch auch als Betonzusatzstoff vom Typ II genutzt werden. Wichtig für die Wirksamkeit der Hüttensande sind die chemische Zusammensetzung, die Struk-tur des Hüttensandes nach der Granulation, die Feinheit (Korngrößenverteilung KGV), die Art der Mahlung und die Kenntnis über mögliche nega-tive Einwirkungen auf das Produkt während der vorangegangenen Prozessschritte.

Um einen ersten Eindruck über die Wirkungs-mechanismen zu bekommen, wurden im Rah-men dieses Projektes Mörtelversuche durchge-führt. Für die Versuchsmischungen werden zwei Hüttensande mit jeweils zwei Zementen in un-terschiedlichen Verhältnissen kombiniert, wobei zusätzlich eine Sulfatzugabe (Anhydrit CaSO4 ) und die Wirkung von Calciumformiat (Ca(H-COO)2 als Abbindebeschleuniger für zementgebundene Baustoffe mit untersucht wird. An-hand der Versuchsergebnisse zeigt sich deut-lich, dass die Bewertung des Hüttensandmehls von der Wahl des Zementes beeinflusst wird und somit nicht allein produktspezifisch für Hüttensandmehl ist. Die Sulfatzugabe und die Beimischung von Calciumformiat haben deutli-che Effekte, die mit der bisher durchgeführten Versuchsreihe nicht systematisch bewertet wer-den können. Hinzu kommt, dass Herkunft und Herstellungsbedingungen die Wirksamkeit des Hüttensandmehls beeinflussen und deshalb bei der Bewertung festgehalten werden müssen.

AusblickEs ist ein Screeningtest zu entwickeln, der ein bestimmtes, am Markt befindliches Hütten-sandmehl in Kombination mit den im konkreten Projekt verfügbaren Zementen bewertet und Möglichkeiten der Potenzialausnutzung hin-sichtlich Festigkeitsentwicklung und Dauerhaf-tigkeit aufzeigt. Hierzu ist eine umfangreiche Versuchsreihe notwendig, die letztendlich in den Aufbau einer entsprechenden Datenbank münden muss.

Ziel / Nutzen • technologische und wirtschaftliche Optimierung von Beton• Reduktion des Zementanteils und damit der CO2-Emmissionen

Mögliche Anwendung • Betone mit Prüfalter > 28 d

Förderung intern



Unternehmenseinheit ZB TPA 04: Betontechnologie International (BTI)

Projektleitung Roland Thiel

Bearbeitung Roland Thiel, Dr. Marcus Walz

Patente, Publikationen • interner Bericht 01.14/4/01

Hüttensand als BetonzusatzstoffAUF EINEN BLICK

Festigkeitsentwicklung bei Substitution von 70 % Zement L durch Hütten- sandmehl S / Structural strength developementof a 70% substitution between cement L divided by furnace slag S

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Herstellung von Zement stabilisierter Tragschicht im Baumischverfahren / Production of hydraulically bound sub-bases through mixed in place technique

Einfluss von Sand auf die Druckfestigkeit in hydraulisch gebundenen TragschichtenInfluence of sand on the compressive strength of hydraulically bound sub-bases

Druckfestigkeiten / Compressive strength

HintergrundIm Zuge von Kontroll- und Abnahmeprüfungen an mit Zement stabilisierten Tragschichten wer-den immer wieder Minderfestigkeiten an den Probekörpern festgestellt. Auch hohe Binde- mittelgehalte, welche im Zuge der Eignungsprü-fungen ermittelt wurden, reichen oftmals nicht aus, um die geforderten Druckfestigkeiten in der Bauausführung zu erreichen. Es liegt die Ver- mutung nahe, dass ein wesentlicher Grund für die Nichterreichung der Druckfestigkeiten in der Bauausführung an den (schwankenden) Sand-gehalten beziehungsweise Sandeigenschaften liegt. Aufgrund der Minderfestigkeit kann die Übernahme durch den Auftraggeber verweigert und ein mangelfreier Neubau gefordert werden. Zumindest ist mit einer (nicht kalkulierten) Ver-stärkung des (Asphalt)-Überbaus und einer Verlängerung der Gewährleistung zu rechnen.

From time to time the samples of cement stabilised base courses appear to have negative robustness values. Even without binder contents, the base courses cannot reach the required compressive strength. Given this background, the failure to meet the compressive strength during execution could be related to the (variable) sand contents. Consequently, the clients could reject the handover and extend the warranty time. The aim of this project is to analyse, if sand in relationship with the binder content type has an impact on the compressive strength. The results of this project with three different material mixtures revealed that a high amount of sand does not necessarily lead to a weak compressive strength. Furthermore, it has been verified that the compressive strength does not depend on the relationship between sand content and material related parameters.

ZielDas Ziel dieses Projektes ist die Untersuchung der Auswirkungen von verschiedenen Sanden (unter anderem rund, gebrochen, verschiedene petrografische Eigenschaften) auf die Druckfes-tigkeit der Zement stabilisierten Tragschichten. Die Untersuchungen werden in Relation zum Bindemittel (Art und Gehalt) erfolgen. Für die Her- stellung der Grundstoffgemische (nachfolgend als Grundstoff A; B und C bezeichnet) werden von jedem Ausgangsmaterial (nachfolgend als Material 1 bis Material 3 bezeichnet) der Sand- anteil kleiner 4,0 mm trocken ausgesiebt. Das ausgesiebte Material wird den jeweiligen Kör-nung mit einem Anteil von 35 M% (A), 50 M% (B) und 65 M% (C) zugesetzt. Zu jedem Grund-stoffgemisch wurde Zement der Sorte CEM 32,5N und CEM 32,5R von der Firma W&P Zement Werk Wietersdorf mit einem Anteil von jeweils 5,5 M% und 8,0 M% zugegeben. Danach wurden Probekörper für die Bestimmung der Druckfes-tigkeit nach sieben und 28 Tagen hergestellt.

Ergebnis und SchlussfolgerungDie Untersuchungen an den drei Materialien zeigen, dass ein höherer Sandanteil nicht zwangsläufig auch zu einer schlechteren Druck-festigkeit führen muss. Die höchste Festigkeit wurde fast ausschließlich bei einem Sandgehalt von ca. 50 M% erzielt. Beachtenswert ist auch die Tatsache, dass die ermittelten Druckfestig-keiten bei einem Sandgehalt von ca. 65 M% bei den Materialien 2 und 3 in der Regel höher lie-gen als bei einem Sandanteil von ca. 35 M%. Die Bindemittelart N beziehungsweise R zeigen keinen Einfluss auf die Festigkeitsentwicklung hinsichtlich des Sandanteiles, ebenso nicht das Prüfalter von sieben beziehungsweise 28 Tagen. Ein Zusammenhang zwischen der Festigkeit in Abhängigkeit des Sandanteils und der Material-parameter (Rohdichte, Fließkoeffizient, Korn-form und Bruchflächigkeit) konnte im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen nicht fest-gestellt werden.

Ziel / Nutzen • Abschätzung der erforderlichen Bindemittelmenge• Vermeidung von Abzügen und Mehrkosten• dauerhaft tragfähige und frostsichere Schichten

Mögliche Anwendung • hydraulisch gebundene Tragschichten im Verkehrswegebau

Förderung intern

Projektlaufzeit Januar 2013 bis Januar 2014

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: Bereich AT/Adria

Projektleitung Wolfgang Lebeda

Bearbeitung Paul Prucker, Alfred Runa

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Druckfestigkeits- versuch / Compressive strength test


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Spaltzugfestigkeit am Bohrkern aus SMA-Platte nach 30 Frost-Tausalz- Wechseln / Splitting tensile strength of drilling core after 30 freeze-thaw-cycles

Beurteilung der Frostbeständigkeit von Gesteinskörnungen – Einfluss bituminöser BindungAssessing the frost resistance of aggregates – the impact of bituminous binders

Andesitischer Splitt in Mastix vor Befrostung (links) und nach 40 Frost- Tausalz-Wechseln (rechts) / Andestic aggregates im mastix before freezing (left side) and after 40 freeze-thaw-cycles (right side)

ProblemstellungDie konsequente Fortsetzung der Untersuchun-gen zur Frostbeständigkeit von Splitten (Konzern- broschüre Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2011 / 2012, S. 54 bis 57) liegt darin, die Beurteilung der Frostbeständigkeit des reinen Gesteins auf die des Gesamtsystems Asphalt – also der Zuschlagstoff Splitt umgeben von einer Bitumenmatrix – zu erweitern. Das umgebende Bitumen ist in der Lage in Hohlräume der Ge-steinskörner oberflächlich einzudringen, die Wasserzufuhr zu verringern und damit zur Desensibilisierung gegenüber Frostsprengung beizutragen.

Ziele und MethodenZiel der gegenständlichen Untersuchungen ist es zu prüfen, ob die bisherigen Erkenntnisse für reinen Splitt hinsichtlich Frostbeständigkeit auf Splittmastixasphalt (SMA) übertragbar sind. Dazu werden die Splitte in Mastix hohlraumfrei eingegossen. Die erkalteten Prüfkörper werden geschnitten, um die Gesteinsflächen der Frost-lösung (1 % NaCl) zugänglich zu machen und vergleichbare Oberflächentexturen zu schaffen. Neben großen Mastixkörpern (225 mm Durch-messer) mit hoher Repräsentanz des Splitts werden auch kleine Mastixkörper (110 mm Durchmesser) hergestellt. Um das Verhalten der Splitte unter möglichst realitätsnahen Verhältnissen abschätzen zu können, werden exemplarisch mit drei unter-schiedlichen Splitten SMA-Probekörper mittels

A previous publication in this journal has dealt with the frost resistance of aggregates (Brochure Research, Development, Innovation – Projects 2011 / 2012, pp. 54 – 57). This paper is a continuation of the previous publication. After testing frost resistance of pure aggregates mastic-bound samples and asphalt-plates (SMA) have been produced to verify and quantify a protective effect of bitumen on aggregates. The spalling of the mastic-bound samples decreased by 80% (mean value), but is highly depending on the aggregate. Thus spalling in bituminous- bound condition is material-specific and cannot be derived from frost susceptibility of pure aggregates. Cores from asphalt-plates are subjected to indirect tensile strength tests correlating with spalling of mastic-bound samples. The results of the project are the base for an assessment background enabling to evaluate the frost susceptibility of aggregates in asphalt.

Walzsektorverdichtung hergestellt und unter-schiedlicher Frostbeanspruchung ausgesetzt. Daraus gezogene Bohrkerne werden schließlich Druck- sowie Spaltzugfestigkeitsprüfungen un-terzogen, um den Frosteinfluss zu verifizieren.

ErgebnisseEs kann gezeigt werden, dass die Bindung von Splitt in Mastix das Abwitterungsverhalten ver-ändert. Sowohl laterale Einbettung der Körner in Mastix, als auch oberflächliche Aufnahme von Bitumenbestandteilen und damit teilweiser Porenverschluss führen überwiegend zu deut- licher Verzögerung oder Verringerung der Ab- splitterung nach 30 Frost-Tausalz-Wechseln (FTW). Im Vergleich zu den Untersuchungen an reinem Splitt sinkt die Abwitterung für mastixge-bundenen Splitt im Mittel um etwa 80 % (Streu-ung etwa 50 – 95 %). Entscheidend ist aller-dings die Feststellung, dass diese Stabilisierung durch die Bitumenmatrix stark materialspezi-fisch ist und nicht pauschal auf alle Gesteine in gleichem Ausmaß zutrifft. Eine Ableitung der Frostempfindlichkeit bitumengebundenen Splitts aus konventionellen Splittprüfungen ist daher nicht möglich. Die Abwitterungen der exemplarisch hergestell-ten SMA-Platten zeigen eine gute Korrelation mit jenen der kleinen und großen Mastixkörper. Prüfungen der Druck- und Zugfestigkeit an Bohrkernen aus diesen SMA-Platten demonst-rieren eine Abhängigkeit von der Frostbean-spruchung in Form deutlich verkürzter Wege bis zum Bruch bei einer hohen Anzahl von vorangegangenen Frost-Tau-Wechseln. Dies wird sowohl auf die verstärkte Aufmürbung des Gesteins als auch auf eine Verhärtung des Bitu-mens zurückgeführt. Auch kann ein guter Zu-sammenhang zwischen der Spaltzugfestigkeit oder dem Weg bis zum Bruch und dem Absplit-terungsverhalten der kleinen Mastixkörper fest-gestellt werden. Die Absplitterungen der kleinen Mastixkörper könnten somit Hinweise auf das Frostverhalten von Asphalt liefern.

Ziel / Nutzen • realitätsnahe Beurteilung der Frostbeständigkeit der Gesteinskörnung in bituminöser Bindung• Basisarbeit für eine Prognose des Langzeitverhaltens konkret geplanter Asphalte • Grundlage für die Möglichkeit realistischer finanzieller Kalkulationen bei PPP-Projekten

Mögliche Anwendung • bei jeder Gesteinskörnung, die in bituminösen Decken hochrangiger Straßen eingesetzt werden soll

Förderung intern

Projektlaufzeit Januar 2012 – Dezember 2013


Projektleitung Dr. Hannes Kugler

Bearbeitung Andreas Krajcsir, Dr. Hannes Kugler, Wolfgang Lebeda

FTW bei in Bitumen eingebundenem Splitt

AUF EINEN BLICK

Die gegenständlichen Ergebnisse dienen als Grundlage künftig einen Bewertungshintergrund für die Frostbeständigkeit von Splitt in Asphalt zu schaffen.Mit diesen Erkenntnissen kann eine Aussage über das Langzeitverhalten von Asphalten ge-troffen werden, die eine realistische Einschät-zung gibt und damit auch Basis für die Kalkula-tion der Betriebs- und Instandhaltungskosten von PPP-Projekten liefert.


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Frostsicherheit von Recyclingmaterial – Evaluierung von Schnellversuchen Frost susceptibility of recycling material – evaluation of rapid tests

Ziele und MethodikAls mutmaßlich relevante Einflussfaktoren auf die Frostsicherheit recyclierter Materialien wer-den die Mineralogie, die Korn- beziehungsweise Hohlraumverteilung und die Wassersaugfähig-keit als deren Summenparameter postuliert. Für die Untersuchungen werden fünf mineralogisch sehr ähnliche Recyclingmaterialien herangezo-gen (recycliertes Betongranulat beziehungswei-se recycliertes Mischgranulat). Die mineralogi-schen Analysen erfolgen mittels X-ray Diffraction (XRD). Die Fähigkeit zur Wasseraufnahme wird über die Messung der Gewichtsänderung der Frost-Probekörper erfasst. Diesen Probekör-pern wird ermöglicht, über eine Filterplatte Was-ser anzusaugen, das auf verschiedene definier-te Niveaus konstant eingestellt werden kann. Die Frosthebeversuche erfolgen gemäß ÖNORM B 4810. Zur Klärung eines mineralogischen Ein-flusses auf die Frosthebung werden von einem Material mehrere Frostkörper gleicher Kornver-teilung hergestellt. Diese unterscheiden sich nur hinsichtlich des Mineralbestandes in der Frakti-on < 0,063 mm in Form unterschiedlicher Quar-zanteile (inaktiv) beziehungsweise Kaolinitantei-le (frostempfindlich).

Ergebnisse und FazitDie Frosthebeversuche gleicher Proben eines Materials zeigen eine sehr geringe Wiederhol-barkeit mit einer mittleren relativen Stan-dardabweichung von zum Teil deutlich > 20 %. Dies bestärkt analog den natürlichen Körnungen

To this point there is no rapid test (as for natural aggregates) to estimate the frost susceptibility of recycled material. To close this gap, five similar recycled materials are subjected to frost heave tests (two subsequent cycles), mineralogical studies and water consumption tests through filter plates. One material has been chosen to produce uniform specimens varying only in artificial quartz and kaolinite content within fraction < 0,063 mm. This will verify the mineralogical influence. The results show that mineralogical (together with granulometric) influence of kaolinite cause very low second frost heaves. The water uptake shows also a probable correlation to the second frost heave cycle. Hence this study reveals that two subsequent frost heaves should be carried out after the water consumption behavior has been tested. Water consumption as carried out in this study indicates the potential for estimating frost susceptibility.

HintergrundRecyclingmaterialien werden zu immer wertvol-leren Rohstoffen für den Straßenbau. Im Gegen-satz zu natürlichen Körnungen existiert keine zum Mineralkriterium äquivalente Vorstufe der Beur-teilung, ob ein Frosthebeversuch tatsächlich nötig ist. Damit eine effektive und effiziente Erst-beurteilung der Frostsicherheit ermöglicht werden kann, wird im Rahmen dieses Projektes unter-sucht, inwieweit Einflussfaktoren wie Mineralo-gie oder Wassersaugfähigkeit zur Beurteilung der Frostsicherheit herangezogen werden können.

die Forderung nach der Prüfung von mindestens zwei Prüfkörpern. Die absoluten Hebungen liegen zwischen 4 bis 12 mm und damit im zulässigen Bereich (max. 15 mm). Zur Analyse des längerfristigen Frostverhaltens werden eini-ge Materialien zwei- bis dreimal hintereinander ohne Unterbrechung befrostet. Dabei zeigt sich zum Teil sehr unterschiedliches Verhalten, be-sonders Material C weist bei der zweiten Frost-hebung eine relative Steigerung von Plus 165 % auf. Dieses Material wurde auch gewählt, um den mineralogischen Einfluss zu verifizieren. Die ermittelten Resultate der ersten und zweiten Frosthebungen (sowie der Gesamthebungen nach zwei ununterbrochenen Zyklen) sind im Diagramm dargestellt. Es zeigt sich, dass die kaolinitreichen Proben (C_3 und C_4) klar geringere zweite Frosthebungen aufweisen. Ein mineralogisch-granulometrischer Einfluss der Feinteile scheint somit gegeben und unter-streicht die Forderung, Recyclingmaterial zu-mindest einer zweiten Frosthebung zu unterzie-hen. Dieses Ergebnis plausibilisiert sich durch

die Tatsache, dass die Ergebnisse der ermittel-ten Wassergehalte nach Wasseraufnahmever-suchen, mit den zweiten Frosthebungen bezie-hungsweise den Gesamthebungen nach zwei ununterbrochenen Zyklen korrelieren. Ange-sichts der Heterogenität von Recyclingmaterial scheint die Wasseraufnahme über Filterplatten an der gesamten Fraktion (und nicht nur an den Feinfraktionen) eine erfolgversprechende Me-thode zu sein, die Frostsicherheit noch im Vor-feld von Frosthebungsversuchen abzuschätzen.

Ziel / Nutzen • Klärung der Wiederholbarkeit und der Aussagekraft von Frosthebungen bei Recyclingmaterial • Identifizierung relevanter Einflussfaktoren auf die Frostsicherheit • Ableitung einer vertrauenswürdigeren Versuchsdurchführung von Frosthebungen• Vorstellung der Wasseraufnahme über Filterplatten als mögliche Schnellmethode

Mögliche Anwendung • vertrauenswürdigere Aussagen zum langfristigen Frostverhalten recycelter Baumaterialien• Etablierung einer Schnellmethode zur Erstbeurteilung der Frostsicherheit als Vorstufe zu Frosthebungen

Förderung intern

Projektlaufzeit Januar 2013 bis Dezember 2013



Bearbeitung Dr. Hannes Kugler, Wolfgang Lebeda, Paul Prucker

Frostsicherheit von Recyclingmaterial AUF EINEN BLICK

Frosthebungen von Material C in Abhängigkeit vom Mineralgehalt der Fraktion < 0,063 mm. Von C_1 bis C_4 abnehmender Quarzgehalt und zunehmender Kaolinitgehalt /Frost heaving of material C in relation to the mineral content of the fraction <0,063 mm. From C_1 to C_4 decreasing Quartz content and increasing Kaolinite content


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SMA-Oberflächen nach Polierbeanspruchung: Grobkornreiche Kornver-teilung (links) und feinteil- reiche Kornverteilung (rechts) / SMA-surface after polishing: coarse grain distribution (left side) and fine grain distribution (right side)

Griffigkeitsprognose für Asphaltmischgut – Einfluss der TexturPrognosis of skid resistance for asphalt

Griffigkeitsverlauf von SMA-Oberflächen gleichen Gesteins unterschiedlicher Kornverteilungen (KV) / Skid resistance of SMA surfaces, same grit with different grain distribution

Hence it can be summarised that even variations within the permissible range of grain size distribution have a clear measureable effect on skid resistance. In addition, measurable differences in skid resistance (up to µ = -0,02 [-]) have been identified when exposing the sample (together with the rubber sliding blocks used to measure the skid resistance) to different tempe-ratures (in a range of 10-25°C). Consequently it has been noted that every specimen together with the sliding blocks needs to be flooded routinely. This will be achieved through the use of the integrated water projection system, for 5 minutes at 10°C, before the actual test. Additional experiments to control the efficiency of the polishing unit samples with industrial sand-paper unfortunately turned out to be less useful than specimen with simple homogeneous sand.

ProblemstellungDie Griffigkeit einer bituminösen Straßenober-fläche beeinflusst deren Nutzungsdauer ent-scheidend. Besonders die Herstellung hohl-raumreicher Asphaltoberflächen (z. B Splitt- mastixasphalt (SMA)) unterliegt hinsichtlich der Griffigkeit einer relativ großen Streuung. In der Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2012 / 13, S. 18 / 19 ist über das Verfahren zur Prognostizierbarkeit der Griffigkeitsentwicklung berichtet worden, erste Versuche waren durchgeführt und bewertet worden.In der Fortsetzung des Forschungsprojektes wurden die als besonders relevant identifizierten Parameter genauer betrachtet.

The production of void rich asphalt surfaces (such as stone mastic asphalt (SMA)) face a huge variation in grain size distribution. To verify the influence of different grain size distributions on the skid resistance three series of laboratory SMA- plates were produced. According to the Austrian standard ÖNORM B 3584-1 for SMA, those represent the upper, the middle and the lower limit of permissible grain size distributions. The results after sand-blasting and polishing steps reveal that the highest skid resistance is from those plates with the finest grain size distribution. The plates which have coarse grain size distribution in turn, show a lesser skid resistance. This is related to the micro-textural effects of the sand fraction in the specimen which keep the skid resistance on a high level. The maximum differences in skid resistance observed are approximately µ = 0,03 [-].

MethodenEiner der bedeutendsten herstellungsseitigen Einflüsse auf die erreichbare Griffigkeit ist die Textur. Diese wird maßgeblich von der Kornver-teilung bestimmt, welche für SMA nach ÖNORM B 3584-1 innerhalb eines vorgegebenen Soll- Bereichs schwanken darf. Es werden drei Serien mit je vier SMA-Platten hergestellt: Diese reprä-sentieren die idealisierte Mitte des Soll-Bereichs der Kornverteilung sowie dessen obere und untere Grenzsieblinie. Um den Einfluss der Temperaturwirkung auf die Messergebnisse abzuschätzen, wird die Tem- peratur von Messgummis und Probe an Hand einer Referenzplatte (Prototyp aus ZrO-Körnung) geprüft. Zur Kontrolle der Polierleistung werden gemein-sam mit externen Instituten Vergleichsmes- sungen an Sandpapier-Platten durchgeführt (industrielles Nassschleifpapier Körnung 120 auf Holzplatte).

ErgebnisseDie mittleren Griffigkeitsentwicklungen der drei Prüfserien unterschiedlicher Kornverteilungen nach Sandstrahlen und mehreren Polierstufen sind im Diagramm abgebildet. Dabei wurde vom Originalzustand nach Herstellung (Beanspru-chungsstufe 0) ausgegangen. Es zeigt sich, dass die Griffigkeit beim Versuchskörper mit grober Kornverteilung nach dem Sandstrahlen (Stufe [0-S]) bei Weitem über jener der anderen Proben liegt. Nach fortgesetzter Polierarbeit hingegen kommt es zu einer Trendumkehr, wo-durch die feinteilreichsten Proben die höchsten Griffigkeiten aufweisen und die grobkornreichs-ten die geringsten. Die maximalen absoluten Abweichungen sind deutlich messbar und liegen bei etwa µ = 0,03. Das kann damit in Zusammenhang gebracht

werden, dass bei den feinteilreichen Versuchs-körpern die Sandfraktion für mikrotexturelle Rauheit sorgt und in der Lage ist länger für ein höheres Griffigkeitsniveau zu sorgen. Für ver-gleichende Untersuchungen ist daher die Korn-verteilung detaillierter zu berücksichtigen.In prüftechnischer Hinsicht kann gezeigt werden, dass in einem Bereich von 10° – 25°C hohe Temperaturen der Prüfoberfläche und der Messgummis zu niedrigeren Prüfwerten führen (bis µ = -0,02 [-]). Daher werden künftig unmittelbar vor jeder Prüfung routinemäßig Probe und Messgummis in eingebautem Zu-stand fünf Minuten von 10°C kaltem Wasser umspült.Vergleichsmessungen an Sandpapier-Platten haben gezeigt, dass der Zustand der Polierrol-len einen messbaren Einfluss auf die Polierleis-tung hat. Die Verwendung von industriellem Sandpapier führt zu einer geringeren Wieder- holbarkeit als bereits durchgeführte Versuche mit Normensand. Zudem treten bei der Verwen-dung von Sandpapier-Platten oft geräteschäd- liche Vibrationen auf – weshalb diese Methode nicht weiter verfolgt wird.

Ziel / Nutzen • Optimierung labortechnisch hergestellter Asphaltprüfkörper für die Griffigkeitsprognose, insbesondere hinsichtlich Reproduzierbarkeit

• Festlegung standardisierter Prüfbedingungen über die gültigen Regelwerke hinaus• Evaluieren von Methoden zur Kontrolle der Polierleistung (Normensand, Sandpapier)

Mögliche Anwendung • Griffigkeitsprognose als wesentlicher Parameter bei der Mischgutkonzeption• Optimierung der Mischanlagenrezepturen• Einsatz von unterschiedlichen Sanden zur Griffigkeitsverbesserung• bekannte Griffigkeitsentwicklung als wesentliches Instrument der Straßenerhaltung und Verkehrssicherheit

Förderung intern




Bearbeitung Andreas Dechet, Dr. Hannes Kugler, Andreas Krajcsir

Griffigkeitsprognose AUF EINEN BLICK

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

[0] [0-S] [1] [2] [3] [4]

μ [1

]

Beanspruchungsstufen

KV-grob

KV-Mitte

KV-fein

Eingespannter SMA-Prüfkörper vor der Prüfung mit rotierenden Prüfgummis / Fixed SMA-specimen before testing with spinning rubber sliding blocks


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Entwicklung eines robusten Polypropylen-Faserbetons für Tunnelbauprojekte Development of a robust polypropylene fi bre concrete for tunnel construction projects

The compiled concrete with PP-fi bres is able to meet the high fi re and safety provisions and shows also suffi cient robustness for construction related activities and various weather conditions.

HintergrundAufgrund von Brandereignissen in Straßentun-neln mit meist tödlichen Folgen hat der vorbeu-gende Brandschutz in den letzten Jahren stetig an Bedeutung gewonnen. Dem Tunnelbeton selbst wird dabei die vorrangige Schutzwirkung zugewiesen. Aus mehreren Forschungsvorha-ben und Praxisanwendungen ist bekannt, dass die Zugabe von Kunststofffasern zur deutlichen Reduzierung von explosionsartigen Betonab-platzungen führen kann. In sämtlichen Tunnel-bauwerken, seien es Straßentunnel oder Bahntunnel, wird diese Bauweise inzwischen als Standard vorausgesetzt. Während bei der

Tunnel construction projects are exposed to increasing fi re and safety expectations, due to deadly incidents in the past. To improve the fi re resistance of concrete in tunnel construction projects, the utilisation of polypropylene (PP) –fi bres has become more appealing throughout the industry. However, this additive also has some negative impacts on the consistency of the concrete. The more PP-fi bres are used, the higher are the negative impacts on the consistency of the concrete. This study will reveal the impact of the used amount of PP-fi bres and the shapes of the PP-fi bres on the concrete for the case of tunnel construction projects. The results of this study will enable the development of a robust concrete composition for the inner concrete shell of the construction project Bühltunnel. The composition will be casted through the usage of mining techniques.

dieses Projektes ist es, die Auswirkungen unter-schiedlicher Fasermengen und Fasergeometri-en zu identifi zieren. Basierend auf diesen Er-kenntnissen soll ein Beton entwickelt werden, der unter Berücksichtigung von produktions- sowie witterungsbedingten und weiteren bau-praktischen Einfl üssen vor allem beim Einbau eine ausreichende Robustheit aufweist.

Stand der ArbeitenEs wurden zahlreiche Betonversuche mit ver-schiedenen Ausgangsstoffen durchgeführt• zur zielgerichteten Entwicklung einer Beton-

rezeptur.• um einen robusten Faserbeton im Konsis-

tenzbereich F5 unter Beibehaltung der durch die Zusätzliche Technische Vertragsbedin-gungen (ZTV-ING) zu erhalten.

• unter der Berücksichtigung der im Brand-schutz vorgegebenen Fasermenge von zwei Kilogramm pro Kubikmeter.

Die Durchführung der Versuche erfolgte mit unterschiedlichen Zementsorten unter Verwen-dung verschiedener Fließmittel. Dabei war auch die Optimierung der Sieblinien, der natürlichen, als auch der gebrochenen Gesteinskörnungen notwendig. Zudem wurden Flugaschen und Steinmehle unterschiedlicher Herkunft verwen-det. Aufgrund des hohen Fasergehaltes werden die Frischbetoneigenschaften negativ beein-fl usst, was zwingend durch eine Anpassung der Rezeptur auszugleichen ist. Zur Verbesserung der Stabilität und gleichzeitig der Konsistenz musste der Leimgehalt bis an die normativen Grenzwerte erhöht werden. Ergänzend wurde zu jeder Rezeptur die Grenzdosierung des Fließ-mittels ermittelt, um eine möglichst hohe Konsis-tenz zu erreichen, ohne dabei die Gefahr einer Entmischung einzugehen. Hier waren umfang-reiche Vorversuche notwendig, da nur wenige Fließmittel bei solch einer hohen Dosierung ein für den Tunnelbau rechtzeitiges Ansteifen des Betons zulassen. Erste Versuchsreihen mit Re-zepturen gemäß der in Ausschreibungen der Deutschen Bahn und der ZTV-ING vorgeschrie-benen Fasergeometrie (Länge sechs Millimeter, Durchmesser 20 µm) und der Fasermenge von zwei Kilogramm pro Kubikmeter lieferten keine technologisch und wirtschaftlich zufriedenstel-lenden Ergebnisse. Bei Einhaltung der Grenzdo-sierung des Fließmittels konnte die gewünschte Konsistenz nicht erreicht werden. Die Konsis-tenz nimmt stark ab bei der Zugabe von zwei Kilogramm Fasern. Die Zielkonsistenz kann lediglich durch eine Überdosierung des Fließ-mittels erreicht werden. Dies hat jedoch zur

Polypropylen Fasern für Beton / Polypropylene fi bres for concrete

Zusammenhang von Fasergeometrie und -gehalt, Ausbreitmaß und Fließ-mittelgehalt / Relationship between fi bre geometry,fi bre content, fl ow diameter, and superplasticizer content

Versuch Nr.

Faserlänge [mm]

Faserdurch-messer [µm]

Fasergehalt [kg/m3]

Ausbreitmaß [mm]

FM-Gehalt [% v.Z]

1 6 32 2 600 1,2

2 6 20 2 515 1,4

3 6 15 1,4 600 1,4

4 3 20 2 610 1,1

Brandversuch mit 1,5 kg PP-Fasern / Fire test with 1.5 kg PP fi bres

Brandversuch ohne Fasern / Fire test without fi bres

Ohne Fasern, Fließmittelanteil = 0,8 %, Ausbreitmaß = 605 mm / Without fi bres, superplasticizer content = 0.8%, fl ow diameter = 605mm

Mit Fasern, Fließmittelanteil = 0,9 %, Ausbreitmaß = 470 mm / With fi bres, superplasticizer content = 0.9%, fl ow diameter = 470mm

Mit Fasern, Fließmittelanteil = 2,3 %, Ausbreitmaß = 565 mm / With fi bres, superplasticizer content = 2.3%, fl ow diamteter = 565mm

Tübbingbauweise bereits umfangreiche Erfah-rungen mit der Verwendung von Polypropylen-(PP)-Fasern im Beton vorliegen, gibt es für die offene oder auch bergmännische Bauweise in Deutschland bisher nur Pilotprojekte, wie der Bühltunnel in Siegen.

ZielNeben der Verbesserung der Brandbeständig-keit hat die Zugabe von PP-Fasern auch negati-ve Auswirkungen auf die Konsistenz, die Stabili-tät und Sedimentation, das Ansteifverhalten und die Frühfestigkeit. Diese Auswirkungen nehmen mit steigender Konsistenz des Betons zu. Ziel


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Ziel / Nutzen • Entwicklung eines robusten PP-Faserbetons für die bergmännische Tunnelbauweise• Identifizieren von Auswirkungen unterschiedlicher Fasermengen und Fasergeometrien

Mögliche Anwendung • Tunnelbau• Hochfester Beton im Hochbau

Förderung intern


Projektlaufzeit seit Oktober 2012

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: De Nord / International / RU, Betontechnologie International (BTI)

Projektleitung Torsten Dölle

Bearbeitung Andre Langeborg

Patente, Publikationen interner Bericht

PP-Faserbeton für den Tunnelbau

Folge, dass der Beton stark blutet und nicht ausreichend stabil ist. Anschließend wurden Versuche mit Rezepturen durchgeführt, die einen geringeren Fasergehalt aufwiesen. Wie zu erwarten, verbesserte sich durch die Reduk-tion der Fasermenge das Konsistenzverhalten deutlich. Zudem wurde der Einfluss unter-schiedlicher Fasergeometrien identifiziert. Eine Reduzierung der Faserlänge auf drei Millimeter oder eine Verdoppelung des Faserdurchmes-sers auf 32 µm lieferten bezüglich des Konsis-tenzverhaltens deutlich bessere Ergebnisse als die Ausgangsgeometrie. Im nächsten Schritt muss nun die Auswirkung der Veränderung der Fasergeometrie auf das Brandverhalten des Bauteils anhand von Brandversuchen festge-stellt werden. Unter Einhaltung der Grenzdosierung des Fließ-mittels ist es mit diesen Optimierungen nun möglich, entsprechende Faserbetone der Kon-sistenzklasse F5 herzustellen. Eine Abweichung der Fasergeometrie oder des Fasergehaltes von den Anforderungen der ZTV-ING, beziehungs-weise den Ausschreibungen der Deutschen Bahn, macht allerdings eine Prüfung der Wirk-samkeit der Fasern im Brandfall notwendig. Hierzu müssen aufwendige Groß- und Klein-brandversuche durchgeführt werden. Für das Bauvorhaben am Bühltunnel sollte eine Rezep-tur mit einer speziellen PP-Faser verwendet werden, die aufgrund ihrer signifikant erhöhten Fließfähigkeit im geschmolzenen Zustand und der damit verbundenen schnelleren Ausbildung

von Mikrokanälen im Brandfall bei gleicher Brandbeständigkeit eine geringere Faserdosie-rung ermöglicht. Um einen möglichst robusten Beton herzustellen ist bei den ersten Brandver-suchen eine Rezeptur mit nur 1,2 kg/m³ Fasern getestet worden. Dabei konnte die Wirksam- keit noch nicht ausreichend nachgewiesen wer-den, sodass nach weiteren Brandversuchen letztlich eine Rezeptur mit einer Faserdosierung von 1,4 kg/m³ dieser Fasersorte zum Einsatz kam.

Fazit Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass bereits bei einer Faserzugabe von einem Kilogramm pro Kubikmeter die Konsistenz des Frischbetons stark negativ beeinflusst wird. Die dadurch bedingte erhöhte Zugabemenge an Fließmittel kann relativ rasch zu einer sehr ho-hen Blutneigung führen, das heißt die Stabilität des Frischbetons wird wesentlich beeinflusst. Bei Verdichtung mit Außenrüttlern verringert sich die Wirkung der Verdichtung durch die Faserzugabe. Das empfohlene Ausbreitmaß ist daher in Abhängigkeit des Verdichtungsver- fahrens entsprechend anzusetzen. Hierzu kann auch in einem bestimmten Rahmen der w/z-Wert angepasst werden. Die Fasern bewirken aber nicht nur beim Einbau vor Ort Besonder-heiten, die unbedingt zu beachten sind, sondern bereits im Mischwerk. Durch die noch relativ unbekannte Verarbeitungsmethode des Mate- rials Faserbeton können im Transportbeton- Mischwerk verschiedenste Probleme auftreten. Der Faserbeton stellt sich hier als schwierig zu beherrschendes Material heraus. So ist zum Beispiel durch die Faserzugabe mit einem wesentlich höherem Geräteverschleiß oder mit einer deutlichen Reduktion der Förderleistung zu rechnen.

AusblickDie Vielzahl der Versuche mit verschiedensten Rezepturen hat gezeigt, dass es nicht möglich ist, einen ausreichend robusten PP-Faserbeton für die bergmännische Tunnelbauweise unter Einhaltung der Vorgaben zum Fasergehalt und zur Fasergeometrie herzustellen. Entweder wird bei Einhaltung der Grenzdosierung des Fließmit-tels nicht die notwendige Konsistenz erreicht oder der Beton ist bei Überdosierung des Fließ-mittels nicht mehr stabil. Somit bleibt zur Her-stellung eines robusten Faserbetons nur das Ausweichen auf andere Fasermengen und/oder Fasergeometrien. Dies hat aufwendige Brand-prüfungen zur Folge. Zudem muss beim Einsatz des PP-Faserbetons durch die sehr hohen Fließmitteldosierungen immer der deutlich hö-here Schalungsdruck berücksichtigt werden.

Einfluss des Fasergehal-tes auf das Ausbreitmaß /Fibre content influence on the consistency

Mikroskopische Auf- nahme vom Faserbeton / Microscopic recording of fibre concrete

AUF EINEN BLICK

30

40

50

60

70

0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75

Aus

brei

tmaß

in c

m

Fasergehalt in kg/m3



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Konzept zur Qualitätssicherung beim Einbau von Faserbetonen am Bauvorhaben Bühltunnel Quality-assurance-concept for casting fibre concrete at the Bühltunnel project

HintergrundDer positive Einfluss von abschmelzenden Kunststofffasern auf die Brandbeständigkeit von Betonbauteilen ist vielfach untersucht und hin-reichend belegt. Daher gewinnt die Zugabe von Polypropylen-(PP)-Fasern in Deutschland immer mehr an Akzeptanz und wird zunehmend zur Standardbauweise im Tunnelbau werden. Faser- betone für Tunnelinnenschalen unterliegen viel-fältigen, zum Teil technologisch gegensätzlichen Anforderungen. Bei der geschlossenen Bauwei-se ist für den Faserbeton eine hohe Konsistenz (Konsistenzklasse F5) gefordert, wodurch hohe Zusatzmitteldosierungen notwendig werden. Aufgrund dieser hohen Dosierungen werden die Betoneigenschaften bereits durch geringe Schwankungen in den Produktionsbedingungen, in den Ausgangsstoffen oder der Witterung beeinflusst. In Deutschland sind die Auswirkun-gen dieser Schwankungen auf die Qualität von Tunnelinnenschalen nicht untersucht. Letztendlich wird die durch die Zugabe der Kunststofffasern erhöhte Brandbeständigkeit des Betons in Brandversuchen gemäß der von der Österreichischen Vereinigung für Beton- und Bautechnik (ÖVBB) 2004 herausgegebenen Richtlinie geführt. Der ÖVBB-Richtlinie zufolge werden die entsprechenden Versuchskörper über einen Zeitraum von 120 Minuten nach den Vorgaben der Rijkswaterstaat (RWS) - Kurve be-feuert. Eine Klassifizierung nach Beton mit er-höhter Brandbeständigkeit geprüft im Groß- versuch (BBG-Faserbetonklasse) wird nach der

Fibre concrete for tunnel inner shells have high technological requirements. The construction project Bühltunnel required a continuously high quality standard of concrete at all times during the execution. To ensure this high standard of quality, an extensive quality assurance concept has been developed. On the one hand, the quality assurance concept consists of the inclusion of a new test for fibre content determination and solidification behaviour. This new test was included in the inspection plan. On the other hand, the frequency of the usual tests has been increased and evaluated from both a technical and economic aspect. Through these evaluations, optimisations have been achieved, which now result in a quality assurance concept that can be used for other construction projects, as well.

genannten Richtlinie nur dann erteilt, wenn die Abplatzungen weniger als ein Zentimeter betragen und an keiner Stelle bis zur Beweh-rung reichen.Der Bühltunnel Siegen ist der erste Straßen- tunnel in Geschlossener Bauweise in Deutsch-land, bei dem die Innenschale mit Faserbeton ausgeführt wird und bei dem neue Erkenntnisse über diesen Baustoff gewonnen werden können.

ZielDie Ausschreibungen für Tunnelbauprojekte stellen bezüglich des Faserbetons umfangrei-che Anforderungen an die zu prüfenden Para-meter sowie an die Prüfhäufigkeiten.

Dieses Projekt hat das Ziel die maßgeblichen Eigenschaften des Faserbetons am Beispiel vom Bauvorhaben Bühltunnel zu identifizieren und den damit verbundenen Prüfumfang zu optimieren. Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Konzept zur Qualitätssicherung entwickelt. Diese Vorgehensweise gewährleistet einen reibungslosen Betonierablauf mit gleich-bleibend hoher Betonqualität. Die Erfassung der Schwankungen der Frischbetoneigenschaften und deren Einfluss auf die Festbeton- und Bau-teilqualität sind ein wichtiger Bestandteil dieses Konzeptes. Nach Abschluss des Bauvorhabens werden die durchgeführten Prüfungen und Prüfhäufigkeiten technologisch und wirtschaft-lich bewertet, um weitere Optimierungen für künftige Projekte ableiten zu können.

Stand der ArbeitenBeim Bauvorhaben Bühltunnel wurde für die PP-Faserbetone ein umfangreicher Qualitätssi-cherungs-Plan zur Herstellung der Tunnelinnen-schale erstellt. Dieser beinhaltet sowohl detail-lierte Abnahmeprotokolle für alle Arbeitsschritte als auch einen umfangreichen Prüfplan zur Sicher- stellung einer konstant guten Betonqualität. Berücksichtigung fanden nicht nur die Prüfan-forderungen aus der Norm. Hinzu kamen auch noch die Zusatzanforderungen des Bauherrn. Darüber hinaus mussten aus der Sicht des Bau-ausführenden technologisch erforderliche Prü-fungen mitberücksichtigt werden. Diese um-fassten unter anderem die Konsistenzprüfung und die Beurteilung der Frischbetonstabilität für jedes Fahrzeug. Auch eine umfangreiche Daten-sammlung über die Prüfergebnisse war unab-dingbar, da sich aus den ermittelten Eigenschaf-

Überprüfung Häufigkeit Ziel- größe

Grenzwerte Maßnahmen beiAbweichung

Prüfnorm Mitgeltende Unterlagen

KonsistenzSichtprüfung

- jedes Fahrzeug gemäß Bestellung

Beton prüfen GP P4

TemperaturLuft (Min/Max)

- bei Probekörper- Herstellung

GP P1, GP P4

Luft (Min/Max) - erstes Fahrzeug je Werk


- in Zweifelsfällen

23°C 5°C ≤ TBeton ≤ 25°C

Werk informieren

T < 5°C Rücksprache Polier

a ≥ Grenzwert Rücksprache Polier

GP P1, GP P4

KonsistenzAusbreitmaß

- erstes Fahrzeug je Werk


- in Zweifelsfällen

560 mm

590 mm

600 mm

15°C – 18°C530 – 590 mm

19°C – 22°C560 – 620 mm

> 22°C570 – 630 mm

Werk informieren

a ≤ Grenzwert FM nachdos.

a ≥ Grenzwert RücksprachePolier

DIN EN 12350-5 GP P1, GP P4,

AA 003

Rohdichte - bei Probekörper- Herstellung DIN EN 12350-6 GP P1

Fasergehalt 2 x Erstherstellung1 x stetige Herstell. je 400 m³

1,4 kg/m³ min 1,12 kg/m³mittel 1,26 kg/m³

FG ≤ Grenzwert Rücksprache Bauleitung

ÖVBB-Richt- linieErhöhter Brand- schutz mit Beton für unterirdische Verkehrsbauwerke

GP P2, AA 002

Ausbreitversuch Polypropylen-Faserbeton / Flow table test Polypropy-lene fibre concrete

Einbau von Polypropy-len-Faserbetonen am Bauvorhaben Bühltunnel / Casting of Polypropylene fibre concrete at the Bühltunnel project

Erweiterter Prüfplan für die Annahme des Frischbetons / Enhanced quality control plan for the receipt of ready mixed concrete

Mikroskopische Auf- nahme vom Faserbeton / Microscopic recording of fibre concrete


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Ziel / Nutzen • Entwicklung eines Qualitätssicherungskonzeptes zum Einbau von PP-Faserbetonen• Erfassung der Schwankungen der Frischbetoneigenschaften von PP-Faserbetonen und deren Einfluss

auf die Festbeton- und Bauteilqualität• technologische und wirtschaftliche Bewertung der durchgeführten Prüfungen und Prüfhäufigkeiten

Mögliche Anwendung • Tunnelbau• Hochfester Beton im Hochbau • baulicher Brandschutz von Betonbauteilen

Förderung intern



Unternehmenseinheit ZB TPA 04: Betontechnologie International (BTI); UB Tunnelbau 2I: Tunnelbau IU (Ed. Züblin AG)

Projektleitung Torsten Dölle, Yves Grebing

Bearbeitung Andre Langeborg

ten gravierende Auswirkungen auf den Bauab- lauf und die Konstruktion des Schalwagens er-geben können. Neben den herkömmlichen Frischbetonprüfungen, wie die Bestimmung des Ausbreitmaßes und der Frischbetontemperatur, waren weitere aufwendige Prüfungen, wie zum Beispiel Faserauswaschversuche, gefordert. Ein zusätzliches Qualitätssicherungskonzept wurde für die Produktionslenkung im Betonwerk auf-gestellt. Die TPA GmbH veranlasste im Prüfplan die Anhebung der Prüfhäufigkeit der Konsis-tenz, der Erstarrungsbeginn des PP-Faserbe-tons war mit Hilfe einer Penetrationsnadel zu prüfen. Der Prüfplan sah vor, dass die Konsis-tenzprüfung an jedem Fahrzeug durchzuführen ist. Dies hatte den Vorteil, dass neben der Bestimmung des Ausbreitmaßes automatisch auch die Stabilität des Betons geprüft wurde. Im Zuge dieser Prüfung wurde auch immer die Frischbetontemperatur gemessen. Da die Laborversuche gezeigt haben, dass sich der Erstarrungsbeginn durch die hohe Fließ- mitteldosierung deutlich verschieben kann, war auch eine Prüfung zur Bestimmung der Erstar-rungszeiten vorgesehen. Diese wurde täglich durchgeführt, um Erfahrungen bezüglich der Schwankungen des Ansteifverhaltens des PP- Faserbetons bei unterschiedlichen Witterungs-bedingungen zu bekommen. Des Weiteren sind zur Überprüfung der Messungen mit der Penet-rationsnadel Temperaturfühler im Bauwerk ein-gebaut worden, um die entstehende Hydra- tationswärme zu bestimmen. Zur Kontrolle des Fasergehaltes war ein Auswaschversuch vorge-schrieben. Auf Wunsch des Bauherren wurde zudem täglich der Luftporengehalt und der w/z-Wert kontrolliert. Diese in hohem Umfang not-wendigen Prüfmaßnahmen erfordern es, dass ein ausführlicher Qualitätssicherungsplan erstellt wird, in dem sämtliche durchzuführende Prüfun-gen sowie die Maßnahmen bei Nichteinhaltung der geforderten Grenzwerte detailliert und über-sichtlich festgehalten werden. Zur Qualitätssicherung war unter anderem die Installation einer Scherbengleisanlage zur Be-

tonkühlung erforderlich. Die erhöhten Qualitäts-anforderungen wurden gegenüber dem Beton-lieferanten konsequent seitens der Bau- und Projektleitung durchgesetzt. Beim Betoneinbau ergeben sich durch den Einsatz von PP-Faser-betonen besondere Anforderungen. Der hohe Fließmittelbedarf führt zu einem langsamen Ansteifverhalten des Betons, wobei der Erstar-rungsbeginn frühestens nach fünf Stunden einsetzt. Bei der Nachbehandlung wurde zur Sicherstellung einer konstanten Luftfeuchtigkeit von über 90 % der Nachbehandlungswagen mit einem stationärem Hochdruck-Nebelsystem ausgerüstet.

Fazit Die Faserauswaschversuche haben gezeigt, dass der erforderliche Fasergehalt nie wesent-lich unterschritten wurde. Die festgestellten Schwankungen scheinen einen verfahrensbe-dingten Charakter zu haben, sodass der Nutzen dieses Versuches als zweifelhaft zu beurteilen ist. Marginale Schwankungen der Rohdichte und des Luftporengehaltes sind als unkritisch zu be-werten, da beim Bauvorhaben Bühltunnel kein Einfluss dieser Parameter auf die Qualität der Innenschale erkennbar war. Jedoch kann nach den Erkenntnissen der TPA eine schwankende Qualität der Fasern zu einem deutlichen Luftein-trag führen, weshalb die Prüfung des Luftporen-gehaltes als sinnvoll zu betrachten ist. Konsis-tenz und Stabilität des Frischbetons sind die maßgebenden Parameter zur Sicherstellung der Qualität der Betonbauteile; sie bedürfen einer genauen Prüfung. In der Konsequenz sind Lieferungen mit Kenn-werten außerhalb der vorgegebenen Grenzen konsequent zurückzuweisen.Die Datensammlung zum Ansteifverhalten des Faserbetons zeigt nur geringe Schwankungen auf. Jedoch hat ein deutlich verzögertes An-steifverhalten einen wesentlichen Einfluss auf den entstehenden Schalungsdruck und damit auf die Betonierdauer und infolgedessen auf die Konstruktion der Schalwagen bei Faser- betoninnenschalen. Bei der Konstruktion der Schalung müssen diese Auswirkungen bei der Ablaufplanung und der Kalkulation berück-sichtigt werden. Die Ausschalfestigkeit kann durch die Auswahl eines optimalen Zement- Zusatzmittel-Systems sichergestellt werden, sodass es zu keinen Verzögerungen im Bauab-lauf kommt.

Qualitätssicherung beim Einbau von PP-Faserbeton

Vergleich des Ansteif- und Erstarrungsverhaltens / Comparison of the stiffening and setting behaviour of concrete

0

2

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6

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10

0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00

Ein

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N/m

m2

Zeitpunkt nach Herstellung des Betons in h

„herkömmliche“Rezeptur

PP-Faserbeton

AUF EINEN BLICK



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Betonpumpe mit Rund- verteiler im Hochhausbau / Concrete pump with round distributer for high rise buildings

Pumpbarkeit hochfester BetonePumpability of high performance concretes

Anwendung von hochfesten Betonen im Hochhausbau / Application of high performanceconcretes at high rise buildings

lagen mittels Innenrüttlern kann dann zeitlich nicht mehr gewährleistet werden. Demzufolge ergeben sich immer häufiger Anforderungen an die Pumpbarkeit von hochfesten Betonen. Hochfeste Betone weisen generell hohe Binde-mittelgehalte auf. Der Wasserzementwert liegt bei hochfesten Betonen in der Regel deutlich unter 0,40. Daher werden verstärkt Fließmittel der neuen Generation, sogenannte PCE-Fließ-mittel (auf Polycarboxylatether-Basis), mit hohen Dosiergehalten eingesetzt. Damit wird eine aus-reichende Verarbeitungsfähigkeit des Frischbe-tons gesichert. Dies hat zur Folge, dass hoch-feste Betone gegenüber Normalbetonen eine höhere Viskosität aufweisen. Diese „Klebrigkeit“ wird zusätzlich durch die Zugabe von Mikro- silika verstärkt. Die auftretende „Klebewirkung“ des Frischbetons erschwert allerdings massiv den Pumpvorgang. Im Ingenieurhochbau treten vermehrt Anforderungen an Pumpstrecken von größer 100 Metern für hochfeste Betone auf.

Due to the high binder and the necessarily low water contents, the viscosity of the fresh high performance concrete will essentially grow. This has an impact on the pumpability. The pumpability of high performance concrete gets more important for high rise buildings, because there are long vertical pumping distances. Hence, this study reveals possible factors for creating the concrete composition to improve the pumpability of high performance concretes.

HintergrundIm Hochhausbau werden verstärkt hochfeste Betone im Bereich von Stützen und Kernwän-den bis in die obersten Stockwerke benötigt. Bei großen Betonkubaturen ist in den meisten Fällen ein Einbau mittels Krankübel technisch und wirtschaftlich nicht mehr umsetzbar. Die Einbauhöhen würden eine zu lange Spielzeit des Krankübels ergeben. Ein einwandfreier Einbau und eine ausreichende Vernadelung von Schütt-

ZielZiel ist es, technisch die Robustheit des Frisch-betons beim Pumpprozess zu erhöhen und die Wirtschaftlichkeit von hochfesten Betonen zu verbessern. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Parameter, die einen Einfluss auf die Pump-barkeit von hochfesten Betonen haben, gezielt auf den jeweiligen Anwendungszweck im Hoch-bau im Vorfeld der Baumaßnahme angepasst.

Stand der ArbeitenIn ersten Laboruntersuchungen wurde die Vis-kosität von Ersatzmörtelsystemen mittels Visko-mat bestimmt, um durch eine geeignete Aus-wahl an Zement und Betonzusatzstoffen die Viskosität zu reduzieren. Dadurch kann eine zielsichere Aussage zur Pumpbarkeit des hoch-festen Betons bereits im Vorfeld getroffen wer-den. In weiteren Laborversuchen wurden im Vorfeld die Erstarrungszeiten des hochfesten Betons bei unterschiedlichen Frischbeton- und Umgebungstemperaturen ermittelt. Durch die Optimierung der Bindemittelzusammensetzung kann eine ausreichend lange Verarbeitungs- zeit erzielt werden. In Abhängigkeit der Pump- strecken muss die Frischbetonkonsistenz von hochfesten Betonen an den Bauablauf bezie-hungsweise an die entsprechenden Bauteile angepasst werden. Um den Konsistenzverlust infolge des Pumpweges zu berücksichtigen, wird bei langen Pumpstrecken ein ausreichen-des Vorhaltemaß im Bereich der Frischbeton-konsistenz gewählt. Durch hohe Pumpendrücke und zusätzlicher Reibung des Frischbetons an der Rohrwandung kommt es insbesondere bei langen vertikalen Pumpstrecken zu einem An-stieg der Frischbetontemperatur und damit zu einer Verringerung der Frischbetonkonsistenz am Ende der Förderleitung.

FazitNeben der reinen Betonzusammensetzung spielen Viskosität, Frischbetonkonsistenz und

Ausgangstemperaturen eine entscheidende Rolle hinsichtlich der Pumpbarkeit von hochfesten Betonen. Es ist durch Vorversuche im Labor möglich, hochfeste Betone aufgrund ihrer Bindemittelzusammensetzung bezüglich der Pumpbarkeit zu optimieren und so eine Vorauswahl der Zusammensetzung zu treffen. Erfahrungen aus dem Ingenieurhochbau zeigen, dass insbesondere bei der Installation von Pump- leitungen und Pumpstrecken größer 100 Metern die Viskosität des Betons entscheidend für einen zielsicheren Pumpprozess ist.

Ziel / Nutzen • technologische Optimierung von hochfesten Betonen beim Pumpvorgang • technische und wirtschaftliche Optimierung von hochfesten Betonen

Mögliche Anwendung • hochfeste Betone im Ingenieurhochbau

Förderung intern



Unternehmenseinheit ZB TPA 04, Betontechnologie International (BTI)

Bearbeitung Markus Pötz

Patente, Publikationen interner Bericht

Pumpbarkeit hochfester BetoneAUF EINEN BLICK

CEM I 52,5R 81 % v. BM

CEM II B-S 42,5N

CEM III/A 32,5N 19 % v. BM

Flugasche

w/zeq-Wert 0,32

CEM I 52,5R 27 % v. BM

CEM II B-S 42,5N 64 % v. BM

CEM III/A 32,5N

Flugasche 9 % v. BM

w/zeq-Wert 0,32

Betonzusammensetzung TBW Betonzusammensetzung optimiert Anpassung von Beton- rezepturen bei hochfesten Betonen zur Sicherstellung der Pump- und Verarbei-tungseigenschaften / Adjustment of the concrete mix design of high performance concrete regarding pump process and workability time

Anforderungen • erforderliche Betonfestigkeitsklasse C80/95 / massige Wandkonstruktion • pumpbar mittels Autopumpe


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Hochstandfeste Asphaltdeckschicht DAsphalt® D HS High stable asphalt wearing course mix DAsphalt® D HS

Vergleich der Eigenschaf- ten des hochstandfesten Asphaltes / Comparison of performance properties of high stable asphalt

Hintergrund und Zielsetzung Bereits in der Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2012 / 2013, S. 28 / 29 wurde über die Entwicklung von Asphalttragschichten mit erhöhter Lebensdauer für PPP-Projekte berichtet. Die Untersuchungen wurden nun für Asphaltflächen mit multifunkti- onaler Beanspruchung konkretisiert. Industrie- flächen, Kreisverkehre und Busbuchten sind auf-grund ihrer Geometrie und Nutzungsart durch kanalisierten und langsam fahrenden Verkehr mit sehr hohen Schub-, Horizontal- und Verti- kalbeanspruchungen belastet. Zudem werden Industrieflächen durch Industriefahrzeuge (LKW, Stapler und Hubwagen) multifunktional genutzt, diese beanspruchen die Verkehrsflächen sehr unterschiedlich. Die bisherigen Erfahrungen zei-gen, dass durch die Verwendung von Sonder-bindemittel PmB 10 / 40-65 A NV hochstandfeste Asphalte für derartig stark beanspruchte Flächen hergestellt werden können. Allerdings erschweren logistische wie auch wirtschaftliche Aspekte die Verwendung dieses härteren polymermodifizier-ten Sonderbitumens für Kleinbaumaßnahmen.

Asphalt pavements for bus lanes, roundabouts and industrial areas are heavily loaded by high shear loads and punctual vertical loads. To counteract these loads a high stable asphalt mix by the use of special binders (PmB 10/40-65 NV) can be produced. However, the barriers in logistics and economics do not make it feasible to produce this high stable asphalt for small projects (< 5000 m²). Hence this study has developed a highly stable asphalt called “DAsphalt® 11 D HS”, which provides the same performance when compared to the asphalt with special binders. This has been achieved by means of optimisation of grading and improvement of bitumen properties. The properties of conventional polymer modified bitumen (PmB 25/55-55 A) at high and low temperature have been specifically improved by means of additional modification with adequate polymer additives (Lucobit 1210 A / Honeywell 7686 / ROAD+). DAsphalt® 11 D HS can be produced at all asphalt mix plants.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, eine hochstandfeste Asphaltdeckschicht mit großer Verformungsbeständigkeit bei hoher Tempera-tur, ausreichendem Relaxationsvermögen bei niedriger Temperatur und guter Affinität zu ent-wickeln, die mit ähnlichen oder besseren Eigen-schaften ausgestattet ist als ein Asphalt, der auf PmB 10 / 40-65 A NV basiert.

Stand der Arbeiten Seit Beginn des Projektes wurden unterschiedliche Asphaltmischgüter mit herkömmlich poly-mermodifizierten Bitumen (PmB), Sonderbitumen und polymermodifizierten Bitumen mit Additiven hergestellt und durch unterschiedliche Metho-den auf ihre Hochstandfestigkeit und Kälte- flexibilität hin untersucht. Da die herkömmlich- en Asphaltdeckschichtarten Splittmastixasphalt (SMA) und Asphaltbeton Beanspruchungen aus Industrie- und Schwerlastverkehr nicht dauer-haft standhalten, wurden optimierte Asphaltmi-schgutkonzepte mit den Vorteilen sowohl des Splittmastixasphaltes als auch des Asphaltbe-tons entworfen, sodass ein Teil der Kräfte durch erhöhten Grobkornanteil und ein anderer Teil der Kräfte über steifen Mastix aufgenommen werden. Das Schieben infolge der Horizontal-kräfte des splittreichen Asphaltbetons soll durch eine gute Einbettung der Grobkörner in den steifen Mastix mit höherem Feinkornanteil er-schwert werden. Hierzu wurde eine splittreiche Sieblinie in mehreren Schritten angepasst und die optimale Additiv-Zugabemenge in Kombina-tion mit herkömmlichem polymermodifiziertem Bitumen PmB 25 / 55-55A zur Herstellung eines hochstandfesten Bindemittels ausgearbeitet. Jede Mischung wurde mittels performance- orientierten Prüfungen hinsichtlich asphalttech-

nologischen Eigenschaften untersucht und im Vergleich zu den Varianten mit konventionell modifiziertem Bitumen und dem Sonderbitumen ausgewertet. Die bisherigen Untersuchungen zeigen, dass das entwickelte hochstandfeste Asphaltdeck-schichtmischgut DAsphalt® 11 D HS gleich- wertige oder bessere Eigenschaften hat, als ein mit dem hochviskosen Sonderbitumen PmB 10 / 40-65 A NV hergestellter Asphalt. Darüber hinaus lässt sich diese Variante deutlich besser verdichten. Unter Berücksichtigung der Perfor-mance-Eigenschaften und der Wirtschaftlich- keit schneidet die hochstandfeste Variante mit PmB 25 / 55-55 A + Additiven Honeywell oder mit Lucobit am besten ab.Mit den herausragenden Laborergebnissen konnten mehrere Auftraggeber überzeugt wer-den, sodass DAsphalt® 11 D HS bereits auf Industrieflächen und Kreisverkehren eingebaut wurde. Die ersten Erfahrungen in situ bestätigen die Laborergebnisse.

Ausblick Der neu entwickelte hochstandfeste Asphalt stellt nicht nur eine Alternative zu Asphaltmisch-gut mit Sonderbitumen PmB 10 / 40-65 A NV dar, sondern wird längere Nutzungsdauern und weniger Erhaltungsmaßnahmen in Bereichen wie Kreisverkehren, Industrieflächen und Bus-buchten zur Folge haben. Darüber hinaus kann dieses Mischgut an fast allen Asphaltmisch- anlagen mit vorhandenen Ausstattungen herge-stellt werden.

Ziel / Nutzen • hochstandfester Asphalt • Kleinmengenproduktion ohne zusätzliche logistische und wirtschaftliche Hürden• langlebigere Asphaltdeckschichten

Mögliche Anwendung • Kreisverkehre• Busbuchten• Industrieflächen

Förderung intern

Projektkoordination Dr. Norbert Simmleit

Partner UB VWB Deutschland 6H: Köln / Düsseldorf DE (STRABAG AG, Deutsche Asphalt GmbH)


Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE Nord / International / RU

Projektleitung Dr. Pahirangan Sivapatham

Bearbeitung Hülya Sacihan

DAsphalt® D HS AUF EINEN BLICK

Standfestigkeit Kälteverhalten Tragfähigkeit Verdichtbarkeit Lagerung und Handling an der Asphaltmisch- analge

Preiserhöhung je Tonne Asphalt [€]

SonderbindemittelPmB 10/40-65 A NV

++ 0 + 0 0 4,00 – 6,00

PmB 25/55-55 A 0 + 0 + +++ 0,00

PmB 25/55-55 A + Lucobit ++ + + + ++ 5,00

PmB 25/55-55 A + Honeywell

++ + + ++ + 7,00

PmB 25/55-55 A + ROAD+ + ++ + 0 ++ 3,00

DAsphalt®


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Asphalteinbau / Bituminisation

Maximale Zugabemenge von Asphaltgranulat im Asphaltmischgut – MaximalrecyclingMaximum added amount of asphalt granulat in asphalt mixtures – Maximalrecycling

Aufbereiten des Fräsgutes / Recycling of milling material

to 90%. Additionally, it has also been identified that the produced asphalt is more resistant against a decline in temperature. The process of producing asphalt with such high recycling rates has been labelled “Maximalrecycling”.

ZielDas Ziel des Forschungsprojektes ist die Erhö-hung der Wiederverwendungsrate von Asphalt-granulat im Asphaltmischgut unter Verwendung des ausgebauten und homogenisierten Fräs- gutes. Dabei werden sogenannte Rejuvenatoren (Verjüngungsmittel) oder Additivkombinationen eingesetzt, welche das gealterte Bitumen im Asphalt reaktivieren und eine Erhöhung der Standfestigkeit bewirken.

PotenzialDie Wiederverwendung von Ausbauasphalten ist nicht nur hinsichtlich des Kreislaufwirt-schaftsgesetz (KrWG) zur Ressourcenschonung notwendig, sondern auch aus wirtschaftlicher Sicht sinnvoll. Neben den technischen Voraus-setzungen der Asphaltmischanlagen ist die Wiederverwendungsrate von der Qualität des Asphaltgranulates abhängig. Hier ist der Erwei-chungspunkt Ring und Kugel von entscheiden-der Bedeutung. Eine Möglichkeit die Wiederver-wendungsrate des Asphaltgranulats zu erhöhen ist die Zugabe eines Regenerierungsmittels. Über diese Thematik war schon in früheren Konzernbroschüren (2010 / 2011, S. 70 – 71 und 2012 / 2013, S. 30 – 33) berichtet worden.

The use of recycled asphalt has positive monetary impacts and also preserves environmental resources. Hence the higher the recycling rate of asphalt the better the positive impacts will be. To achieve high recycling rates a regenerative compound has been added into the asphalt granulate of the recycled material. The final mixture, i.e. asphalt with a high recycling rate, has been tested on the Veddeler Damm Street in Hamburg. The preparation of the recycled asphalt and new asphalt as well as the mixture of the regenerative compound has been undertaken by the Deutsche Asphalt GmbH located in the district Peute in Hamburg. Durability tests have been conducted to analyse the applicability of this new asphalt mixture. The results show that there have been no negative impacts on quality even when the proportion of the recycled asphalt has been increased by up

Projekt Im Auftrag der Hamburg Port Authority erfolgte die Sanierung des Veddeler Damms, eine der durch Schwerlastverkehr hochfrequentiertesten Straßen in Hamburg. Der zu sanierende Straßen- abschnitt weist eine Länge von rund 1.100 m auf. Die vorhandene Deckschicht aus Splitt- mastixasphalt wurde auf der Nordseite 4,0 cm tief und auf der Südseite 3,5 cm tief abgefräst. Das gewonnene Fräsgut wurde zum Asphalt- mischwerk transportiert und dort zur weiteren Verwendung aufbereitet und klassifiziert. Es kam ein Verfahren zum Einsatz, welches eine nahezu 100 %-ige Wiederverwendung des aus-gebauten Fräsgutes vorsieht. Dieses Verfahren basiert auf der Zugabe einer Additivkombination aus speziellen Fischer-Tropsch-Wachsen und additivierten Ölen.

Herstellung des AsphaltmischgutesSowohl vor und während der Aufbereitung des Asphaltgranulates wurden labortechnische Un-tersuchungen durchgeführt. Als Mischgut kam ein Splittmastixasphalt, SMA 8 Hmb zur Anwen-dung. Aufgrund der Aufbereitung und Homoge-nisierung des Asphaltgranulates konnte somit folgende Mischgutzusammensetzung nach dem Maximalrecyclingverfahren gewählt werden:• 90 M.-% 11 RA 0/8 Asphaltgranulat Veddeler

Damm• 10 M.-% 5/8 Rhyolith• 7 kg/to AdditivkombinationDie Produktion an der Asphaltmischanlage erfolgte wie nachfolgend beschrieben:• Erhitzung der Gesteinskörnungen auf ca.

200 °C in der Trockentrommel• Dosierung des Asphaltgranulates über drei

Doseure zur besseren Homogenisierung• Erwärmung des Asphaltgranulates auf ca.

140 °C in der Paralleltrommel• Dosierung der Additivkombination über den

Behälter der Bindemittelwaage

Nach Zugabe der Gesteinskörnung und des Asphaltgranulates wurde die Additivkombination in den Mischer gedüst. Gegenüber herkömmlich produziertem Splittmastixasphalt war die Nach-mischzeit um 30 Sekunden je Charge höher, um ein optimal homogenisiertes Mischgut zu ge-währleisten.

Einbau der VersuchstreckeDer Splittmastixasphalt SMA 8 Hmb wurde auf der Versuchstrecke mit einem Straßenfertiger mit einer Breite von ca. 3,50 m eingebaut und mit zwei Tandemvibrationswalzen (ca. 12 t) ver-dichtet. Es wurden hohe Verdichtungsgrade erzielt, die auf eine gute Verdichtungswilligkeit des Asphaltmischgutes schließen lassen.

Fazit Die Untersuchungsergebnisse belegen, dass die asphalttechnologischen Eigenschaften durch Maximalrecycling mindestens gleichwertig sind. Durch die optimale Aufbereitung und mit der Zugabe einer geeigneten Additivkomponente konnten bis zu 90 % Ausbauasphalt in einer Splittmastixasphaltdeckschicht wiederverwen-det werden.Geplant ist, weitere Versuche hinsichtlich der Dauerhaftigkeit durchzuführen.

Ziel / Nutzen • Erhöhen der Wiederverwendungsrate von Asphaltgranulat im Asphalt• Schonung von Ressourcen• Wirtschaftlichkeit

Mögliche Anwendung • in allen Asphaltschichten

Förderung Freie und Hansestadt Hamburg (FHH), Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt

Projektkoordination FHH

Projektlaufzeit April 2013 bis September 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE Nord / International / RU; UB VWB Deutschland 6H: (Deutsche Asphalt GmbH)

Projektleitung Thomas Sikinger

Bearbeitung Thorsten Krawetzki, Riccardo Michatz

Maximalrecycling von AsphaltAUF EINEN BLICK

Fräsen der Asphalt-deckschicht / Milling of pavement

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Fertiger-Terminal: Automatisierte Erfassung der IST-Situation beim AsphalteinbauFinisher-Terminal: Automated recording of the current situation in asphalt paving

HintergrundSTRAtakt ist ein webbasiertes Planungswerk-zeug, das der automatischen Fahrplanerstellung für den Asphalteinbau dient. STRAtakt ermittelt jede einzelne Fuhre zeitgenau und sorgt dafür, dass alle Prozessbeteiligten (Asphaltpolier, Misch- meister und LKW-Fahrer) in den Taktkarten dar-gestellt werden. Die Anwendung von STRAtakt reduziert Standzeiten und steigert damit die Effizienz beim Asphalteinbau. Um diese voran-gegangene STRAtakt-Planung (SOLL) mit dem realen Einbau auf der Baustelle vergleichen zu können (IST), wurde das Fertiger-Terminal ent-wickelt. Mit den aufbereiteten Lieferscheindaten erfolgt eine SOLL / IST-Gegenüberstellung. In weiterer Folge kann auf eventuelle Abweichun-gen sofort reagiert und gegengesteuert werden.

ZielDas Ziel des Fertiger-Terminals ist die automatisierte Erfassung der IST-Situation beim Asphalteinbau. Dafür werden alle relevanten Informationen der verschiedenen Lieferscheine digitalisiert und erfasst. Die Auswertungen der zeitlichen Anlieferungen, die Einbauleistung und die Menge des eingebauten Asphaltmischguts stehen anschließend am Fertiger-Terminal in Echtzeit zur Verfügung.

ErgebnisDer Fertiger-Terminal wird über ein eingebautes Touch-Display bedient. Die Eingabe von Werten kann alternativ auch über die eingebaute

Finisher-Terminal is an add-on to STRAtakt and belongs to the LEAN Construction Asphalt-methodology. The aim of the Finisher-Terminal is to record the current situation of the asphalt paving process. This is achieved through recording all relevant data from the asphalt delivery notes. This data provides details about the installation progress and the asphalt mix transports. Hence the supply, pavement and quantity of the asphalt will be analysed in real time. The comparison between the expected (STRAtakt) and current situation (Finisher-Terminal) allows the identification of quality deficiencies, schedule delays, and potential cost increases.

Tastatur erfolgen. Ein zuvor mittels STRAtakt geplantes Projekt lässt sich entweder über einen USB-Stick oder über das Internet direkt in den Fertiger-Terminal laden. Der Lieferschein des aktuellen Transports wird in eine Papierlade gelegt und mittels einer eingebauten Kamera fotografiert. Durch optische Texterkennung und

Verwendung einer OCR-Schablone ist die Soft-ware in der Lage, alle einbaurelevanten Daten des Lieferscheines auszulesen und zu doku-mentieren. Der Anwender kann den gesamten Einbautag analysieren und erhält aktuelle Hochrechnungen und Prognosen über den noch zu leistenden Einbau. Störungen und Einbauunterbrechungen können jederzeit am Fertiger-Terminal eingege-ben und mitprotokolliert werden. Länger andau-ernde Einbauzeiten werden anhand von Verzö-gerungszeiten dokumentiert. Dem Anwender steht eine Reihe von Auswertungen zur Verfü-gung. Anhand der Taktlinie lässt sich zum Beispiel die Planung und der erfolgte Einbau einfach und übersichtlich vergleichen. Ebenso

Ziel / Nutzen • Dokumentation und Auswertung des IST-Zustandes beim Asphalteinbau in Echtzeit• zeitnahe Korrekturmöglichkeiten• Erkennen von Optimierungspotenzial• detaillierte Aufzeichnung für Rechnungsprüfungen

Mögliche Anwendung • Linien- oder Flächenbaustellen• Einbau von Asphaltmischgut• Einbau jeglicher Schüttgüter

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB TPA 04: LEAN Construction RR

Projektleitung Mario Gasser, Christoph Schmidberger

Bearbeitung Thomas Baierl, Christoph Schmidberger

Patente, Publikationen • Deutsche Patentanmeldung DE 10 2012 005 186 – Schutzrecht angestrebt• Europäische Patentanmeldung EP 13 001 265 – Schutzrecht angestrebt

Asphaltbox LKW Auswertung am Fertiger-Terminal / Truck analysis of the Finisher-Terminal

Fertiger-Terminal /Finisher-Terminal

Standardansicht am Fertiger-Terminal: eingebaute LKW Fuhren (grün), derzeit eingebaute LKW Fuhren (gelb), LKW in Warteposition (rot) / Standard view of the Finisher-Terminal: built in truck loads (green), building in truck loads at the moment (yellow), truck is in waiting position (red)

können mit der kennzeichenbasierten LKW- Auswertung Aussagen über die Zuverlässigkeit der Transporte getroffen werden. Die Ergebnisse aus der IST-Aufnahme werden nach Beendi-gung des Einbaus in das bestehende STRAtakt Projekt serverseitig abgelegt und stehen damit jederzeit online und zentral zur Verfügung.

AusblickIm Zuge des kontinuierlichen Verbesserungs-prozesses wird bereits an der nächsten Version des Fertiger-Terminals gearbeitet. In naher Zu-kunft werden die Daten des Lieferscheins an der Mischanlage auf einen RFID Tag am LKW ge-schrieben, und auf der Baustelle vom Terminal kontaktlos und vollautomatisch gelesen und verarbeitet. Es werden Sensoren zum Einsatz kommen, die sowohl die tatsächlich eingebaute Fläche ermitteln, als auch die Temperatur des Asphaltmischgutes und die Schichtdicke mes-sen und protokollieren. Alle dafür notwendigen Sensoren werden am Fertiger fest installiert und über ein eigenes System miteinander vernetzt.

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Asphaltierung auf der A4 Brzesko – Wierzchosławice in Polen / Asphalting at the A4 Brzesko – Wierzchosławice in Poland

LEAN Construction Asphalt Methode in Polen erfolgreich etabliert LEAN Construction asphalt method successfully implemented in Poland

Asphalteinbau / Asphalting

mit dem LEAN-Gedanken begleitet worden, derzeit kommt die LC-Asphalt-Methode auf dem Bauabschnitt A4 Krzyż – Dębica zur An-wendung.

Das ProjektDer Abschnitt der Autobahn A4 Brzesko – Wierzchosławice ist rund 20 Kilometer lang, der Vertragswert war ca. 135 Millionen Euro. Die Herausforderung für den Fachbereich Bau Prozess Management lag darin, die LEAN Kultur in einem ersten Schritt dem polnischen Füh-rungspersonal zu vermitteln. Alle am Asphalt-einbau beteiligten Mitarbeiterinnen und Mitar-beiter – Bauleitung, Mischanlagenleitung und die Transportorganisation – wurden zum Thema LEAN Construction Asphalt (LC Asphalt) ge-schult. Während der Baumaßnahme wurde das Baustellenteam in situ unterstützt.Die Akzeptanz auf der Baustelle stellte sich schnell ein: Die Taktung der Transporte und Einbaupro-zesse wurde – trotz anfänglicher Skepsis – ak-zeptiert und effektiv umgesetzt. Die LKW-Fahrer stellten fest, dass sowohl bei der Beladung des Mischguts an der Mischanlage als auch beim Abladen auf der Baustelle keine Wartezeiten entstehen und damit die Zahl der täglichen Fahrten zunimmt. Infolge der kontinuierlichen Materialanlieferung konnte im Bauablauf ein gleichmäßiger Arbeits-fluss entstehen, Stillstandskosten wurden mini-miert und auch die oft vorkommende „Rudel- bildung“ wurde weitgehend eingeschränkt. Insgesamt hat das Team eine höhere Tagesleis-tung erzielt und ein durchweg qualitativ hoch-

LEAN Construction Asphalt is a method to head the asphalt placing process. Main targets are the continuous improvement of the added value and the continuous elimination of dissipation. Through LC Asphalt the strengths, weaknesses and weak spots will be visible during the asphalt placing. The development of the LEAN Construction Asphalt Method has been described in previous publications of this Journal. In the issue 2010 / 2011, the theoretical and conceptual background has been elaborated. A practical case study of a construction project in Germany has been presented in the subsequent issue 2011 / 2012. The success of the LEAN Construction Asphalt Method has resulted in a rapid expansion. Meanwhile, the method has also been implemented abroad, in Poland. It can be concluded that the LEAN Construction Asphalt Method is applicable in any country within Europe.

HintergrundIn der Konzernbroschüre Forschung, Entwick-lung, Innovation – Projekte 2010 / 2011, S. 92 / 93, wurden die theoretischen Grundlagen der LEAN Construction Asphalt Methode (LC-Asphalt- Methode) erläutert. In der Ausgabe im Jahr 2012 – Projekte 2011 / 2012, S. 82 / 83, erschien dann die Präsentation eines Praxisbeispiels aus Deutschland. Der LEAN-Gedanke ist jedoch nicht nur auf den deutschsprachigen Raum begrenzt – so kann nun von der Anwendung der Methode im Verkehrswegebau in Polen be-richtet werden: Zunächst war im Jahr 2012 das Autobahnprojekt A4 Brzesko – Wierzchosławice

wertiges Einbauergebnis erreicht. In 5 ½ Mona-ten wurden insgesamt 354.000 t Asphalt eingebaut – und die Stillstandskosten von den üb-lichen 15 % des Frachtkostenanteils auf 2 % reduziert.Dieser Projekterfolg soll in andere Projekte übertragen werden: Derzeit wird im nächsten Abschnitt der Autobahn A4 zwischen Krzyż und Dębica ebenfalls nach der LC-Asphalt-Methode gebaut. Das Tool STRAtakt und der tägliche SOLL- und IST-Vergleich gehören zum Baualltag. Dabei kommen die nun serienreifen Fertiger- Terminals der Fertiger-Terminals (s. Bericht S. 40 / 41) zur Anwendung, die die Bauleistung – Asphalteinbau und Taktung der Materialanliefe-rung – permanent in Echtzeit dokumentieren. Mit den Auswertungen der Dokumentation kann die exakte Planung des nächsten Einbautages angepasst werden.

Ziel / Nutzen • gleichmäßiger, kontinuierlicher Asphalteinbau • Erhöhung der Einbauleistung• genaue Übersicht und Kontrolle über Bauablauf während des Einbaus• einfache und sichere Verbrauchskontrolle• kontinuierliche Auslastung der Mischanlage• Reduzierung von Standzeiten• Sicherung der Einbauqualität• ruhiges Arbeiten und dadurch bessere Arbeitsatmosphäre • Verbesserung der Kommunikation aller Prozessbeteiligten• Implementierung des LEAN Gedankens im Konzern• Erkenntnisse hinsichtlich Universalität der LC-Asphalt-Methode

Mögliche Anwendung • Baumaßnahmen im Verkehrswegebau

Förderung intern

Projektlaufzeit Oktober 2011 bis Juli 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: Bau Prozess Management; UB Polen 6Q: Südwest PH

Projektleitung Pawel Lochnicki

Bearbeitung Piotr Cofala, Wojciech Kropacz, Pawel Lochnicki, Maciej Spychalski

LC-Asphalteinbau in Polen AUF EINEN BLICK

Von September bis Ende Oktober 2013 wurden in den Tag-Schichten 81.000 t Asphalt einge-baut und die Stillstandskosten der LKW weiter auf 0,04 % gesenkt. Seit November erfolgt der Asphalteinbau im Mehrschichtbetrieb. Allein im Zeitraum März bis Ende Mai 2014 wurden auf dem Abschnitt der Autobahn A4 Krzyż-Dębica 106.000 t Asphaltmischgut eingebaut. Die Still-standskosten des Transports wurden bedeu-tend reduziert und betrugen nur 0,19 % der ge-samten Transportkosten. Eine konsequente Planung und Anwendung der LC Asphalt Methode gemeinsam mit techni-schen Verbesserungen an der Mischanlage in Tarnów führten auch zu einem sinkenden Ener-gieverbrauch. Im Vergleich zu den Kalkulations-annahmen wurden bislang 250.000 EUR an Heizöl und Kohlenstaub eingespart. Nach Meinung der Mitarbeiter verläuft Dank der LC-Asphalt-Methode die Arbeit insgesamt wesentlich ruhiger und effektiver.

Ergebnis und AusblickDas Baustellenteam war zunächst in der Initiie-rungsphase skeptisch. Diese Skepsis legte sich dann während der Umsetzung, als die ersten Erfolge sichtbar wurden. Mittlerweile gehören die LEAN Construction Asphalt Methode und STRAtakt zum Alltag des Baustellenteams. Die Ergebnisse aus diesem Projekt geben einen Hinweis darauf, dass der LEAN Gedanke unab-hängig vom länderspezifischen Kontext in Euro-pa eingeführt werden kann.

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Demonstrationscon- tainer auf der Bautec in Berlin / Demonstration container at the Bautec trade fair in Berlin

RFID-Technologie im BauwesenRFID-Technology in construction

Informationsfluss vorliegt und eine zentrale Da-tenbankverwaltung fehlt. Die Automobilindustrie wendet die radio-frequency-identification (RFID)- Technologie bereits erfolgreich an, um Prozess- abläufe zu optimieren, Prozesskosten zu senken und die Produktsicherheit zu erhöhen. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, diese Tech-nologie auch für die Baubranche zu nutzen. Hier-für hat die ARGE Bau Grundlagenforschungen betrieben, um herauszufinden in welchen Pro-zessabläufen die RFID-Technologie angewendet werden kann und wie die Lesbarkeit und Reich-weite der RFID-Tags nach dem Einbau in Bau-teilen sind. In der dritten und letzten Forschungs- reihe werden die bisherigen Ergebnisse der be-teiligten Universitäten zusammengeführt und die Potenziale der RFID-Technologie für die Bau-branche der Öffentlichkeit vorgestellt. Dies ge-schieht mit der Unterstützung der Praxispartner.

ZieleDie dritte Forschungsreihe hat folgende Ziel- setzungen:• Zusammenführen der Applikationen, zur De-

monstration der Datenflüsse• Veröffentlichungen und Öffentlichkeitsarbei-

ten zur Darstellung der potentiellen Anwen-dungsfelder der RFID-Technologie in der Bau- branche. Hierfür wurde ein Videofilm erstellt und ein Demonstrationscontainer gebaut, um die Forschungsergebnisse visuell und erleb-bar der Öffentlichkeit vorzustellen.

• Erstellen von Standardisierungs-Regelwerken, welche unter anderem Kennzeichnung, Klas-sifizierung und Datenschutz beinhalten

During the design and execution phase the qualitative and economic success of a construction project increasingly depends on the appropriate use of information and communication technologies [1]. Hence one reason why there are so many collaborative activities (e.g. meetings, phone calls, emails) on site is that the flow of information is interrupted or no central information databank exists. For this reason there is a demand to optimise the flow, to decrease the costs, and to increase the health and safety of the processes on the construction site. To meet such challenges in the automotive industry, radio-frequency- identification (RFID)-technologies are applied successfully. The overall aim of this project is to try to benefit from the RFID-technology by transferring it from the automotive production plant to the construction site. To achieve this aim the project has been divided into three research series. In this final research series, the theoretical results which have been previously obtained by the involved universities will be combined with a potentiality analysis, where the RFID-technology will be presented to the public by the project partners.

Hintergrund„Der qualitative und wirtschaftliche Erfolg eines Bauvorhabens hängt zunehmend davon ab, wie die Akteure aus der Planungs- und Ausführungs- phase es verstehen, Informations- und Kommu-nikationstechnik zum Erfüllen Ihrer Arbeiten ein-zusetzen“ [1]. Häufig treten Kollaborationen zwi-schen den Beteiligten auf, da kein durchgängiger

• Anwendung der RFID-Technologie auf einer Baustelle beim Einbau von Gipskarton- ständerwänden. Hierzu wird die RFID-Tech-nologie mit den Daten eines Multi-Modells aus iTWo gekoppelt. Das zugrundeliegende 5D-Modell bildet die Grundlage für die bidi-rektionale Anbindung der zentralen (RFID)- Datenbank.

Stand der ArbeitenDer Videofilm zur Darstellung der unterschiedlichen Prozessabläufe und Einsatzmöglichkei-ten der RFID-Technologie für die Baubranche ist fertiggestellt. Der Film wurde auf der Baustelle Meandris in Frankfurt gedreht und kann unter www.rfidimbau.de oder auf YouTube gesehen werden.Darüber hinaus wurde der Container zur Demon- stration der bisherigen Forschungsergebnisse fertiggestellt und wird auf der Bautec 2014 in Berlin erstmals der Öffentlichkeit präsentiert. Ab Mai 2014 ging der Container auf eine bundesweite Roadshow, die im Züblin-Haus in Stuttgart beginnt.

AusblickAuf der Züblin-Baustelle Flugfeld in Böblingen wird die RFID-Technologie erstmals im laufen-den Baustellenbetrieb getestet. Geplant ist am Beispiel der Gipskartonständerwände die fol-gende Szenarien abzubilden: Logistik, Baustel-lenprozesse, Anbindung an das 5D-Modell (Termin- und Kostenkontrolle) sowie gewerk- übergreifende Prozessabläufe.

Ziel / Nutzen • Optimierung von Prozessabläufen• Senken von Prozesskosten• Steigerung der Bauqualität• durchgängiger Informationsfluss über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes • zentrale Datenablage aller Prozessabläufe und eingebauten Materialien

Mögliche Anwendung • Persönliche Sicherheitsausrüstung (PSA) – Kontrolle• Koppelung von Lieferscheinen beziehungsweise Mengen und kaufmännischen Abrechnungssystemen • Kontrolle des Plan-Solls (Termin, Kosten und Materialien) durch Vergleich von realen Informationen mit den

Daten eines virtuellen Modells

Förderung Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) und Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR)

Projektkoordination Bettina Luik

Partner Bergische Universität Wuppertal, Technische Universität Dresden, Technische Universität Darmstadt, Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.V., Zentralverband des Deutschen Baugewerbes e.V., Ed. Züblin AG, Streif Baulogistik GmbH, ALHO Systembau GmbH, pco Personal Computer OrganisationGmbH & Co. KG, Cichon + Stolberg Elektroanlagenbau GmbH (C+S), CWSM GmbH Software Solutions,RIB Software AG, Asta Development GmbH, innoTec GmbH, IDENTEC SOLUTIONS AG, 2G Konzept KG

Projektlaufzeit Dezember 2012 – November 2014

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, Baubetrieb; UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart EP, Mitte ER

Projektleitung Alexander Blickle, Bettina Luik, Brigitte Wichert

Bearbeitung Sandra Damerau, Jörg Endrich, Tomislav Filipovic, Benjamin Hahn, Desiree Klein, Anja Küstner, Alexander Kuhn

Patente, Publikationen [1] Helmus, M.: RFID und BIM – konsistente Datenerkennung im modellbasierten Planungs-, Arbeitsvorbereitungs- und Logistikprozessen. Jahresbericht 2013-2014 VDI-Bautechnik. 2013

RFID im Bauwesen AUF EINEN BLICK

Handlesegerät mit RFID-Tag / Handheld reader and RFID-tag



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Personaleinsatzplanung am Beispiel des Wiener Hauptbahnhofs Staff planning – example of Vienna Central Station

Überblick Tätigkeits- felder des Angestellten- personals / Overview employee scope of activities

importance in order to identify professional qualifications and the competencies of the staff. Hence the main objective of this study is to analyse workflows, indicate weak points and to improve the working conditions through this approach.

HintergrundBauprojekte werden bei der Projektabwicklung und Organisation oftmals von unvorhersehbaren und nicht planbaren Einflüssen geprägt. Um ein Projekt und die damit verbundenen Aufgaben zeitgerecht, in bestmöglicher Qualität und unter Einhaltung erforderlicher Sicherheitsaspekte abwickeln zu können, wird ein aufeinander ab-gestimmter Mitarbeiterstamm benötigt. Um den Anforderungen einer Personaleinsatzplanung wirtschaftlich wie auch technisch gerecht zu werden, wurden bei einer derzeit laufenden Großbaustelle am Wiener Hauptbahnhof einzel-ne Parameter für die verschiedenen Bauphasen erhoben. Im Rahmen von zwei unabhängigen Forschungsvorhaben wurden Tätigkeitsprofile des Angestelltenpersonals analysiert, um das breitgefächerte Aufgabengebiet erstmals zu quantifizieren. Die Analyse der auszuführenden Tätigkeiten gilt als wichtige Voraussetzung für die Ermittlung von Anforderungen an die berufli-che Qualifikation und Kompetenz von Beschäf-tigten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in weiteren Untersuchungen auf andere Projekte adaptiert und ergänzt werden. Ziel ist es, basie-rend auf den gesammelten Erfahrungswerten Kennzahlen für einen optimalen Ablauf ähnlicher Projekte zu erhalten.

Construction projects usually face different types of uncertainties during project organisation and execution. Qualified human resources and a well-functioning team is required to be able to execute a project on time, with the appropriate quality, and the required safety standards. Therefore, effective human resource planning is highly essential. Various work parameters from a large construction project in Austria (Vienna Central Station) have been compiled, in order to improve the human resource planning on the site management level. The work profiles of the site management staff have been analysed within the framework of two independent research projects. Thus it was possible to quantify the amount of time needed for each task. The analysis of the work profiles is of great

Ergebnisse und MethodikDie strengen vertraglichen Auflagen des Bau-vorhabens Hauptbahnhof Wien erschwerten die Projektkonditionen. Unter anderem musste eine kurze Hauptbauzeit mit laufendem Bahnbetrieb und permanenter Leistungserbringung Dritter berücksichtigt werden. Darüber hinaus waren 118 Pönal-Termine vertraglich festgelegt. Es gab von der Angebotsphase an kaum Spielraum für Leistungsabweichungen. Um diesen Anfor-derungen zu begegnen, wurde durch die ARGE HBF Wien (Anteil STRABAG 36 %) schon zu Beginn ein proaktiv agierendes und gut struktu-riertes Projektteam eingesetzt. Bis dato wurden 85 % der Leistungen des Hauptauftrages ter-mingerecht und zur vollsten Zufriedenheit aller Beteiligten abgewickelt. Zudem konnten Folge-aufträge aquiriert und somit die Gesamtabrech-nungssumme um 35 % gesteigert werden. Bei Baubeginn setzte sich das Startteam aus 14 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern zusammen, die durch Expertinnen und Experten aus den Bereichen Controlling, Bauzeitplanung, Arbeits-vorbereitung, Construction Management und

Abrechnung ergänzt wurden. Die Grundlage für den termingerechten Bauablauf waren ein gut strukturiertes Organigramm, ein gelebtes Verant- wortungsbewusstsein und die disziplinierte Ver-wendung einer gemeinsamen Projektdatenbank.Um den Zeitaufwand für die einzelnen Teiltätig-keiten und Besprechungen festzustellen, wurde anhand der gelebten Verantwortungsmatrix das gesamte Angestelltenpersonal mit Hilfe von Fragebögen einmal für die Start- und einmal für die Regelphase interviewt. Die Verantwortungs-matrix gab 157 aktuelle Teiltätigkeiten vor, welche durch die Probanden im Fragebogen mit Zeitangaben belegt wurden. So entstand für jedes Teammitglied ein eigenes Tätigkeitsprofil. Ergänzt wurden diese Ergebnisse durch die Kontaktintensität der Kolleginnen und Kollegen untereinander und die Besprechungsstunden.Im Ergebnis kann gezeigt werden, wie hoch der Arbeitsaufwand für die einzelnen Tätigkeits-gruppen im Verhältnis zum gesamten Arbeits-aufwand ist: Trotz einer mustergültigen Einsatz-planung bleiben 12 % Sonstiges, also Unvorher- sehbares. Dieser Anteil spiegelt die Flexibilität auf Unvorhersehbares zu reagieren und den administrierbaren Aufwand wider.

Fazit und AusblickDie unterschiedlichen Analysen lassen sich der-zeit nur bedingt miteinander vergleichen, jedoch können die Ergebnisse und die dabei gewonnen Erkenntnisse helfen, die Selbstorganisation von Arbeitsaufgaben auf Baustellen zu optimieren. Zusätzlich können auch Hinweise betreffend einem möglichen Umstrukturierungs- oder Wei-terbildungsbedarf abgeleitet werden. Als Säulen des Erfolges konnten definiert werden: das motivierte Startteam, die starke Projektleitung, der Einsatz von Expertinnen und Experten, das erfahrene Abrechnungsteam sowie eine hohe Motivation durch eine straffe Struktur. Weitere Untersuchungen sind bereits in Planung.

Ziel / Nutzen • optimale Personaleinsatzplanung, besonders in der Startphase• Unterstützung durch Expertinnen und Experten, besonders in der Startphase• Erheben von Kennzahlen für die Personalsteuerung

Mögliche Anwendung • bei allen Projekten mit mehr als fünf Angestellten• Einsatz einer Verantwortungsmatrix für unterschiedliche Projekte

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Baubetrieb, Zentrale Technik Wien

Projektleitung Martin Hörhan

Bearbeitung Stefan Brunner

Patente, Publikationen • interner Bericht

PEP im ProjektAUF EINEN BLICK

Prozentualer Anteil der einzelnen Tätigkeits-gruppen an der gesamten Arbeitszeit / Percentage of the individual activity groups

Abrechnung11 %

Ausführung16 %

Arbeits‐vorbereitung

10 %

Vertrag7 %Controlling

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ÜbergeordneteOrganisation

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Planlauf3 %

Besprechungen12 %

Sonstiges12 %

KaufmännischeAbwicklung

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Up to 35 m high, flexible geogrid reinforced embankment on Motorway B114 Hohentauern,Austria in complex geotechnical conditions/Bis zu 35 m hohe, duktile mit Geogittern bewehrteHangsicherungen für die Bundestraße B114 über Hohentauern, Österreich unter komplexen geotechnischen Randbedingungen

Prestressed Reinforced Soil (PRSi) – Experimental backgroundVorgespannte Bewehrte Erde – Experimenteller Hintergrund

PIV monitored experimental testing device: steel box (L/W/H=0,25 m) surrounded by a vertical hydraulic- and a horizontal pneumatic- cylinder / PIV überwachtes experimentelles Testgerät: Stahlbox (L/B/H = 0,25 m) umschlossen von einem vertikalen Hydraulik- und einem horizontalen Pneumatik-Zylinder

lysen durchgeführt, um einen Einblick in den Lastabtragungs- und Interaktionsmechanismus zwischen Geogitter und Boden zu erhalten. Zur Validierung der makro- und mesoskopischen Laborergebnisse wurden numerische Simulatio-nen basierend auf der Finite-Elemente-Methode (FEM) und Diskrete-Elemente-Methode (DEM) berechnet.Dabei wurde eine geometrisch detaillierte DEM-Modellierung von Bodenkörner- und Geo-gitterstrukturen durchgeführt. Die Methode des Computer Aided Design (CAD) für clumps (diskrete Bodenpartikel) und Geogitterstruk- turen gewährleistet eine detaillierte mesoskopische Modellierung der Boden-Geogitter-Inter-aktion. Die Ergebnisse der diskreten numerischen Berechnung validieren die experimentellen

Das Konzept der Vorgespannten Bewehrten Erde (PRSi) hat die Verbesserung des Last-Ver-formungsverhaltens von Strukturen aus Be-wehrter Erde zum Ziel. Bei diesem innovativen Bauverfahren werden granulare Böden mit Geo-gittern bewehrt; durch Verdichten der einzubrin-genden Bodenschichten erfährt das Geogitter eine Vorspannung. In diesem Forschungsvorha-ben wurden aus experimentellen und numeri-schen Untersuchungen Erkenntnisse zum Trag-verhalten der vorgespannten Bewehrten Erde gewonnen. Bei den experimentellen Untersuchungen han-delte es sich um großmaßstäbliche Laborver- suche. Mehr als 60 weggesteuerte, statische Last-Verformungsversuche wurden durchgeführt, um das Verhalten bewehrter Erdstrukturen zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen eine be-trächtliche Verbesserung des Last-Verformungs- verhaltens der Bewehrten Erdkörper bei einer Vorspannung nach dem Konzept Prestressed Reinforced Soil (PRSi). Um das Konzept PRSi unter zyklischer Belastung zu validieren, wurden in Weimar, Deutschland mehr als 80 zyklische Last-Verformungsversuche gefahren. Ein be-wehrtes Bodenelement wurde unter biaxialen, vertikalen und horizontalen Lastzuständen unter-sucht. Die makroskopischen Ergebnisse zeigen, dass sich Verformungen unter zyklischer Last reduzieren, wenn die Bewehrte Erde vorge-spannt wird. Neben den Untersuchungen zum makroskopischen Last-Verformungsverhalten der bewehrten Erdkörper und Bodenelemente wur-den mit Hilfe der Particle-Image-Velocimetry- Methode (PIV-Methode) mesoskopische Ana-

Erkenntnisse und verbessern das grundlegende Verständnis des mechanischen Verhaltens von Vorgespannter Bewehrter Erde.Praktische Bemessungs- und Einbauempfeh-lungen schließen das Konzept ab, das die Grundlage zum Einsatz des Bauverfahrens Vor-gespannte Bewehrte Erde darstellt.

IntroductionNowadays the usage of geosynthetics goes beyond geotechnical engineering. It is used for a variety of applications. The success of geogrids and many road construction projects throughout the world would not be the same without the use of geosynthetic reinforcement. One example for a successful geogrid reinforced soil structure is the B114 highway in Austria from Trieben to Sunk, which is characterised with a geological complex surrounding. Up to 35 m high and 70 degrees sloped geogrid reinforced embankments over a distance of 3.5 km were constructed to connect two existing highways in upper Styria.In comparison to conventional road construction methods, reinforced soil structures do not act stiff enough at times.This paper presents the conceptual background of an innovative system called “prestressed reinforced soil” (PRSi). It is developed at Graz University of Technology. PRSi aims to improve the load-displacement behaviour of the geogrid reinforced soil structure. Three different methods have been developed to be able to prestress the geogrid reinforcement in a bonded soil structure. These are shown below:• Prestressed reinforced soil by compaction:

PRSc• Permanently prestressed reinforced soil:

PRSp• Temporarily prestressed reinforced soil:

PRStPRSc in the overfilled granular soil layer can be achieved by using the stress distribution, which occurs between the soil and geogrid interface.

The concept of PRSp, in turn, is comparable to membrane structures. The more tension occurs in the geogrid, the higher are the deviation forces in the vertical direction and the bedding support provided by the reinforcement becomes larger. PRSt is for instance well applicable for geogrid reinforced structures with granular backfill materials. The reason for this is that through the temporary prestressing of the geogrid, the mesh of the geogrid expands. This consequently enables the granular soil particles to reach the longitudinal and transverse polymer elements of the geogrid during the compaction process.

Experimental investigation methodsTwo sets of data have been collected through two different types of experimental tests (cyclic load and cyclic load displacement tests). The tests have been undertaken in Weimar (Germany). The aim is to validate the cyclic load displacement behaviour of PRSi.More than 80 cyclic load tests have been utilized to investigate three different types of impacts on prestressing the geogrid reinforcement. Three different kinds of geogrids, in turn, have been also investigated in cyclic interaction with a granular gravelly sand. The testing device is a steel box with the measurements: 0.25 x 0.25 x 0.25 meters. Inside the steel box the reinforced soil element has built up porosity controlled in two compaction layers (12.5 cm each). One layer consists of gravelly sand and the other layer of a polymer geogrid. Full bridge load cells and inductive displacement transducers have been installed on the vertical top wall and the horizontal side wall of the experimental device. This enables undertaking macroscopic experimental tests, such as vertical and horizontal loads and displacements. In addition, laser controlled displacement transducers are installed to

Normalized horizontal displacements versus time for the woven PET and the welded PP geogrid reinforcement load situation 1, load combination 3 / Normalisierte horizontale Verschiebung versus Zeit für gewebte PET und geschweißte PP Geogitter-Bewehrung während Last-Situation 1, Last- kombination 3

Normalized displacement shadings for UR and RE soil element out of PIV /Normalisierte shading plots für ein UR und RE Bodenelement aus der PIV Analyse


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separately monitor and validate the measured displacements.87 cyclic load displacement tests have been undertaken. The results are used to validate the concept of PRSi structures under cyclic loading conditions. A soil element simulating a reinforced soil structure is used to investigate the system’s behaviour under specific biaxial load and horizontal support conditions. The macroscopic research has shown that displacements can be reduced by installing a geogrid. The soil layer settlements have decreased through further prestressing of the geogrid (PRSt) and releasing the stress after compaction. The maximum impact in reducing the vertical and also horizontal displacements is reached by prestressing the geogrid permanently (PRSp). It has been found that the settlements occurring under cyclic loading could have been decreased by up to 20% of the displacements, when testing an unreinforced soil structure. The high displacements have been visualised above the reinforcement layer with the help of the particle image velocimetry (PIV) method. Hence the vertical and horizontal displacements occurring under cyclic loading decrease rapidly under the geogrid layer. The experimental investigation has further revealed that the reinforcement stiffness is of great importance, when related to the load displacement behaviour of the reinforced soil structures. The results show that stiffer welded Polypropylene (PP) geogrid provides more support to the PRSi than the woven Polyethylene terephthalate (PET) reinforcement - because of its higher tensile stiffness. A hypothesis derived by this investigation is that the better the geogrid soil interaction, the stiffer the overall load displacement behaviour will be. This has been revealed by comparing the PRSt experimental test results, which are produced by the gravel geogrid interaction, with those constituted by sand reinforcement interaction. According to that finding, PRSt should be applied in combination with coarse grained material such as the gravel from the Mur (river).

ConclusionThe system of PRSi has been experimentally, structurally and cyclically validated. This investigation concludes that through the use of the same materials, soil and reinforcement, and through prestressing the geogrid reinforcement with the explained concepts, the load displacement behaviour of reinforced soil structures can be increased in an appropriate manner. It is recommended that in-situ investigations should verify the experimental and numerical investigations and should point out the practical limitations of PRSi on the construction site. Long term observations on the behaviour of the constructed soil structures, strengthened by the concept of PRSi should be undertaken to guarantee the safety of the presented concept.

Ziel / Nutzen • Optimierung der Baumethode Bewehrte Erde• Verbesserung des Last-Verformungsverhaltens von Dammbauwerken• Kostenoptimierung im Verkehrswege- und Dammbau• ökologisches Bauen im alpinen Raum• nachhaltiges Nutzen natürlicher Ressourcen

Mögliche Anwendung • übersteile Dammbauwerke für Infrastruktur- oder Verkehrswegebauwerke• flexible und duktile Dammbauwerke in übersteilem Gelände• steifigkeitsoptimierte Erdwiderlager für integrale Brücken• Bodenverbesserung im Bereich von Gründungen für Ingenieurbauwerke

Förderung intern

Projektlaufzeit November 2012 bis Dezember 2013

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Zentrale Technik Wien, KI+TT-W


Dr. Christian Lackner

Publikationen / Quellen • Lackner, C.; Bergado D.T.; Semprich S.: Prestressed reinforced soil by geosynthetics – Concept and experimental investigations. Geotextiles and Geomembranes, Volume 37, Pages 109-123. ISSN 0266-1144. 2013

• Lackner, C.: Prestressed reinforced soil – Concept, investigations and recommendations. PhD thesis, Graz University of Technology, Gruppe Geotechnik Graz, No. 45. 2012

• Lackner, C.; Bergado, D.T.; Semprich S.: The mesoscopic soil geogrid interaction of reinforced soil utilizing DEM. Proceedings of the 5th Asian Regional Conference on Geosynthetics, Geosynthetics Asia 2012

• Lackner, C.; Bergado, D.T.; Semprich S.: Prestressed reinforced soil by geogrids - Theory, experimental and numerical investigations. Proceedings of the Geoamericas 2012 Conference. 2012

• Burgstaller, M.: Dynamische Laborversuche an geogitterbewehrter Erde. Master thesis, Graz University of Technology, Institute of Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2011

• Hippacher, W.; Lackner, C.; Köberl, J.; Steidl, A.: Neuerrichtung der B114 im Abschnitt Trieben-Sunk – Hangsicherungsmaßnahmen unter schwierigen geologischen Randbedingungen und Geländeverhältnissen. Beiträge zum 24. Christian Veder Kolloquium, Gruppe Geotechnik Graz, No. 23, Pages 165-180. 2009

• Alexiev, D.; Lackner, K.; Detert, O.; Brokemper, D.; Lackner, C.: Twenty eight meters high geogrid reinforced embankments as flexible solutions in problematic hillsides: Project Trieben-Sunk, Austria. Proceeding of the 9th International Conference on Geosynthetics, Pages 1681- 1684. 2010

• Lackner, C.: Numerical Simulation of Geosynthetic Reinforced Embankments. Proceedings of the 19th European Young Geotechnical Engineers Conference, Pages 207 – 215. 2008

Prestressed Reinforced Soil

AUF EINEN BLICK

Horizontal displacement during load displacement test out of PIV a) reinforced (RE) b) prestressedreinforced soil as a result of compaction (PRSc) c) permanent prestressed reinforced soil (PRSp) d) temporary prestressed reinforced soil (PRSt) / Horizontale Verschiebung während des Last-Verfor-mungstests aus PIV a) bewehrt (RE) b) vorgespannte Bewehrte Erde in Folge Verdichtung (PRSc) c) permanent vorgespannte Bewehrte Erde (PRSp) d) temporär vorgespannte Bewehrte Erde (PRSt)

Schematic sketch of load situation 1 vertical and horizontal stresses plotted over time for load combination 1, 2 and 3 / Schematische Darstellung der Lastsitu- ation 1, vertikale und horizontale Spannungen abhängig von der Zeit für Lastkombination 1, 2 und 3

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Ziel / Nutzen • Erstellen von Berechnungsbeispielen oder Projektvorlagen • Abschätzung des Rechenaufwandes für komplexe dynamische FE-Berechnungen

anstelle des Ansatzes von statisch äquivalenten Ersatzlasten• Identifizierung der maßgeblichen Einflussparameter (z. B. Dämpfungseigenschaften, dynamische

Steifigkeiten, Trägheitskräfte, Wassermassen etc.) bei der nichtlinearen Zeitverlaufsberechnung

Mögliche Anwendung • nationale und internationale Projekte in Erdbebengebieten

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau (TBT)

Projektleitung/Bearbeitung

Dr. Gebreselassie Berhane, Dr. Jörg Schreiber

Patente, Publikationen • Berhane, G., Schreiber, J.: Erdbebenbemessung von Stützbauwerken – Nichtlineare Zeitverlaufsberech-nung am Beispiel eines praktischen Projektes. 9. Kolloquium „Bauen in Boden und Fels“, TAE, Tagungs-handbuch 2014, Seite 383 – 389

• Laes, B.: Seismische Bemessung von Stützbauwerken. Bachelorarbeit, Hochschule Biberach (in Vorberei-tung). 2014

• Mutlu, T.: Berechnungen von Stützbauwerken unter Erdbebenbeanspruchung. Masterarbeit, Hochschule für Technik, Stuttgart. 2013

Vergleich unterschiedlicher Verfahren / Comparison of different methods

Seismische Bemessung von StützbauwerkenSeismic design of retaining structures

Beispiel: vereinfachtes Verfahren nach EC8 zeigt unrealistische Ergebnisse / Example: simplified method in accordance to EC8 shows unrealistic results

HintergrundIm normativen Anhang E des Eurocode 8: Aus-legung von Bauwerken gegen Erdbeben – Teil 5: Gründungen, Stützbauwerke und geotechnische Aspekte (EC8-5) – sind Berechnungs- formeln für die vereinfachte Berechnung von Stützbauwerken unter Erdbebenbeanspruchung zusammengestellt. Dabei wird die Berechnung des dynamischen Erddruckanteils unter Ver-wendung des Grenzgleichgewichtszustands nach der Mononobe-Okabe-Methode (M-O-Methode) durchgeführt. Nach den internen Erfahrungen im Technischen Büro Tiefbau der Zentralen Technik ist der Anhang E nicht sinnvoll anwendbar und kann zu unrealistischen Ergebnissen führen. Neben dem vereinfachten Verfahren nach EC8-5, Anhang E sind mehrere analytische Lösungen aus der Literatur bekannt.

ProblematikDie Anwendungsbeschränkung des vereinfach-ten Verfahren nach EC8-5 lässt sich an einem Beispiel zeigen: Bei einer Geländeneigung von β = 10° und den horizontalen oder vertikalen Erdbebenbeiwerten nach EC8-5 kh = 0,192 und kv = 0,096 nimmt der Erddruckbeiwert KAE (statisch und dynamisch) zunächst mit dem Reibungswinkel des Bodens ϕ zu und erreicht einen maximalen Wert bei ϕ = 22°. Danach fällt der Erddruckbeiwert schlagartig ab und erreicht einen minimalen Wert bei ϕ = 41° bis er wieder anfängt zu steigen. Dieses Phänomen ist boden- mechanisch nicht erklärbar. Auch der Einfluss der Kohäsion auf den dynamischen Erddruck ist in EC8-5 nicht beschrieben.

The normative Annex E of the Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance - Part 5: Foundations, retaining structures and geotechnical aspects (EC8-5) provides formulas for a simplified analysis of retaining structures under seismic loading based on the Mononobe- Okabe method (M-O method). According to the internal experience of the Geotechnical Engineering Department of the Technical Head Office, the Annex E cannot be applied reasonably and it may lead to unrealistic results. In addition to the simplified procedure according to EC8-5 Annex E, several analytical solutions are also available in the literature. Moreover, more accurate analysis methods such as the response spectrum method and the nonlinear time history simulation are also allowed in EC8-5. This study, however, proposes a new non-linear time history simulation, which is based on benchmarks. The calibration and the boundary conditions of the dynamic Finite Element (FE) calculations are discussed and the results of the simulations are compared with analytical methods. Finally, the pros and cons of both approaches are discussed.

Es sind aber auch genauere Berechnungen nach EC8-5 zulässig. Dazu zählen u. a. das Antwort- spektrenverfahren und die nichtlineare Zeitver-laufsberechnung. Dynamische Finite-Elemente- Berechnungen (FE-Berechnungen) können als die vollständigsten verfügbaren Instrumente für die Vorhersage der seismischen Antwort eines geotechnischen Systems betrachtet werden, da sie detaillierte Angaben sowohl zum Zustand und zur Verteilung der Spannungen als auch zu den Verformungen im Boden geben können. Allerdings erfordern sie ein richtiges Bodenmo-dell und entsprechende Bodenparameter sowie eine angemessene Vorgabe der dynamischen Last in Form eines Zeitverlaufs.

ErgebnisZunächst war der allgemeine Kenntnisstand zu den vereinfachten Berechnungsverfahren von Stützbauwerken unter Erdbebenbeanspruchung darzustellen. Dabei wurden die Vor- und Nach-teile der einzelnen Verfahren und deren Anwen-dungsgrenzen herausgearbeitet und zusam-mengefasst. Die unterschiedlichen analytischen Verfahren wurden anhand einer Benchmark- Betrachtung weitergehend untersucht und mit nichtlinearen Zeitverlaufsberechnungen (FE-Be-rechnungen) verglichen. Dabei wurden die Kali-brierung und die Randbedingungen der dynami-schen FE-Berechnungen diskutiert. Weiterhin wurden die maßgeblichen Einflussparameter (Dämpfungseigenschaften, dynamische Steifig-keiten, Trägheitskräfte, Wassermassen etc.) bei der nichtlinearen Zeitverlaufsberechnung identi-fiziert und Berechnungsvorlagen erstellt.

Seismische Bemessung von Stützbauwerken

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nichtlineare Zeitverlaufs-berechnung / Non-linear time history analysis

FE-Modellierung der rückverankerten Stützwand / FE modelling of the retaining structure

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Ziel / Nutzen • Minimierung der anzusetzenden äquivalenten Ersatzlasten für statische Berechnungen• statische und dynamische FE-Berechnungen zur Simulation von Anprallvorgängen

Mögliche Anwendung • optimierte, realistische Bemessung von Bauwerken und Gründungen für Anprall von Schiffen

Förderung intern




Dr. Jörg Schreiber

Patente, Publikationen detaillierter Abschlussbericht (intern)

Dynamische FE-Berech-nung: Schiffsanprall gegen einen Einschwimmtunnel auf Pfahlgründungen (Söderströmstunnel, Stockholm) / Dynamic FE-analysis: Ship impact on a pile-founded immersion tunnel

Dynamische Berechnung von AnpralllastenDynamic analysis of impact loads

Buganpralllast abhänig von der Schiffsmasse im Vergleich / Bow impact load depending on mass of ship

Anpralls zu wirtschaftlicheren Bemessungser-gebnissen führt als die übliche Berechnung mit statischen Ersatzlasten. Der Vergleich zwischen dynamischen und statischen Berechnungen wird auch dadurch erschwert, dass keine praktisch anwendbaren normativen Vorgaben zur Um-rechnung zwischen dynamischen Lasten und statisch äquivalenten Ersatzlasten bestehen.

ZielIm Rahmen dieses Projektes werden die erfor-derlichen Grundlagen geschaffen, um für An-prallsituationen kostengünstigere Entwürfe zu ermöglichen, als sie sich durch die allgemein übliche Anwendung von Tabellenwerten und vereinfachten Rechenansätzen ergeben.

UmsetzungZunächst wurden die unterschiedlichen Berech-nungsformeln und Tabellenwerte des EC1 für außergewöhnliche Einwirkungen durch Parame-terstudien untersucht und mit anderen internati-onal verwendeten Berechnungsverfahren verglichen. Weiter wurden Berechnungen durch- geführt, um u. a. den Einfluss von Kraft-Zeitver-läufen für dynamische Analysen beurteilen zu können. Alle Berechnungen und die Ergebnisse aus der begleitenden Literaturrecherche wurden in einen Abschlussbericht zusammengefasst, der für die künftige Projektbearbeitung in der Zentralen Technik als Informationsgrundlage genutzt werden kann. Der Bericht wurde mit Projektbeispielen der letzten Jahre ergänzt, bei denen der Schiffsanprall für die Bemessung maßgebend war.

In the past few years the Technical Head Office has increasingly worked more on projects, where high impact forces became relevant or decisive for the structural design. The impact forces are predominantly caused by ship collisions. Usually they are important for the building design or at least for the design of the building foundation. Several approaches to design and tables to determine the load of the impact forces are provided by the Eurocode 1 (EC1). Those, however, lead to different results. In addition, there is no evidence so far, which shows that the higher effort for such dynamic analyses will result in a more efficient design and consequently is more reasonable than the usual structural (static) calculations. Given this background, the aim of this project is to undertake computations which compare these two types of calculations with each other. The study concludes potentials for optimisation for the simulation of impact loads on buildings and their foundations.

AnlassIn den vergangenen Jahren wurden in der Zentralen Technik zunehmend Projekte bearbei-tet, bei denen Anpralllasten – zumeist aus Schiffsstößen – maßgebend für die Bemessung von Bauwerken oder deren Gründung waren. Bei der Ermittlung der anzusetzenden Anprall-last fällt auf, dass der Eurocode 1 (EC1) gleich mehrere optionale Berechnungsvarianten sowie Lastentabellen beinhaltet, die jedoch zu stark von einander abweichenden Lastniveaus führen. Zudem ist es häufig nicht absehbar, ob eine zeitaufwendigere dynamische Analyse des

ErgebnisseFür den Anprall von Binnenschiffen zeigte sich, dass die Verwendung von Tabellenwerten sogar zu geringeren Ersatzkräften führen kann als die Verwendung der zum gleichen Zweck angege-benen Berechnungsformeln des EC1 (DIN EN 1991-1-7). In die Tabellenwerte sind bereits probalistische Betrachtungen eingearbeitet, die gegenüber einer rein physikalischen Berech-nung auf Grundlage der Anprallgeschwindigkeit und der Masse des Schiffes zu einer deutlichen Abminderung der Lasten führen. Für den Anprall von Seeschiffen sind die Tabel-lenwerte hingegen nicht abgemindert. Verschär-fend kommt hinzu, dass die Tabellenwerte für Seeschiffe im Eurocode unter der Annahme von ungewöhnlich hohen Schiffssteifigkeiten ermit-telt wurden. Dadurch können die Anpralllasten bei gleicher Annahme zur Geschwindigkeit und Masse des Schiffes im internationalen Vergleich doppelt so hoch ausfallen.

Es fällt auf, dass dem wesentlichen Eingangs-parameter Schiffssteifigkeit im Eurocode eine geringe Bedeutung beigemessen wird. Auf Grundlage der bisherigen Ergebnisse sollten daher die Formeln und Angaben zur Abschät-zung der Schiffsteifigkeiten des EC1 nicht ver-wendet werden.

FazitBei den im EC1 angegebenen Tabellenwerten und Formeln handelt es sich in der Regel nur um informative Angaben, die angewendet werden dürfen, aber nicht angewendet werden müssen. Für den Fall, dass Anpralllasten bemessungs- relevant werden, sollten die gewählten Ansätze besonders kritisch hinterfragt werden.

Schiffsanprall AUF EINEN BLICK

EN 1991-1-7 Anh.C.

EN 1991-1-7 Anh.C.4.3

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100

150

200

250

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0 20 40 60 80 100

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N]

Schiffsmasse [103 t]

EN 1991-1-7 Anh.C.4.4 Seeschiffv = 5 m/sv = 4 m/sv = 3 m/sEN 1991-1-7 Anh.C.4.3 Binnenschiffv = 5 m/sv = 4 m/sv = 3 m/s


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Ziel / Nutzen • technologische und wirtschaftliche Optimierung der Absenktunnel-Technik • Reflektion und Neubetrachtung bisheriger Verfahren

Mögliche Anwendung • zukünftige und laufende Absenktunnel-Projekte

Förderung intern

Projektlaufzeit seit November 2013

Unternehmenseinheit UB SWS 2L: Spezialtiefbau IG (Züblin Spezialtiefbau GmbH); ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau; ZB BMTI 01: DE/BNL/DK

Projektleitung Tilo Spahn

Bearbeitung Nicole Jakobs, Tilo Spahn

Patente, Publikationen in Bearbeitung

Absenktunnel-Technik

Söderströmstunnel, Stockholm

Neues in der Absenktunnel-Technik News in the field of immersed tunnel engineering

Gina-Dichtung zwischen zwei Tunnelsegmenten / Gina-Gasket between two tunnel segments

(design of temporary parts as well as subsequent permanent connection). These fields of investigation are very important for sinking the tunnel segments. It is important to start with those as they are crucial for the success of the immersed tunnel project. In future, however, other innovations of the immersed tunnel technique will be investigated.

HintergrundDie Absenktunneltechnik ist ein vergleichsweise junges Bauverfahren. Die Tunnelelemente be-stehen in der Regel aus Stahl und Stahlbeton, sie werden in einem Trockendock gefertigt. Die offenen Enden sind während des Schleppvor-ganges zum Einbauort mit Schotten verschlos-sen. Im Tunnelelement befinden sich Ballast-tanks, mit deren kontrollierter Flutung das Bauteil vor Ort gezielt abgesenkt wird. Während des Absenkvorganges unterstützt ein Schwimm-kran die Lagesicherung des neuen Röhren- stückes. Befindet sich dieses passgenau in der Soll-Lage erfolgt die Andichtung zum bereits eingebauten Tunnelsegment; der tempore Schott kann entfernt werden. Das Verfahren findet Anwendung für Straßen- oder Bahntunnel im Bereich von Flüssen, Mün-dungsgebieten, Meeresengen oder Häfen. Ins-besondere in stark frequentierten Wasser- straßen ist dieses Bauverfahren geeignet, da es nur zu einer kurzfristigen Störung des Schiffver-kehres während des eigentlichen Absenkvor-ganges führt.Beispiele hierfür sind der Söderströmstunnel in Stockholm, der Marieholmstunnel in Göteborg

A commonly used technique for road and rail crossings of rivers, estuaries and sea channels or harbours is the immersed tunnel technique. Meanwhile the construction industry has become more and more attracted to this technique. In order to improve expertise and knowledge in this field, a competence team called immersed tunnels has been formed. The team includes specialists of Züblin Ground Engineering, Technical Head Office and BMTI. The specialists work together to improve technological and financial success of current and future projects. Within this competence team new technologies and solutions are investigated. Currently the main focus is on: bulkheads (design and logistics of assembly as well as removal), temporary and permanent foundations (design, material and workability), ballast tanks (design, function and cast-in items), and element - joints

oder der Fehmarnbelt, die Verbindung zwischen Deutschland und Dänemark.

AufgabenstellungSeitdem in der Bautechnik Absenktunnel einge-setzt werden, ist das Verfahren nur wenig revi-diert worden. Die Anwendbarkeit alternativer Lösungen soll nun vom Kompetenz-Team Ab-senktunnel geprüft werden, das sich aus einer Gruppe von Mitarbeitern der Züblin Spezialtief-bau GmbH und der Zentralbereiche Zentrale Technik und BMTI zusammensetzt.Das heterogen besetzte Team diskutiert konti-nuierlich Vor- und Nachteile der verschiedenen

Techniken hinsichtlich der Verwertbarkeit bei gegenwärtigen und zukünftigen Projekten.Das Kompetenz-Team Absenktunnel hat die Zielsetzung bekannte Details mit heutigem Know-how neu zu beleuchten und zu überar- beiten, um die Absenktunnel-Technik technolo-gisch und wirtschaftlich voranzutreiben. Einfluss finden dabei Erfahrungen, die in den aktuellen Ausführungsprojekten gewonnen werden.

Stand der BearbeitungDerzeit sind folgende Bauteile im Fokus der Untersuchungen:• Schottwände – Design, Ein- und Ausbau-

logistik • Fundamente – Design, Materialtechnik, Aus-

führbarkeit • Ballasttanks – Design, Funktionalität, Ein-

bauteile • Element-Fugen – Ausbildung der temporären

Bestandteile sowie des späteren permanen-ten Anschlusses

Diese vier Elemente sind bestimmend für den Absenkvorgang und somit entscheidend für den technologischen und wirtschaftlichen Er-folg. Einfluss in die Betrachtungen finden heut-zutage verfügbare technische Möglichkeiten und ihre praktische Anwendbarkeit für die Absenktechnik.

Ausblick Die bisher detailliert betrachteten Bauteile sind ein Teil der Absenktunnel-Technologie. Im Zuge der weiteren Bearbeitung wird auch für andere Bauteile und Techniken nach innovativen Ver-besserungen gesucht, um das Bauverfahren weiter zu etablieren und es wirtschaftlich und sicher einsetzen zu können.

Limerick Tunnel – PPP Scheme

Immersion Joints

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Detail 1

Gina Gasket

Omega Seal

Limerick Tunnel – PPP Scheme

Immersion Joints

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Gina Gasket

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Absenkvorgang eines Tunnelsegmentes / Sinking procedure of a tunnel segment

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4-Punkt-Biegezugver-such TU München / 4-points-bending-tensile test TU Munich

Entwicklung einer Holzbalken-Beton-Verbund-Decke unter Verwendung einer Stahlbeton FertigteilplatteDevelopment of a high-performance hybrid fl oor system composed of timber and a prefabricated concrete slab

3D Isometrie Decken-element – Untersicht / 3D Isometric drawing ceilling element

HintergrundIm Rahmen der Gruppe Züblin Holzbausysteme wurde eine Holzbalken-Beton-Verbund-Decke (HBBV-Decke) entwickelt, die die Vorteile von Brettschichtholzträgern (BSH-Trägern) mit jenen von Betonfertigteilplatten kombiniert. Die Verwendung von HBBV-Decken hat in den vergangen 20 Jahren in verschiedenen Ausfüh-rungen stetig zugenommen. Ein Novum in der Praxis ist bei diesem Produkt die Möglichkeit, den BSH-Träger und die Stahlbetonplatte als Fertigteil herzustellen und im Werk oder auf der Baustelle zusammenzufügen. Durch diese Ent-wicklung lassen sich die klassischen Vorteile des Stahlbeton-Fertigteilbaus – wie Reduzierung der Produktionskosten durch automatisierte Werksfertigung, Maßhaltigkeit der Bauteile und

The housing sector is becoming more attracted to the use of timber-concrete composite structures. Given this background, the group “Zueblin Wood Construction Systems” aimed to develop a wood-concrete-composite-beam ceiling to benefi t out of both, the advantages of glulam beams and pre-fabricated concrete slabs. Through the establishment of a development group the structural calculations could be defi ned. Hence it can be concluded that the developed system can be used for offi ce, industrial and residential construction projects. Additionally, it can also be used for car park facilities. The developed ceiling system is economically and structurally useful for fl oor spans from fi ve up to 10 meters. It can be built as a single span beam system.

Verkürzung der Bauzeit – um die Aspekte einer reduzierten Baufeuchte und die Möglichkeit einer sauberen und exakten Fügung der Partner Holz und Beton ergänzen. In der Entwicklungsgruppe wurden die kon-struktiven Randparameter für eine HBBV-Rip-pendecke festgelegt. Das System kann für Büro- und Gewerbebauten sowie Wohnbebau-ungen, insbesondere Mehrgeschossbauten ein-gesetzt werden. Auch eine Verwendung in der Nutzungsklasse 2, beispielsweise als Parkdeck, ist möglich. Das Deckensystem ist wirtschaftlich und statisch ab einer Deckenspannweite von 6 m bis ca. 12 m als Einfeld-Trägersystem sinn-voll einsetzbar.

KonstruktionIn der Regel besteht ein Deckenelement aus einer Stahlbeton-Fertigteilplatte (3,0 m x 7,2 m x 12 cm) und vier BSH-Balken mit einem Quer-schnitt von 24 cm x 28 cm. Das Betonfertigteil wird durch lokalen Verguss kraftschlüssig mit den darunterliegenden BSH-Balken verbunden, die in einer Doppellage angeordnet sind. Die Stahlbetonplatten der einzelnen Deckenelemente sind mittels Ortbeton in den Längs- und Quer-fugen kraftschlüssig gefügt. Eine Besonderheit des Deckensystems ist die indirekte Lagerung (Spiegellagerung) auf den lastabtragenden Bauteilen. Hierfür endet der BSH-Balken vor dem Aufl ager, die Lasteinlei-tung erfolgt über die Stahlbetonplatte. Da die Holzbalken nicht direkt auf der Unterkonstruk-tion liegen, wird die Bauhöhe reduziert; die Konstruktion ermöglicht eine größere Raumhöhe bei gleichbleibendem umbautem Raum. Für die Spiegellagerung wurde eine innovative Schraub-verbindung mit lokalem Verguss entwickelt und optimiert. Derzeit wird eine Tabelle mit einer Übersicht zu den möglichen Spannweiten, Auf-lasten und Dimensionen der Decke erarbeitet.

VorgehenWegen der Besonderheit des Deckensystems, dass die Lagerung nicht über den BSH-Träger sondern über die Stahlbetonplatte (Spiegellage-rung) erfolgt, wurden spezielle mechanische Bemessungsmodelle für den Aufl agerbereich entwickelt, die in ersten Lastversuchen verifi ziert wurden. Die Berechnung des Gesamtmodells erfolgte an einem Stabwerksmodell. Nach der statischen Berechnung wurden Prototypen des Deckensystems für drei Versuchsreihen (Trag-last-, Brand- und Schallversuche) hergestellt. Im Fertigteilwerk Karlsruhe der Ed. Züblin AG wurden Betonfertigteile produziert und mit den BSH-Trägern der Stephan Holzbau GmbH ver-bunden.

Traglastversuche Die Traglastversuche wurden im Labor der Technischen Universität München (TUM) durch-geführt. Diese gliederten sich in zwei Versuchs-reihen: Für die erste Versuchsreihe wurden drei große Deckenelemente (b x l = 1,5 m x 7,2 m) produziert und deren Tragfähigkeit mittels Vier-Punkt-Biegezugprüfungen ermittelt. Die Testele-mente wurden bis zum Bruchzustand belastet. Versagensart war in allen drei Fällen ein Ab-scheren des Vorholzes im Schubkervenbereich. Zusätzlich wurden die Verformungen des Ge-samtsystems sowie die Relativverschiebungen der Holzbalken zur Stahlbetonplatte gemessen. Die erste Eigenfrequenz des Gesamtsystems wurde im Mittel zu f1 = 10,4 Hz bestimmt. Die theoretischen Berechnungen konnten durch die praktischen Versuchsergebnisse verifi ziert wer-den. Alle drei durchgeführten Biegeversuche zeigten ein gleichmäßiges Verhalten hinsichtlich Trag- und Verformungsverhalten.In einer zweiten Versuchsreihe wurden 15 Prüf-körper mittels Abscherversuchen hinsichtlich Tragfähigkeit des Verbundmittels Schubkerve

Ansicht Spiegellager /View bearing supported on fl ange

Schubversuch TU München / Shear test TU Munich

Deckenuntersicht / Bottom view ceilling


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getestet. Jeweils fünf Schubkörper waren mit einer, zwei und drei Schubkerven hergestellt worden. Die Versuche dienten der Ermittlung des für die Berechnung anzusetzenden Ver-schiebungsmoduls und der besseren Kenntnis über das Tragverhalten des Verbundmittels Schubkerve. Die Prüfkörper wurden bis zum Bruchversagen belastet, wobei bis auf eine Ausnahme die Versagensart ein Abscheren des Vorholzes im Schubkervenbereich war.

Brandversuche Das Berechnungsmodell zur Feuerwiderstands-dauer des Systems wurde in Anlehnung an die Vorgaben für die Baustoffe Beton und Holz aus den jeweiligen Eurocodes simuliert. Eine normierte Vorgabe zur Berechnung für Holz- Beton-Verbundsysteme dieser Art liegt derzeit

Ziel / Nutzen • Entwicklung eines HBBV-Deckensystems aus Betonfertigteil und BSH-Träger• Nutzen der Vorteile von Stahlbetonfertigteilen

Mögliche Anwendung • Deckensystem für Wohn-, Gewerbe- und Bürobauten sowie Decken im Bereich der Nutzungsklasse 2

Förderung intern

Projektlaufzeit April 2013 bis Januar 2014

Unternehmenseinheit UB H+I Deutschland 2C: Werke / Werkleistungen ES (MERK Timber GmbH, Stephan Holzbau GmbH), Karlsruhe EQ (Ed. Züblin AG); ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau (TBK), Schlüsselfertigbau (SFB)

Projektleitung Jürgen Scheffler

Bearbeitung Andreas Amorth, Dr. Hubert Bachmann, Susanne Bendix-Böttcher, Franz Hölzl, Andreas Offele, Jürgen Scheffler

Patente, Publikationen • Europäische Patentanmeldung EP 14156372.6 – Schutzrecht angestrebt

HBBV-Deckensystem AUF EINEN BLICK

nicht vor. Insbesondere die Spiegellagerung bedurfte einer intensiven theoretischen Be-trachtung im Vorfeld, damit diese die geforder-ten Brandschutzanforderungen erfüllt.Um die theoretischen Berechnungsergebnisse zu verifizieren, wurde ein Deckenelement (b x l = 3,0 m x 4,5 m) auf einem Brettschichtholzunter-zug mit einseitiger Spiegellagerung im Brand-ofen der MFPA Leipzig getestet. Die Prüfung erfolgte unter Lastbeanspruchung des Elemen-tes. Die Doppelbalkenlage des Systems wirkt sich positiv auf den Brandschutz der Holzbalken und der Verbindungsmittel der Spiegellagerung aus, da annähernd nur ein zweiseitiger Abbrand des jeweiligen Holzquerschnitts angesetzt wer-den muss. Bei der Feuerwiderstandsprüfung erreichte das Deckenelement nach den Kriterien der DIN EN 1365-2 die Leistungsanforderung REI 120.

Schallschutzversuche Aufgrund fehlender Ergebnisse von Luft- und Trittschallmessungen für gleichartige Decken und deren Aufbauten wurden verschiedene Hohlbodensysteme namhafter Hersteller unter-sucht. Je nach Ausgestaltung und Materialwahl wurde in Labormessungen der Mindestschall-schutz nach DIN 4109 verfehlt oder lediglich knapp erreicht. Die Zielvorgabe war jedoch den erhöhten Schallschutz, den Auftraggeber oftmals fordern, planungssicher zu erreichen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht aus optimierten Hohlboden-stützen, die den Fußbodenaufbau besser ent-koppeln als klassische Stützen mit Unterleg- materialien wie beispielsweise Kork oder Gum-mischrot. Großen Wert wurde auf eine ähnliche Federsteifigkeit im Vergleich zu den handels- üblichen Varianten gelegt. Damit wird sichergestellt, dass sich die optimierten Stützen bei vertikaler Belastung entsprechend gering ein-

senken. Dies stellt ein wesentliches Merkmal für die Gebrauchstauglichkeit beispielsweise beim Einsatz von rissanfälligen Bodenbelägen dar. In einer abschließenden Referenzmessung wurde ein Trittschallpegel von Ln,w = 42 dB und ein Schalldämmmaß von Rw = 75 dB bestätigt. Der Gesamtaufbau zeigte über das gesamte Frequenzspektrum signifikant niedrigere Tritt-schallpegel als handelsübliche Systeme. Die optimierte Hohlbodenstütze wurde zum Patent angemeldet.

ErgebnisNeben den Tragsicherheits-, Brandschutz- und Schalluntersuchungen wird ein besonderes Augenmerk auf die Entwicklung von konstruktiven Details gelegt. Um zukünftig eine kurze Planungszeit zu erreichen, soll auf einen Katalog mit standardisierten Knotenpunkten zurückge-griffen werden.

Betonage Deckenele-ment FT Werk Karlsruhe / Construction ceilling element FT Werk Karlsruhe

Diagramm Schall / Acoustics diagramm

Brandversuch MFPA Leipzig / Fire test MFPA Leipzig

Mit dem erfolgreichen Abschluss der Versuchs-reihen steht nun mit dem Holzbalken-Beton-Ver-bund-Element ein Deckenbauteil zu Verfügung, das für den mehrgeschossigen Holzingenieur-bau eingesetzt werden kann. Durch die Ent-wicklung konnten die Kompetenzen innerhalb des Konzerns im Bereich Stahlbeton-Fertigteil-bau, Betontechnologie und Holzbau zusam-mengeführt und erweitert werden. Der Einsatz vorgefertigter Stahlbetonplatten in der Holz- balken-Beton-Verbundbauweise hat große Vor-teile gegenüber einer HBBV-Lösung in Ortbe-tonbauweise. Erste Kundenanfragen zum Ein-satz dieses Elements liegen vor und sollen zeitnah in die Praxis umgesetzt werden.



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Ausschnitt Bewehrungs-plan / Detail reinforcement drawing

Die Züblin-Erdbebenstütze – eine Lösung für duktile StahlbetonstrukturenZüblin-Earthquake Column – a solution for ductile reinforced-concrete-structures

LentonPos. Stück Φ

[mm]21 28 28

Pos. Stück Φ Einzellänge Gesamtlänge Masse[mm] [m] [m] [kg]

1 28 28 4,20 117,60 568,442 12 16 3,38 40,56 64,02

Pos. Stück Φ s D Einzellänge Gesamtlänge Masse[mm] [mm] [mm] [m] [m] [kg]

11 26 16 75 915 2,87 74,74 117,9612 14 12 100 905 2,84 39,80 35,3413 10 16 100 2,90 28,95 45,69

Gesamtmasse: 831,45

steht ein bedeutender Nachteil entgegen: Stahl ist im Vergleich zu Stahlbeton teuer.

Status quo für Hochhausstützen Gerade für vertikal hochbelastete Stützen wer-den eine extreme Duktilität und hohe Traglast- reserven gefordert. Eine Stütze hat zunächst hohe Vertikallasten abzutragen und erfährt im Fall eines Erdbebenereignisses zusätzliche Bie-gebeanspruchungen, welche die Tragfähigkeit für Vertikallasten deutlich absenken. Bei Stahl-betonstützen muss mit einem Versagen der äu-ßeren Querschnittsbereiche gerechnet werden. Dies führt dazu, dass Stützen sehr gedrungen ausgeführt werden müssen. Stahlstützen sind schlanker ausführbar, häufig sind jedoch Brand-schutzanforderungen zu beachten, dann wer-den auch Stahlquerschnitte mit Beton umman-telt, was ebenso zu gedrungenen Querschnitten führt.

Tragverhalten im ErdbebenfallIm Erdbebenfall müssen die Stütze und der an-geschlossene Unterzug eine duktile Antwort auf die Einwirkung geben. Der Unterzug erfährt kaum Normalkräfte und kann daher mit einem plasti-schen Gelenk ausgebildet werden. Damit steht die Stütze im Vordergrund. Bei Stahlstützen ist ein Stahlunterzug üblich, um eine konstruktiv klare Verbindung herstellen zu können. Ein Stahlbeton- unterzug wäre ebenso duktil, einfacher herzustellen und deutlich günstiger als ein Stahl- unterzug.

Buildings in many regions face threats due to earthquakes. Especially renown and prestigious buildings require strong structural safety and high bearing reserves. To meet this demand, steel structure is most often used. Steel structures are very ductile and have a lower weight in comparison to reinforced concrete structures. Even if steel structures can be associated with many advantages, one major disadvantage is that they are more expensive than reinforced concrete structures. Given this background, the aim of the Zueblin Earthquake Column is to develop a ductile reinforced concrete column, which can cope with the specific loads of earthquakes. The developed reinforced concrete column consists of a steel precast framed structure and an in-situ casted concrete column with high-strength reinforcement. Due to the high load carrying capacity of the Zueblin Eartquake Coulmn it can be used for high buildings as well.

HintergrundIn vielen Regionen besteht eine große Erd- bebengefährdung für Bauwerke. Insbesondere bei bedeutenden Gebäuden werden eine hohe Tragreserve und Tragsicherheit gefordert. Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden in der Regel Stahlstrukturen eingesetzt. Dieses Mate-rial ist sehr duktil und kann einfach mechanisch beschrieben werden. Ein weiterer Vorteil der Stahlstruktur ist ihr geringes Gewicht gegen-über einer Stahlbetonstruktur. Diesen Vorteilen

ProblemlösungZiel war es, eine duktile Stahlbetonstütze zu entwickeln, die den spezifischen Beanspru-chungen im Erdbebenfall gerecht wird und die Ausführung der Unterzüge in Stahlbeton er-möglicht. Die Züblin-Erdbebenstütze besteht aus zwei unterschiedlichen Betonen mit speziellen Eigen-schaften sowie einem hochfesten Betonstahl. Die Stütze besitzt einen hoch tragfähigen Kern, der möglichst schlank sein muss, um den Ver-drehungen im Erdbebenfall zu widerstehen und einem äußeren Ring aus hochduktilem Stahl- beton. Durch die gezielt hohe Tragfähigkeit der schlanken Kernstütze kann die kritische Nor-malkraft sicher abgetragen werden. Der Beton des äußeren Rings kann Dehnungen in Längs-richtung von 5 % ertragen, das entspricht dem ca. 15-fachen eines normalen Betons. Dieser Beton verhindert im Erdbebenfall ein Abplatzen und damit die Zerstörung des Betonmantels; er wirkt als Stabilisierung der Innenstütze und des äußeren Bewehrungsringes, welcher die Biege-beanspruchung aufnimmt. Neben dem maßge-benden Erdbeben – bei dem die Struktur gerade noch stehen bleibt – gibt es eine Vielzahl kleiner und mittlerer Erdbeben, bei denen möglichst keine Schädigung eintreten sollte, um die Sanie-rungskosten so gering wie möglich zu halten. Üblicherweise muss der Brandschutzbeton von Stahlstützen nach kleineren Beben erneuert werden – dies ist ein zusätzlicher wirtschaftlicher Vorteil der Züblin-Erdbebenstütze.

AusblickDie Züblin-Erdbebenstütze wurde mit einer ausgeführten Verbundstütze eines Hochhauses verglichen. Die wirtschaftlichen Vorteile sind immens. Für die weitere Entwicklung ist die An-wendung in einem Projekt vorgesehen. Detail-lierte experimentelle Versuche müssen durchge-führt werden, um die Funktionstauglichkeit unter Beweis zu stellen. Eine parallel zur bauherren-seitigen Lösung durchzuführende Untersuchung der neuen Erdbebenstütze kann die hohe Leis-tungsfähigkeit im direkten Vergleich zeigen.

Ziel / Nutzen • Entwicklung einer Erdbebenstütze als High-Tech-Bauelement• Kostenersparnis gegenüber Stahlstützen• Raumgewinn durch schlanke Strukturen• weniger Sanierungsaufwand nach kleinen oder mittleren Beben

Mögliche Anwendung • Bauwerke in Gebieten mit hoher Erdbebengefährdung• Stützen im Hochbau, insbesondere für Hochhäuser• Stützen als Fertigteilelemente

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau (TBK)

Projektleitung Dr. Hubert Bachmann

Bearbeitung Adam Varga

Patente, Publikationen • Bachmann, H.; Varga, A.: Züblin-Earthquake-Column – a new solution for a ductile RC-structure. Concrete Innovation Conference, Olso. 2014 - Best Paper Award

• Varga, A.: Earthquake resistant RC-column for high rise buildings using high strength reinforcement. Master Thesis University of Aachen, Germany. 2013

• Bachmann, H.; Benz, M.: Technischer Bericht zur Erlangung einer ZIE für die Herstellung der Hochhausstüt-zen mit hochfestem Betonstahl S670/800 beim Hochhaus Taunusturm in Frankfurt. Ed. Züblin AG, Stuttgart. 2012

Züblin-ErdbebenstützeAUF EINEN BLICK

Stützenversagen im Versuch / Failure of column in experiment

Material:Beton innen: C50/60Beton außen: C30/C37 duktilBewehrung innen: SAS 670/800Bewehrung außen: S500B

Stützenquerschnitt mit innerer und äußerer Zone / Cross section of column with inner and outer zone


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Zonenbewehrung in der Schalung der Versuchs- körper / Area-reinforcement in formwork

Zonenbewehrte WändeZone-reinforced walls

Zonenbewehrung mit Aussparung: Designlast- niveau / Area-reinforcement with block-out: design load

Betonwände zu. Für unbewehrte Kellerwände gibt es derzeit eine spezielle Zulassung, die eine gegenüber den Vorschriften günstigere Bemes-sung erlaubt.Allerdings müssen neben den statischen Be-messungskriterien auch konstruktive Rand- bedingungen bei der praktischen Ausführung als unbewehrte Wand berücksichtigt werden. So sind Rissbildungen im Gebrauchslastfall beispielsweise an Türaussparungen – auch bei nachträglichen Änderungen – zu beachten. Hierfür wird eine sogenannte Zonenbewehrung vorgesehen, welche die konstruktiven Eigen-schaften der Wände verbessern soll, um die Gebrauchsfähigkeit zu gewährleisten.Bereits in der Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2009, S. 46 / 47 war dieses Thema publiziert worden.

Experimentelle UntersuchungenDie Versuche wurden in zwei Stufen durchge-führt: Zunächst wurden Versuchskörper, deren Struktur und Belastungsgrößen den Verhältnis-sen einer aussteifenden Kernwand eines Hoch-hauses entsprachen, mit großer Horizontallast bei gleichzeitig minimaler oder maximaler verti-kaler Auflast beaufschlagt. Das Rissbild infolge mehrfacher horizontaler Designlast zeigte kein Schubversagen, vielmehr waren die Risse ein-deutig der vertikalen Beanspruchung zuzuord-nen. Daher konzentrierte sich die zweite Ver-suchsserie auf die Rissbildung, Tragfähigkeit und die Versagensart. In den Versuchen wurden vergleichsweise Prüf-körper mit Mindestbewehrung nach normativen

One major element for the structural design of residential construction projects are the reinforced walls. The standards usually define the amount of reinforcement which needs to be placed in reinforced walls, i.e. which zones of the wall require more reinforcement and which zones of the wall require less. The standards also define wall zones which do not need any reinforcement. The aim of this research project is to benefit from these stipulations through developing a systematic approach for using reinforcement only at particular zones in the wall. The idea is to reinforce only those zones of the wall which are more prone to cracking. Following such a methodology could lead to more economic walls. At this stage of this research the experimental studies show that there is no disadvantage of zone-reinforced walls.

HintergrundIm Hochbau, insbesondere im Wohnungsbau, werden vielfach Betonwände eingesetzt. Als Außenwand dienen sie zur Aufnahme des Erd-druckes oder der Windlasten, im Innenbereich als tragende Wand zur Weiterleitung der Decken- lasten. Ebenso werden in aller Regel aussteifende Wände und Schachtwände im Kernbereich als Betonwände ausgeführt.Vielfach sind die Belastungen so gering, dass keine tragende Betonstahlbewehrung erforder-lich ist. Üblicherweise wird dann eine Mindest-bewehrung nach den geltenden Vorschriften eingelegt. Die Normen lassen aber auch die Bemessung derartiger Wände als unbewehrte

Vorgaben und zonenbewehrte Prüfkörper unter-sucht. Es zeigte sich, dass die Mindestbeweh-rung gegenüber der Zonenbewehrung keine traglaststeigernde Wirkung hat. Hinsichtlich des Rissbildes konnte festgestellt werden, dass un-ter den anzusetzenden Gebrauchslasten keine Risse auftraten. Erst bei weiterer Laststeigerung konnten Risse im Bereich von Aussparungen und Öffnungen beobachtet werden. Diese lassen sich auf die Umlenkung der Vertikalkräfte (Querzugspannungen) zurückführen, sie treten erwartungsgemäß auf. Da die Zonenbewehrung in eben diesen Bereichen angeordnet ist, zeigt sich auch hier kein Vorteil einer durchgängig mit Mindestbewehrung versehenen Wand.

Praktische Umsetzung am ProjektNach theoretischer Forschung und einzelnen praktischen Erfahrungen mit zonenbewehrten Kernwänden im Hochhausbau war es das Ziel, erstmals bei einer Wohnbebauung (Bauvorha-ben Vereinsstraße, Frankfurt) die tragenden In-nenwände, die Außenwände, die aussteifenden Wände sowie die Kernwände (Treppenhaus- und Aufzugskernwände) ab dem Erdgeschoss weitestgehend in zonenbewehrtem Beton aus-zuführen. Sämtliche wandartige Träger wurden in Stahlbeton ausgeführt.

BewertungBei der Bewehrungsverlegung konnten Zeit und infolgedessen auch Kosten eingespart werden. Ein weiterer positiver Aspekt ist die Einsparung von Bewehrungsstahl, die sich ebenfalls auf die Baukosten niederschlägt. Allerdings zeigten sich auch Nachteile bei der Herstellung der zonenbewehrten Wände: die Verlegung von

beispielsweise Leerrohren war schwierig, da deren Fixierung in der Regel an der Bewehrung erfolgt. Auch für nachträgliche Wandschwä-chungen besteht weniger Flexibilität, da die Anordnung der Bewehrungszonen stark von der Wandgeometrie abhängt.

AusblickDas wirtschaftliche Potenzial zur Einsparung bei nur lokal angeordneter Bewehrung macht sich vor allem bei größeren Einheiten beispielsweise in Wohnungsbau-Siedlungen bemerkbar. Dies sollte daher zukünftig die primäre Anwendung von zonenbewehrten Wänden darstellen. Neben der Kostenersparnis trägt diese Bauweise auch zur Nachhaltigkeit des Bausektors bei.

Ziel / Nutzen • Einsparung an Betonstahl

Mögliche Anwendung • Kernwände im Hochhausbau• Wände großer Wohnbebauung

Förderung intern

Projektkoordination Dr. Hubert Bachmann

Projektlaufzeit seit November 2009

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau (TBK); UB H+I Deutschland 2C: Mitte ER (Ed. Züblin AG)

Projektleitung Dr. Hubert Bachmann

Bearbeitung Christian Ehrhardt, Peter Weber

Patente, Publikationen • Bachmann, H.; Weber, P.: Technischer Bericht zur Erlangung einer Zustimmung im Einzelfall für die Herstellung der Betonwände als zo-nenbewehrte Wände - Wohnbebauung Vereinsstr. Frankfurt. Ed. Züblin AG. Stuttgart 2012

• Erhardt, C.: Zonenbewehrte Wände im Hochhausbau - Experimentelle Untersuchungen. Diplomarbeit Universität Kaiserslautern. 2010.

Zonenbewehrte Wände

AUF EINEN BLICK


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Beispiel einer Doppelfassade eines Bürogebäudes / Two layered building surface construction

Energetische Bemessung von Doppelfassaden: CFD-Tool Gebäudehülle Energy design of double facades: CFD-Tool building envelope

Vergleich zu einer einschaligen Fassade, weil eine höhere Variabilität bei der Einstellung von Sonnenschutz, Außen- und Innenfenstern gege-ben ist. Der Fassadenzwischenraum zwischen beiden Verglasungen bildet eine thermische Pufferzone. Dies beeinflusst das Innenklima ent-scheidend.Der Energietransport im Doppelfassadenzwi-schenraum erfolgt vorwiegend über Wärme-strahlung und -konvektion; der Anteil der Wär-meleitung ist zu vernachlässigen. Während der Energietransport durch Wärmestrahlung relativ einfach über Kennwerte der Verglasung berech-net werden kann, ist der konvektive Anteil ohne Kenntnisse von Messergebenissen oder nume-rischen Strömungssimulationen schwierig abzu-schätzen. Die Konvektion im Doppelfassadenzwischen-raum hängt maßgeblich von verschiedenen Parametern der Geometrie (Abstand der äuße-ren zur inneren Verglasung, Höhe, Größe der Ein- und Auslassöffnung mit daraus entstehen-den Düseneffekten), dem Klima (Windrichtung und -geschwindigkeit, Strahlungsintensität, Tem- peratur, Dichteunterschiede, etc.) sowie den Materialeigenschaften (Absorption, Transmissi- on und Reflektion, Oberflächenbeschaffenheit, Wärmeleitfähigkeit, Wärmespeicherkapazität, Dichte, etc.) ab. Mithilfe von numerischen Simu-lationen aus der Strömungsmechanik (engl: computational fluid dynamics (CFD)) können 3D-Modelle unter Berücksichtigung der vorge-nannten geometrischen, klimatischen und ma-terialspezifischen Parameter instationär mit Kli-madaten aus Testreferenz-Jahren der Wetter-

Energy transportation within two layered building façades happens mainly through thermal radiation or convection whereas thermal conduction can be neglected. The energy transportation through thermal distribution can quite easily be calculated with the characteristic values of the glass. The convection part in turn is difficult to estimate without having measurement results or numerical flow distribution simulations. A common tool for determining the convection part of the energy transportation is computational fluid dynamics (CFD) simulations. CFD-simulations, however, are very costly and time intensive. Given this background, the aim of this project is to develop a simplified procedure to predict the air change or energy transportation between two layered building façade constructions. In the future, the developed process will be of use for a wide variety of projects, also in different climate zones.

HintergrundWährend einschalige Fassaden bei veränderten Wettersituationen thermisch relativ einfach ana-lysiert werden können, weisen Doppelfassaden ein komplexeres Verhalten auf. Die thermische Wirkung und die Strömungsrichtung im Doppel-fassadenzwischenraum und im Innenraum ver-ändern sich abhängig von Fassadengestaltung, Fassadenstellung und Wettersituation. Konstruktiv besteht eine Doppelfassade aus ei-ner Außen- und einer Innenverglasung mit einem zwischen beiden Verglasungen angeordnetem Sonnenschutz. Die zusätzliche Außenvergla-sung verändert die gesamte Wirkungsweise im

dienste berechnet werden. Diese CFD-Simulati-onen sind sehr kosten- und zeitaufwendig. Für die Simulation eines Referenzjahres an einem 3D-Modell ist auch mit leistungsfähigen Servern derzeit noch ein Berechnungsaufwand von ca. einem Jahr erforderlich.

ZielZiel des Vorhabens ist ein vereinfachtes Ver- fahren zu entwickeln, das dem Anwender eine praxisgerechte Abschätzung des Luftwechsels in doppelschaligen Fassadensystemen ermöglicht. Mit einer numerischen Simulation (CFD-Simul- ation) wurden die Auswirkungen der wesentlichen Einflussgrößen getrennt von einander betrachtet. Es wurden mathematische Zusam- menhänge erstellt, welche zukünftig das Be-rechnen von Luftwechselzahlen im Doppelfas-sadenzwischenraum ermöglichen: Die Ergeb-nisse stehen im Vergleich zur numerischen Simulation des Gesamtsystems zeitnah zur Verfügung und sind deshalb für die praktische Anwendung nutzbar.

Innerhalb der Projektarbeit wurden über 140 Va-rianten simuliert. Die Wetterdatensätze wurden in stündlich gemittelte Werte zu Strahlungsin-tensität (global, direkt), Strahlungswinkel, Tem-peratur, Feuchte, Windrichtung und Windge-schwindigkeit aufgeschlüsselt. Die untersuchten Einflussparameter konnten in mathematische Zusammenhänge gebracht werden. Durch die Eingabe von geometrischen und material- bedingten Randbedingungen einer Fassade können nun innerhalb kurzer Zeit Aussagen zu den konvektiven Vorgängen im Doppelfassa-denzwischenraum und deren Auswirkungen ge-macht werden.

AusblickMit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des Tools und durch die Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse aus der numerischen Simulation kann ein instationärer Luftwechsel unabhängig von aufwendigen CFD-Simulationen durch sta-tionäre Berechnung ersetzt werden. Anwen- dung findet das Verfahren zukünftig für sämt- liche Projekte, auch für Klimazonen in anderen Breitengraden sind Doppelfassaden mittels der stationären Berechnungsmethode abbildbar.

Ziel / Nutzen • vereinfachte Berechnung von Luftwechselraten in Doppelfassadenzwischenräumen

Mögliche Anwendung • Gebäude mit Doppelfassadensystemen, in allen Klimazonen

Förderung intern

Projektlaufzeit Januar 2013 – Dezember 2013

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau (FAS-S)

Projektleitung Martin Baar

Bearbeitung Martin Baar, Dr. Esther Dongmo

CFD-Tool Gebäudehülle

AUF EINEN BLICK

Darstellung von Isotachen und Strömungs-linien / Velocity profile and flow line picture


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Fassade des Büroge-bäudes Z3 am Standort Stuttgart / Facade of the office buildung Z3 at the headquarter in Stuttgart

Bestimmung und Bewertung der Schalllängsleitungskenngrößen von FassadenelementenDetermination and evaluation of longitudinal sound transfer through building surface constructions

Vorgehensweise zur Bewertung des Flanken-schalldämm-Maß RFf / Proceeding for evaluation of edge sound reduction index RFf

than the DIN 4109 (11-1989). The third option is an acoustic simulation which turns out to be the most favorable cost and time efficient solution.

Hintergrund Die Berücksichtigung des Flankenschalldämm-maßes einer Leichtbaufassade als Einflussgröße für das Schalldämmmaß eines Trennbauteils ist nach DIN 4109 (11-1989) nur unzureichend und pauschal bewertet. Das nach dieser Norm er-

This project aims for a tool to estimate the longitudinal sound transfer through light building facade constructions. There are three components which have been compared. First there is the German standard DIN4109 (11-1989) which gives an estimation of the longitudinal sound transfer. However the practical experience shows a significantly digress to the estimation of DIN 4109 (11-1989). Alternatively there is the European standard DIN EN 12354 which uses other approaches and leads to different results

mittelte pauschale Dämmmaß weicht vom tat- sächlichen Schalldämmwert nach dem Einbau häufig ab. Planungsunsicherheit und Rechts-streitigkeiten sind die Folge. Die europäisch harmonisierte DIN EN 12354: Bauakustik – Be-rechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften zeigt andere Ansätze. Mit der Neuauflage der DIN 4109 werden voraussichtlich die rechnerischen Nachweise an DIN EN 12354 angepasst.

ZielZiel ist es, den Planern ein geeignetes Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem sich frühzeitig das Flankenschalldämmmaß von Leichtbau- fassaden abschätzen lässt. Es werden verschie-dene Ansätze untersucht und letztendlich eine einheitliche Vorgehensweise definiert.

Vorgehen und ErgebnisseInsgesamt wurden drei Ansätze zur Bewertung der Schalllängsleitung von Leichtbaufassaden untersucht. Da die überarbeitete DIN 4109 an die DIN EN 12354 angepasst werden soll, wurde diese hinsichtlich zweier unterschiedlicher Vor- gehensweisen untersucht. Die Abhängigkeit von labortechnischen Prüfun-gen zur Erfüllung der Norm führt zu hohen Kosten und großem Aufwand. Alternativ wird der Auf-bau eines Bauteilkataloges vorgeschlagen. Durch das Dokumentieren unterschiedlicher Fassaden- konstruktionen mit Optimierungsmöglichkeiten durch Prüfberichte aus Schalllaboren können die akustischen Eigenschaften einer Konstruk- tion abgeschätzt werden. Eine von Messwerten völlig unabhängige Be-wertungsmöglichkeit ist eine akustische Simu- lation. Die Möglichkeiten und Probleme dieses Verfahrens werden betrachtet. Diese Methode wird sich voraussichtlich als die sinnvollste erweisen, da der Planer während dem Ent- wicklungsprozess die Details anpassen kann,

Ziel / Nutzen • Instrument zum Abschätzen des Flankenschalldämmmaßes für Leichtbaufassaden• Aufzeigen der Vor- und Nachteile verschiedener Bewertungsmethoden

Mögliche Anwendung • Wohn- und Nichtwohngebäude mit hohen Verglasungsanteilen

Förderung intern

Projektlaufzeit Februar 2013 bis August 2013

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau (FAS-S)

Projektleitung Martin Baar, Daniela Greiner

Bearbeitung Martin Baar, Jasmin Eppli, Daniela Greiner

Patente, Publikationen • Eppli, J.: Bewertung / Bestimmung der Schalllängsleitungskenngrößen von Fassadenelementen. Hochschule für Technik, Stuttgart. 2013

Schalllängsleitung an FassadenAUF EINEN BLICK

wodurch Kosten und Zeit gegenüber einer händischen Abschätzung eingespart werden.

AusblickUm Fassadenkonstruktionen in Abhängigkeit der Norm-Flankenpegeldifferenz Dn,f,w zu katalogisieren, müssen deren Prüfzeugnisse gesammelt und dokumentiert werden. Durch den entstehenden Bauteilkatalog kann eine Bewertung der Längsleitung von Fassaden- elementen erfolgen. Die DIN 4109 sieht eine solche Tabelle in ihrer Neufassung vor, deren Art und Umfang ist noch nicht bekannt. Die Schallsimulation ist momentan die effek- tivste Methode für die Bewertung des Flanken- schalldämmmaßes. Dadurch könnte oftmals voll- ständig auf Labormessungen verzichtet werden. Damit das Flankenschalldämmmaß über eine Simulation sicher ermittelt werden kann, sind Verifizierungen notwendig. Diese belegen, dass zwischen dem simulierten und dem eingebauten Flankenschalldämmmaß ausreichende Übereinstimmung besteht.


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Testbetrieb des Hochdrucklüftungssystems – HDLS Test run of the high-pressure ventilation system

Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, In-novation – Projekte 2010 / 11, S. 36 / 37 berich-tet worden.

ProjektablaufAls nächster Schritt zum Markteintritt mit dem Hochdrucklüftungssystem wurde der Aufbau einer Testanlage realisiert.Zu den Kriterien für eine marktreife Lüftungs- anlage zählen dabei unter anderem:• Zugfreiheit in den Räumen• Einhaltung der Akustik-Richtlinien für Lüf-

tungsanlagen• Möglichkeit, erforderliche Luftmengen durch

die Anlage bereitstellen zu können• Wohlbefinden der Nutzer während des Be-

triebs sicherstellen Für die Realisierung der Testanlage wurde das konzerneigene Containerbüro auf der Baustelle des RZ Space in Wien ausgewählt. Während des Testbetriebs wurden die Raum- parameter Lufttemperatur und Luftfeuchte, Druck, Volumenstrom und Temperatur im Sys-tem sowie die verbrauchte Energie der Geräte überwacht. Dazu wurden ein portables Hygro- Thermometer sowie fixe Messeinrichtungen genutzt und sämtliche Daten manuell oder über einen Datenlogger aufgezeichnet.Durch die Befragung der Nutzer wurde festge-stellt, dass diese das Design der Auslässe an-sprechend empfanden, während der Kühleffekt durch die Lüftungsanlage kaum bemerkt wurde. Es konnten keine unangenehmen Verwirbelun-gen oder Zugerscheinungen festgestellt werden und die Luftqualität wurde nicht negativ beein-

Three years after the HDLS-project was initiated, a test run of a working system was realized. At a container office facility in Vienna the developed air outlets were installed, combined with a screw compressor to supply the required amount of air. Both system performance and user feedback were in line with the expectations. An overview of the system including monitoring and results is presented in this report.

HintergrundIm März 2010 wurde das Projekt HDLS – Hoch-drucklüftungssystem – als Forschungs- und Entwicklungsprojekt von der Zentrale Technik (TGA Wien) begonnen. Der grundlegende Ge-danke war, den Platzbedarf für Lüftungsanlagen zu reduzieren. Das Lüftungssystem in bauliche Konzepte integrieren zu können stellt dabei die Motivation des Projekts für ein Bauunternehmen dar. Potenziale wie die Platzersparnis durch die-ses System lassen das Unternehmen auf Dauer als Ganzes von einem Erfolg des Projekts profi-tieren. Als erstes Ziel wurde die Entwicklung eines passenden Luftauslasses definiert. Die Firma Hidria (SLO) konnte dafür als Partner gewonnen werden.Nachdem das Design auf Basis umfangreicher numerischer Simulationen und Laborversuche festgelegt war, galt es erste Prototypen herzu-stellen. Für Luftvolumenströme von 45 m³/h, 90 m³/h und 180 m³/h wurden Luftauslässe produziert. Durch die Ausnutzung des Joule- Thompson-Effektes kann eine Abkühlung von bis zu 1,9 K bei der Einbringung in den Raum erzielt werden kann. Darüber war bereits in der

flusst. Ein Überdruck durch die Lufteinbringung war für die Nutzer nicht spürbar und auch die Luftfeuchte wurde nicht beanstandet. Aller- dings wurde der laufende Kompressor verhält-nismäßig laut wahrgenommen, da dieser unmit-telbar neben den belüfteten Räumen angeord-net war. Gesondert zu bemerken ist, dass es sich bei dem eingesetzten Kompressor um ein zu 100 % ölfreies Gerät handelte und bei der Installation besonders auf die Einhaltung der Hygienevor-schriften geachtet wurde. Die Zuluft konnte so geruchsneutral in die Räume eingebracht wer-den. Die Herstellerangaben der Schallwerte für Auslässe und Geräte waren in situ nach nach-prüfbar.

FazitNach der Entwicklung eines funktionsfähigen Luftauslasses wurde diese Komponente als Teil eines Gesamtsystems getestet. Der weitgehend störungsfreie Betrieb beim Feldversuch sowie die positive Beurteilung durch die Nutzer der belüfteten Räume bestätigen, dass das Hoch-drucklüftungssystem bei verschiedenen Bau- objekten eingesetzt werden kann. Messwerte aus Laborversuchen der ersten Entwicklungs-phase konnten beim Feldversuch im Rahmen üblicher Abweichungen und Einschränkungen nachvollzogen werden.

Ziel / Nutzen • Verifizierung von Herstellerangaben und Laborversuchen• Monitoring des Betriebs einer kompletten HDLS-Anlage unter realen Bedingungen• Entwicklung von innovativen Lüftungslösungen

Mögliche Anwendung • Belüftung von Gebäuden mit unzureichend Platz für ein konventionelles System• Neubau (Möglichkeit der Reduzierung von Geschosshöhen)

Förderung intern

Projektlaufzeit Juni 2013 bis November 2013

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: TGA Wien

Projektleitung Miklos Nikolics

Bearbeitung Rudolf Oesterreicher

Patente, Publikationen • Europäische Patentanmeldung: EP 2 565 548 - Schutzrecht angestrebt• weitere Patentanmeldungen in den USA und den Vereinigten Arabischen Emiraten – Schutzrechte angestrebt• erteiltes Patent RU 2012127272 in Russland

Hochdrucklüftungssystem AUF EINEN BLICK

Grundriss des Container- büros / Layout of the container office facility

45 m³/h

90 m³/h

90 m³/h

90 m³/h

90 m³/h

90 m³/h

45 m³/h

180 m³/h

180 m³/h

Bauleitung

Archiv

Teeküche

Poliere

Vizepolier

Sanitärcontainer

Dusche WC-Herren WC-Damen

BesprechungsraumBaubüro AG

90 m³/h


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Kompaktasphalt mit Forschungskomponenten / Compact asphalt with research components

Prozesssicherer automatisierter Straßenbau – PAST: Status quo und Ausblick Process reliable automated road construction – PAST: Status quo and outlook

PAST Demonstratoren Übersicht / PAST overview of demonstrators

heit, Griffigkeit, Helligkeit und Lärmabsorption. Im Rahmen von PAST wurden 15 Demonstrato-ren entwickelt, gebaut und innerhalb der Pro-jektlaufzeit von 08/2008 bis 07/2012 auf insgesamt sechs Untersuchungsstrecken in der Praxis getestet. Aus diesen 15 Prototypen er-folgte die serienreife Entwicklung der folgenden fünf Maßnahmen:• Schwenkeinrichtung an Asphaltmischanlagen

zur entmischungsreduzierenden Befüllung der Transportfahrzeuge

• Thermomulde zur Erhaltung der Misch-guttemperatur während des Transportes

• Fertiger-Anfahrautomatik zur Reduzierung von Unebenheiten

• Passives Andocksystem zur Reduzierung der Unebenheiten beim Übergabevorgang zwi-schen Transportfahrzeug und Straßenfertiger

• Oberflächenscanner zur Temperaturüberwa-chung und Dokumentation

Darüber hinaus konnten durch den Einsatz einer isolierten Mulde beim Mischguttransport Quali-tätsverbesserungen erreicht und dokumentiert werden. Basierend auf den Ergebnissen von PAST hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) die „Einsatzan- kündigung von Maßnahmen zur Steigerung der Asphalteinbauqualität“ veröffentlicht. Demnach werden stufenweise neue Einsatzkriterien für den Transport von Asphaltmischgut mit thermoisolier- ten Fahrzeugen als Anforderung in die Vertrags-bedingungen für Neubau- und Erhaltungsmaß-nahmen an Bundesfernstraßen aufgenommen.

The high standards of road quality, environmental safety as well as the desire for stabilised processes require innovative solutions along the road construction process chain – from the production of the materials until the compaction on site. Despite the constant improvement of materials, weaknesses which reduce the durability of the pavement process continue to arise in increasing frequency. This research will eliminate the weaknesses of asphalt pavement on traffic ways within the whole construction process through the usage of new approaches in automation, information technology and mechanical engineering. The overall approach of this is named “PAST” (Prozesssicherer Auto- matisierter Straßenbau). It is concluded that the adoption of PAST will lead to improvements of roadway features, such as noise reduction, road safety and durability.

Status QuoIm Heft Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2009, S. 64 / 65 wurde das Forschungs-vorhaben Prozesssicherer automatisierter Stra- ßenbau – PAST zur Identifizierung und Beseiti-gung qualitätsmindernder Faktoren beim Bau von Asphaltbelägen vorgestellt. Durch den Ein-satz von innovativen Ansätzen aus der Automa-tisierungs-, Informations- und Maschinentech-nik über die gesamte Bauprozesskette konnten wesentliche Funktionseigenschaften entschei-dend beeinflusst werden. Die Verbesserungen betreffen unter anderem Dauerhaftigkeit, Eben-

AusblickNach der Entwicklung der Demonstratoren wur-de das Ziel der konzernweiten Implementierung verfolgt. Dazu wurde eine enge Zusammenar-beit zwischen der F. Kirchhoff GmbH, der TPA GmbH, der BMTI GmbH und STRABAG AG initiiert. Im Rahmen dieser Initiative wurde beschlossen, einige Baumaschinen umzurüsten und diese als Prototypen für eine zukünftige Standardisierung im Dauereinsatz zu erproben. Anlässlich einer aktuellen Bestellung eines Straßenfertigers konnten umfangreiche Umbau-maßnahmen zeitnah ausgeführt werden. Um die im Forschungsvorhaben gemachten Erfahrun-gen zu nutzen und weitere Optimierungen im Asphaltstraßenbau zu erreichen, wurde zwi-schenzeitlich ein weiteres Forschungsvorhaben akquiriert und im Januar 2014 begonnen: Ent-wicklung innovativer Verfahren zur Optimierung

der Oberflächengestaltung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise (OBAS). OBAS beschäftigt sich mit der frühzeitigen Einbindung und dem hohem Verbund der Abstreusplitte mit dem Asphalt und soll die komplette Funktionalität der Straßenoberfläche unmittelbar nach dem Einbau gewährleisten.

Ziel / Nutzen • flächendeckende Qualitätserhöhung durch Prozesssicherheit und Standardisierung im Asphaltstraßenbau

• Entlastung des Einbaupersonals• Reduzierung der Mehr- und Mindermengen • Reduzierung der Abzüge durch Mängelbeseitigung

Mögliche Anwendung • im gesamten Asphaltstraßenbau• Nutzung der Entwicklungen in anderen Geschäftsbereichen des Konzerns

Förderung 25 % Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie75 % intern

Projektlaufzeit seit August 2008

Unternehmenseinheit ZB TPA 04; ZB BMTI 01; UB VWB Deutschland 6H: (Hermann Kirchner Bauunternehmung GmbH, STRABAG AG)

Bearbeitung Martin Muschalla

PAST: Status quo und AusblickAUF EINEN BLICK

Aufnahme Transport ÜbergabeTransport im Fertiger

Quer- verteilung Einbau Walzen

1 Mischgut- abgabe 2 Lademodul

3 Mess- und Informationssystem Baustofflogistik

4 Mess- und Informationssystem Mischguttemperatur

5 Kommunikation Mischgutaufnahme 10 Verdichtungsarbeit

6 Andockeinrichtung 11+12 Belagsdicken-Messung Einstellung u. -Regelung

13 Anfahrautomatik

14 Ablageautomat

7 Mischgutförderer/-verteiler Prozessregeleinrichtung

8 Thermobunker

9 Thermoförderer/-verteiler 15 Kommunikation

Fertiger-Walze


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Abdichtungssystem STRABATAN S / Sealing system STRABATAN S

Abdichtungssysteme der STRABAG und ihre AnwendungsmöglichkeitenSealing systems of STRABAG and their application possibilities

• STRABATAN S für Stahlbrücken• STRABATAN STATIFLEX® als schnelles Ab-

dichtungssystem

STRABATAN CDas System STRABATAN C besteht aus einem Reaktionsharz (STRABATAN AET PRO) und einer Bitumenschweißbahn (STRABIT). Es entspricht den Anforderungen der TL BEL-B Teil 1 für Fahr-bahnbeläge auf Betonbrücken und ist somit für die Bauweise nach ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 1 zugelassen. In den vergangenen zwei Jahren fanden verglei-chende Untersuchungen statt, um sicherzustel-len, dass das System STRABATAN C qualitativ mindestens gleichwertig mit den Abdichtungs-systemen anderer Hersteller ist. Die Verarbeit-barkeit sowie die damit einhergehenden Materi-alverbräuche (beispielsweise Gas bei der Ver- legung) konnten dabei gegenüber anderen Pro-dukten verbessert werden.Die Untersuchungen ergaben, dass das einge-setzte System des STRABAG Konzerns im Ver-gleich mit Produkten anderer Hersteller sowohl hinsichtlich der fertigen Abdichtung als auch beim Einbauvorgang viele Vorteile hat.

STRABATAN SDas Abdichtungssystem des STRABAG Kon-zerns für Stahlbrücken ist ein Bitumen-Dich-tungssystem und besteht aus der Grundierung PRIMEX und der Haftschicht ISOTEX. Es ent-spricht der Bauart 2 nach ZTV-ING Teil 7, Ab-schnitt 4 und erfüllt die Anforderungen der TL BEL-ST.

Because of different types of infrastructure buildings (eg concrete and steel bridges) there are different demands on sealing systems. For concrete buildings, the sealing usually is a system according to ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 1, whereas for steel bridges due to the larger vibrations flexible sealing systems (according to ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 4) are to be elected.Therefore, it is necessary for STRABAG to use the correct sealing system for the different building types (steel, concrete).

HintergrundAufgrund unterschiedlicher Bauarten von Inge-nieurbauwerken (z. B. Beton- oder Stahlbrücken) entstehen unterschiedliche Anforderungen an die Abdichtungssysteme. Bei Betonbauwerken wird für die Abdichtung in der Regel ein System gemäß ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 1 verwendet, wohingegen für Stahlbrücken aufgrund der unterschiedlichen Bauart Abdichtungssysteme nach ZTV-ING Teil 7, Abschnitt 4 zu wählen sind.Für den STRABAG Konzern ist es notwendig, für die verschiedenen Bauwerkstypen das ge-eignete Abdichtungssystem mit hoher Qualität und wirtschaftlicher Effizienz einsetzen zu können. Deshalb wurden in den vergangenen Jahren Abdichtungssysteme weiterentwickelt, die die Qualitätsanforderungen auch in Zukunft erfüllen.Nachfolgend sind die STRABAG-Abdichtungs-systeme mit den jeweiligen Anwendungsge- bieten zusammengefasst:• STRABATAN C für Betonbauwerke (Brücken

und Parkhäuser)

Gemeinsam mit einem neuen Hersteller wurde ein System entwickelt, das den Ansprüchen an Qualität und Effizienz entspricht. Die Unter- suchungen sind soweit abgeschlossen. Für das Bitumen-Dichtungssystem wird im Jahr 2014 die neu zu erstellende Grundprüfung erfolgen. Anschließend wird das System unter dem Namen STRABATAN S bei der Bundesanstalt für Stra-ßenwesen (BASt) gelistet.

STRABATAN STATIFLEX® STRABATAN STATIFLEX® steht für ein mit flexi-bilisiertem Epoxidharz verfülltes Asphalttragge-rüst. Der entscheidende Vorteil dieser Bauweise gegenüber den mehrlagigen Abdichtungssyste-men besteht in der kurzen Ausführungszeit. In der Vergangenheit erfolgte der Einbau der darüber liegenden Asphaltschicht „heiß auf frisch“, um einen ausreichenden Schichtenver-bund zu gewährleisten. Durch das Abstreuen der noch nicht ausgehärteten Dichtungsschicht mit einem Heißschmelzklebergranulat konnte das System – wie in der Konzernbroschüre For-schung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2012 / 13, S. 36 / 37 berichtet – weiter optimiert werden. Damit ist es nicht zwingend erforderlich die folgende Asphaltschicht „heiß auf frisch“

einzubauen, denn das Granulat schmilzt beim Einbau der aufzubringenden Asphaltschicht (Mischguttemperatur > 160°C) und sorgt so für einen sehr guten Schichtenverbund.Darüber hinaus wurde in Zusammenarbeit mit der BASt an der Erarbeitung eines Regelwerks (Empfehlungen über Hohlraumreiches Asphalt-traggerüst mit nachträglicher Verfüllung; E HANV) mitgewirkt.

AusblickNeben der erforderlichen Grundprüfung sollen im Jahr 2014 auch ausgewählte Baumaßnahmen mit dem System STRABATAN S labortechnisch begleitet werden.Durch die Erarbeitung des Regelwerkes (E HANV) im Zusammenhang mit STRABATAN STATIFLEX® wird eine Vereinfachung der Ausschreibung er-reicht. Zudem ist dies ein Schritt auf dem Weg zur Regelbauweise.Für alle genannten Abdichtungssysteme gilt, dass sie auch in den kommenden Jahren ständig weiterentwickelt werden müssen, um den Markt- anforderungen zu genügen und den konzernein-heitlichen hohen Qualitätsstandard zu gewähr-leisten.

Ziel / Nutzen • Nutzung eigener Produkte im Konzern und damit einheitlich hoher Qualitätsstandard• ständige Weiterentwicklung der Produkte

Mögliche Anwendung • Abdichtung von Ingenieurbauwerken

Förderung intern

Projektlaufzeit seit April 2008

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE Nord/International/RU; UB VWB Deutschland 6H, Köln/Düsseldorf DE (STRABAG AG, Sonderbau)

Projektleitung Thomas Sikinger

Bearbeitung Sebastian Lorenz

Bauwerksabdichtung STRABATANAUF EINEN BLICK

Abdichtungssystem STRABATAN C / Sealing system STRABATAN C


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Einbau des DAsphalts 22 T S, Baumaßnahme Funktionsbauvertrag A 31 Gescher / Paving of DAsphalt 22 T S, Building and maintenance project A 31 Gescher

In situ Validierung der innovativen Asphalttragschicht – DAsphalt® 22 TS In situ validation of the innovative asphalt base course – DAsphalt® 22 TS

Vergleich der berech- neten Lastwechselzahl in 10-t Achse [Mio.] / Comparison of calculated load cycle in 10-t ESAL [Mio.]

zernbroschüre Forschung, Entwicklung, Inno- vation – Projekte 2012 / 13 S. 78 / 79 war bereits darüber berichtet worden. Dabei wurden die Materialparameter gemäß Arbeitsanleitung zur Bestimmung des Steifigkeits- und Ermüdungs-verhaltens von Asphalten mit dem Spaltzug- Schwellversuch als Eingangsgröße in die Dimensionierung (AL Sp-Asphalt 09) verwendet, welche bei optimalen Randbedingungen am im Labor hergestellten Asphaltprüfkörper ermittelt wurden. Die Einflüsse der Schwankungen bei der Asphaltmischgutherstellung und dem Ein-bau vor Ort können allerdings bei einem Labor-prüfkörper nicht berücksichtigt werden. Das Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen dieser Schwankungen auf die Materialparameter zu er-mitteln. Hierfür werden die Bohrkerne, auf deren Prüfung die analytischen Dimensionierungen basieren, mit den Bohrkernen in situ am Projekt Autobahn A31 Gescher verglichen. Es wird er-mittelt, ob sich die Werte aus den Labor-Rand-bedingungen mit jenen aus der Praxis validieren lassen.

Stand der ArbeitenUm die Auswirkungen der Schwankungen der Baustoffzusammensetzungen und der Einbau-qualität auf die Materialparameter gering zu halten, wurden bei der werkseigenen Produkti-onskontrolle (WPK) die Spannbreite der Eigen- schaften des verwendeten Asphaltgranulates und der Gesteinskörnungen sowie des Bitumens gegenüber den einschlägigen Regelwerken des Straßenbaus signifikant eingeengt. Die Untersu-chungen für entsprechendes Ausgangsmaterial

During the cost calculation phase of the project A 31 Gescher the asphalt or material parameters of the innovative asphalt DAsphalt® 22 TS were determined through specimens. The asphalt specimens were produced under appropriate conditions in the laboratory. On site influences of the production or casting of the asphalt, however, could not be considered for the specimen produced in the laboratory. Therefore drill core samples have been taken at three sections of the construction project and were compared with the specimen produced in the laboratory. The results reveal that even if the determined material parameters of each section significantly differ, the tests for the quality of asphalt mix and paved asphalt layer meet all the requirements. The lifetime of asphalt pavement is calculated through the design software PaDesTo. The calculations show sufficient values for the load cycles, but with many variations. In order to quickly identify the lifetime of the asphalt pavement after the bitumen delivery, it is recommended to determine the bitumen quality through the extended chemical and rheological test methods.

Hintergrund Die analytische Bemessung nach den Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Ober-baus (RDO Asphalt 09) ergab, dass durch die Verwendung von DAsphalt® 22 TS die Schicht-dicke um bis zu 10 cm im Vergleich zu einer Bauweise nach den Richtlinien für die Standar-disierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO 12) reduziert werden kann – in der Kon-

erfolgten dennoch nach konventionellen Prüfun-gen gemäß den Zusätzlichen Technischen Ver-tragsbedingungen und Richtlinien für den Bau von Verkehrsflächenbefestigungen aus Asphalt (ZTV Asphalt StB 07/13), die die nationale Um-setzung der DIN EN 13108, Teil 21 darstellen. Darüber hinaus wurde aufgrund der besonderen Bauweise und der langen Unterhaltungszeit eine detaillierte Überwachung des Einbauprozesses verwirklicht: Mischguttemperatur, Schichtdicke und Verdichtungsgrad des eingebauten Asphalt- mischgutes wurden ständig geprüft. Es wurde an drei Bauabschnitten der Baumaß-nahme eine ausreichende Anzahl an Bohr- kernen entnommen und im Labor untersucht. Die Ergebnisse der werkseigenen Produktions-kontrolle der Asphaltmischanlage und der Bohr-kernuntersuchungen befinden sich im zulässi-gen Toleranzbereich. Die verwendeten Bitumen in den entsprechenden Schichten erfüllen eben-falls die konventionellen Anforderungen. Weiter wurden die Steifigkeit bei verschiedenen Temperaturen zwischen -20 °C und +50 °C und die Ermüdungsfestigkeit an den Bohrkernen

ermittelt. Die ermittelten Materialparameter der jeweiligen Bauabschnitte zeigen trotz des sorg-fältigen Einbauprozesses signifikante Unter-schiede sowohl bei der Steifigkeit als auch bei der Ermüdungsfestigkeit. Mit den tatsächlichen Materialparametern wurde mithilfe der Dimensionierungssoftware PaDeSto die Lebensdauer für die eingebaute Schicht- dicke berechnet. Diese liegt für die einzelnen Bauabschnitte zwischen 50 Millionen und 126 Millionen 10-t Achslasten − damit sind die An-forderungen für die Baumaßnahme erfüllt, die bei 50 Millionen 10-t Achslasten liegen.

AusblickDie während der Kalkulation berechnete Lebens- dauer für das Asphalttragschichtmischgut DAsphalt® 22 TS konnte mit Materialparametern der Bohrkerne bestätigt werden. Dass ermittelte Unterschiede in den Materialeigenschaften des Asphaltes abhängig vom Einbauort festgestellt wurden zeigt, dass weitere Untersuchungen notwendig sind: Es wird empfohlen, anhand von erweiterten chemischen und physikalischen Bitumenprüfungen in Kombination mit Asphalt-untersuchungen die Auswirkungen der Bitumen aus unterschiedlichen Lieferphasen auf die Lebensdauer zu betrachten. Zukünftig sollte mittels adäquaten Bitumenuntersuchung die Qualität des Bitumens unmittelbar nach der Anlieferung an der Asphaltmischanlage festge-stellt werden können.

Ziel / Nutzen • innovatives Asphaltmischgut mit erhöhter Lebensdauer • Ermittlung der Beeinflussung von Herstell- und Einbauqualität

Mögliche Anwendung • Öffentlich-Private-Partnerschaft Projekte (PPP-Projekte)• Funktionsbauvertrag

Förderung intern

Projektkoordination Dr. Norbert Simmleit

Partner UB VWB Deutschland 6H: Nordwest DC (STRABAG AG), Baustoffe DI (Deutsche Asphalt GmbH)

Projektlaufzeit Juli 2012 bis Dezember 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE Nord / International / RU

Projektleitung Dr. Pahirangan Sivapatham

Bearbeitung Hülya Sacihan, Erol Yelkesen

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Instandhaltung lässt sich verbessern – ZOEAB+ For a better maintenance – ZOEAB+

Bohrkern nach der Sanierung mit ZOEAB+ / Core after maintenance with ZOEAB+

HintergrundGealterter Offenporiger Asphalt (engl: Porous Asphalt, PA) verfügt infolge von Verschleiß und Alterung des Bitumens durch Verkehr und Kli-maeinwirkung über wenig Mastix in der obers-ten Schicht in bis zu 15 mm Tiefe. Es kommt zu Steinverlust. In der Regel muss PA nach acht bis zehn Jahren ersetzt werden.Mit dem Sanierungsverfahren ZOEAB+ wird geschädigter PA mit einem geeigneten Dünn-schicht-Kaltasphalt mit spezieller Zusammen-setzung behandelt, wobei zuvor eine modifizierte Klebeemulsion (Kleber mit Verjüngungs-mittel) auf dem zu sanierenden PA aufgebracht wird. Diese Bitumenemulsion („+“-Schicht) wird aufgesprüht, der Dünnschicht-Kaltasphalt (Pro-duktname: ZOEAB) wird direkt im Anschluss aufgebracht. Die zusätzliche Klebeemulsion sorgt für eine bessere Haftung des Dünnschicht- Kaltasphaltes und für mehr strukturelle Festig-

Wear and tear through the daily traffic as well as the environmental impacts on aged porous asphalt (PA) result in fewer mastic on the first 15 mm of the top layer. Consequently aged PA needs to be usually refurbished after eight to ten years. To increase this lifetime an improved maintenance technique has been developed, which is called ZOEAB+ (Very Open Emulsion Asphalt Concrete Plus). ZOEAB+ aims to upgrade the mastic through renewing the adhesion between the aggregates. The results of the Rotating Surface Abrasion (RSA) Tests and the Nano-CT Scans showed that the ribbing has been eliminated or slowed-down, the texture characteristics have been improved, and the noise reduction has been regenerated. Furthermore during the maintenance it produces low CO2 emissions. Hence it is concluded that ZOEAB+ proves to be a maintenance technique which leads to late refurbishment time periods of PA.

keit innerhalb des zu sanierenden Porous Asphalt. Dies geschieht einerseits durch Verjün-gung des gealterten Bindemittels im oberen Bereich der PA-Deckschicht und anderseits durch das Ergänzen von neuem Bindemittel zur Mastix und damit einer Wiederherstellung der Haftungsbrücken zwischen den Steinen. Insge-samt wird die Haftung zwischen dem Altasphalt und der neu aufgebrachten Schicht verbessert.

Untersuchungen und ErgebnisseZur Beurteilung des Verfahrens wurden ver-schiedene Untersuchungen durchgeführt. Es zeigte sich in Rotating Surface Abrasion Tests (RSAT), dass der Steinverlust deutlich verbes-sert werden konnte: Nach der Sanierung kam es lediglich in der neuen Kaltasphaltschicht zu geringfügigem Steinverlust, das Steinskelett im ursprünglichen PA wurde nicht weiter reduziert. Aus dem unbehandelten PA lösten sich Steine einer Größe von 8 mm bis 11,2 mm (ca. 80 g Verlust). Deckschichten, die mit ZOEAB+ be-handelt sind, verlieren Stücke mit einer Größe von 1 mm bis 3 mm (ca. 10 g bis 15 g Verlust unter gleichen Prüfbedingungen). Dies bedeutet für den Verkehr weniger Behinderung, die Ge-fahr etwa auf Windschutzscheibenbruch redu-ziert sich deutlich.Analysen der Bohrkerne zeigten auch, dass es zu einer wesentlich stärkeren Bindung im PA kommt, nachdem ZOEAB+ aufgebracht wurde. Bei unbehandeltem PA entsteht beim Herstellen der Bohrkerne in der Regel eine Schädigung am Rand des Kernes, Bohrkerne mit ZOEAB+ -Be-handlung weisen einen wesentlich stabileren Bohrkernrand auf. Die Ergebnisse des Nano-CT-Scans bestätigten diese Aussagen. Im mit ZOEAB+ behandelten PA sind die Strukturen über eine Schichtdicke

Ziel / Nutzen • Aufhebung oder Reduktion von Steinverlust• Verbesserung der Textur• Wiederherstellung von lärmreduzierender Wirkung• Verlängerung der Lebensdauer des Offenporigen Asphalts

Mögliche Anwendung • Sanierung von Straßendecken mit PA

Förderung intern

Projektkoordination Koen Brouns, Ton Kneepkens

Partner Rijkswaterstaat Nederland; Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk onderzoek (TNO);SGS Intron; Technische Universität, Delft

Projektlaufzeit Juni 2012 bis August 2013

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE Nord / International / RU; UB Baustoffe 6V: Emulsionen RE (Coldmix BV)

Projektleitung / Bearbeitung

Ton Kneepkens

Instandsetzung mit ZOEAB+ AUF EINEN BLICK

von zirka 10 mm wieder hergestellt oder verbessert. Die strukturelle Festigkeit des gealterten PA wurde aufgewertet. Dagegen zeigten Proben der unbehandelten PA-Deckschicht, dass im oberen Bereich des PA schlechte und brüchige Verbindungen zwischen den Steinen bestehen.

SchlussfolgerungDer Mehrwert des neuen Systems ZOEAB+ gegenüber der herkömmlichen Sanierung mit ZOEAB zeigt sich hauptsächlich in den Resulta-ten der RSA-Tests und dem Nano-CT-Scan und deren Interpretation. Mit diesen Informationen zur Verbesserung der strukturellen Festigkeit des alten PA kann davon ausgegangen werden, dass durch die Sanierung mit ZOEAB+ eine ver-längerte Lebensdauer erreicht wird. Außerdem ergeben sich auch positive Effekte auf die Lärmemission, die Sicherheit und den Komfort der sanierten Asphaltdecke.

Sanierte Fahrbahn / Renovated pavement

Bohrkern vor der Sanierung / Core before maintenance

Werkzeuge und Software / Tools and Software

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Draufsicht auf das Gelände / Over view

Einsatz von Flugrobotern im VermessungswesenApplication of unmanned aerial vehicles (UAV) for surveying works

auf der Bestandsdatenerfassung von größeren Geländefl ächen (Baugebiete, Erschließungen, Gewinnungsfl ächen, Deponien etc.) sowie auf Linienbaustellen (Umgehungsstraßen, Autobahn-abschnitte, Kanal- und Eisenbahntrassen etc.). Der Testfl ug wurde auf dem Betriebsgelände der MAV Mineralstoff-Aufbereitung und -Verwertung Lünen GmbH, einem Entsorgungs- und Recyc-lingunternehmen, an dem der STRABAG Kon-zern zu 50 % beteiligt ist, durchgeführt.

Messungsgebiet und Zielsetzung Auf dem Betriebsgelände der MAV Lünen lagern auf rd. 56.000 m² in ca. 25 Boxen und auf etwa 20 Halden alle Arten von mineralischen Abfällen sowie Abfälle aus der Metallherstellung und aus Verbrennungsanlagen. Diese werden aufbereitet oder getrennt und der Wiederverwertung zuge-führt. Aus betriebswirtschaftlichen Gründen und um den gesetzlichen Bestimmungen zu genü-gen, muss eine ständige Dokumentation der ein- und ausgehenden Stoffe erstellt werden. Neben anderen Maßnahmen wurde bisher hier-zu einmal jährlich ein externes Vermessungs-büro beauftragt mittels GPS-Messungen den Bestand zu erfassen.Es ergab sich nun die Möglichkeit, diese Bestandsdatenerfassung in Kooperation der Direktionen Verwertung FE und Köln / Düssel-dorf DE (Vermessung und Abrechnung Köln) alternativ mit einer Drohnenbefl iegung durch-zuführen. Auf Grundlage dieser Befl iegung sollte dann die getrennte Mengenberechnung aller Boxen und Materiallagerungen erfolgen und der MAV Lünen zur Verfügung gestellt werden.

The applications of UAVs are familiar for their military use as reconnaissance or combat drones. Also known is the commercial application for observations, explorations and documentations in hard-to-reach areas. Even for personal use it is on the rise. Utilizing the drone as a surveying device for fi eld data collection is a rather new and unique approach.

HintergrundDer Einsatz von autonom fl iegenden Drohnen (Flugrobotern) ist bekannt geworden durch ihre militärische Verwendung als Aufklärungs- oder Kampfdrohnen in Krisengebieten. Über die kom-merziellen Einsatzmöglichkeiten wie Beobach-tung, Erkundung und Dokumentation (Foto-grafi e, Video) von schwer zugänglichen Objek-ten wurde ebenfalls in den Medien berichtet. Auch im privat-wirtschaftlichen Bereich besteht zunehmend Interesse für ihre Anwendung. Im Forschungsprojekt sollte eine unbemannte Drohne als Vermessungsinstrument zur Be-standsdatenerfassung eingesetzt werden. Die-ser Test-Einsatz ist Neuland – aus diesem Grund wurde das Projekt von der Fachhochschule Köln, Institut für Baubetrieb, begleitet und wissenschaftlich betreut.

AufgabenstellungEs wurde untersucht, inwiefern für eine Drohne in der Bauindustrie Einsatzmöglichkeiten beste-hen. Als mögliche Anwendungsgebiete bieten sich großfl ächige und schwer zugängliche Objekte an, die nicht mit höchster Genauigkeit erfasst werden müssen. Damit liegt der Fokus

Aufbau der Drohne (Flugroboter)Die Drohne ist ein unbemanntes autonomes Fluggerät, welches per Fernsteuerung (oder auch selbststeuernd) ein vorher defi niertes Gebiet systematisch überfl iegt und – wie in diesem Fall – digitale Bilder erstellt und abspeichert.Für die genaue Positionierung oder Koordinie-rung des Flugroboters sind eine Vielzahl von Komponenten an Bord: GPS-Empfänger, Digi-talkamera, Funkgerät, Neigungs- und Beschleu-nigungssensoren, Datenspeicher etc. Eine mo-bile Bodenstation ermöglicht die Steuerung und Überwachung der Drohne.Eingesetzt wurde das Modell HT-8-2000 der Fir-ma Height-Tech GmbH, Bielefeld mit folgenden technischen Daten: • Leergewicht 2,4 kg • max. Nutzlast 2,0 kg• Drohnen-Durchmesser 95 cm• maximale Geschwindigkeit 70 km/h• maximale Flughöhe bis 3.900 m über NN• Messungs-Flughöhe 30 – 100 m über Grund• Flugzeit bis zu 17 Minunten• Sensorik: GPS-Empfänger, Luftdruck, Gyros-

kop, Kompass, Beschleunigung, Temperatur, Wärmebild (optional), Nahinfrarot (optional)

• Steuerung: hochpräzise Joysticks mit 7‘‘ Live-View-Monitor

Der Flugroboter wurde von der Firma Herzog Vermessungstechnik GmbH, Düsseldorf zur Verfügung gestellt und gefl ogen. Für den kom-merziellen Betrieb und den Aufstieg von Droh-nen ist vorab eine behördliche Erlaubnis erfor-derlich. MessungsanordnungDamit eine Fläche in ihrer Gesamtheit erfasst werden kann, müssen sogenannte Passpunkte (engl.: Ground Control Point (GCP)) erstellt

werden. Passpunkte werden benötigt, um eine rechnerische Beziehung zwischen Bild- und Vermessungskoordinaten herzustellen. Dies sind markante, am Film der Kamera gut erkennbare Punkte, die im Gelände eingemessen werden. Es ist von Vorteil, wenn die Passpunkte geore-ferenziert werden, d. h. sie werden in Bezug zu einem übergeordneten Koordinatensystem (z. B. Gauß-Krüger, ETRS89) gebracht.Bei diesem Projekt wurden für eine Gesamt-fl äche von ca. 56.000 m² 14 Passpunkte gleich-mäßig über die Fläche verteilt installiert, mit Bolzen permanent vermarkt, farblich gekenn-zeichnet und nach Lage und Höhe mittels GPS zentimetergenau genau bestimmt.

Befl iegungZunächst wurde anhand des Übersichtsplanes eine Wegpunktliste erstellt. Ein Wegpunkt (engl.: waypoint (WP)) ist eine elektronische Marke, die eine eindeutige Positionsangabe auf der Erde speichert. Wegpunkte defi nieren die optimale Flugroute und die Kameraauslösepunkte.Nach dieser Wegepunktliste erfolgte die Befl ie-gung.

Drohne HT-8-2000, Height-Tech GmbH, Bielefeld / UAV HT-8-2000, Height-Tech GmbH, Bielefeld

Lageplan / Site map


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Ziel / Nutzen • Bestandsdatenerfassung von schwer zugänglichen und großen Objekten• keine Störung des Baubetriebs• Überwachung und Dokumentation von Bauprojekten (bspw. Baufortschritt)

Mögliche Anwendung • Baugebiete, Erschließungen, Gewinnungsflächen, Deponien • Straßen, Autobahnabschnitte, Kanal- und Eisenbahntrassen etc.

Förderung intern

Partner Fachhochschule Köln, Institut für Baubetrieb, Vermessung und Bauinformatik; ISS Vermessungs-GmbH, Köln

Projektlaufzeit Juni 2013 bis Oktober 2013

Unternehmenseinheit UB VWB Deutschland 6H: Vermessung und Abrechnung Köln (STRABAG AG), Verwertung FE

Projektleitung Lothar Radtke

Bearbeitung Julia Lier, Lothar Radtke

Flugroboter

AUF EINEN BLICK

In unmittelbarer Nähe des Betriebsgeländes waren mehrere Krane und Leitungsmasten vor-handen, aus diesem Grund flog die Drohne nicht 100 % autonom. Für den Operateur war es wichtig, eine zentrale, übersichtliche Stelle zu wählen, um den Flug der Drohne ständig im Blick zu haben und jederzeit per Fernbedienung in die Flugroute eingreifen zu können. Die opti-male Flughöhe bei diesem Einsatz betrug ca. 60 m über Grund. Beim Erreichen der einzelnen Wegpunkte wurde die Kamera automatisch aus-gelöst und dadurch nach und nach ein Bildmo-saik über das gesamte Betriebsgelände erstellt. Die Einsatzdauer vor Ort betrug ca. 1 Stunde.

AuswertungDie gesammelten Bilddaten wurden zuerst in einer speziellen Software zu einem Einzelbild zusammengestellt. Anschließend fand anhand der Passpunkte eine Georeferenzierung statt, d. h. alle Bilddaten wurden nach Lage und Höhe in ein Koordinatensystem transformiert und können somit bei eventuellen Folgemessungen in einen einheitlichen Bezug gebracht werden.In einem weiteren Schritt wurde ein digitales Geländemodell (DGM) erstellt. Aus diesem heraus konnten mithilfe eines CAD-Programms alle benötigten Mengen der einzelnen Boxen und Materialhalden berechnet werden. Als fina-les Ergebnis wurde an die MAV Lünen eine kom-plette Mengenzusammenstellung übergeben.

Ausblick Der Test-Einsatz des Flugroboters in dem relativ schwer zugänglichen Betriebsgelände der MAV Lünen sowie das erzielte Messungsergebnis

kann als Erfolg bezeichnet werden, da hier keine sehr hohen Genauigkeitsanforderungen (ca. +/- 10 cm) bestanden. Zur Verbesserung der Messungsgenauigkeit müssen noch weitere Tests geflogen werden. Dieses fortschrittliche Vermessungssystem steht am Anfang seiner Entwicklung: Sein Potenzial muss dahingehend genutzt werden, dass weitere Anwendungsbereiche in der Bauindustrie möglich werden.

Drohne beim Einsatz / UVA in work



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Streckenvergleich (Referenz: grün, GPS-Strecke: rot, NCF Strecke: blau) / Track comparision (reference: green, GPS-track: rot, NCF-track: blue)

Easy-OBU: Ein einfacher Ansatz um Satelliten-Signalausfälle zu überbrückenEasy-OBU: A simple approach to cover satellite malfunctions

ischen Global Navigation Satellite System (GNSS) Agentur (GSA) betreut. Das primäre Ziel dieses Projektes ist die Einführung eines neuen Konzepts zur einfachen Überbrückung von Signalausfällen bei der Positionierung von Fahr-zeugen.Die Besonderheit von Easy-OBU besteht in der einfachen Installation und Nutzung dieses Sys-tems in beliebigen Fahrzeugen. Alle Komponen-ten sind in der Box enthalten, die von innen an die Fahrzeugscheibe appliziert wird. Nur die Stromversorgung ist anzuschließen und der Einbau ist fertig. Der erfolgreiche Einsatz von satellitenbasierten Positionierungssystemen in Fahrzeugen hängt stets von einem guten Signalempfang ab. Wenn die Sicht auf die GNSS Satelliten verloren geht (zum Beispiel im Tunnel), hat der Benutzer ent-weder die Möglichkeit zu warten bis die Signale wieder empfangbar sind, oder er verwendet zusätzliche Informationen von hochwertigen Sensoren, was aber für viele professionelle Anwendungen aus ökonomischen Gründen nicht akzeptabel ist.

SystembeschreibungSofern die Positionierung in Echtzeit erfolgen muss, bietet nur der zweite Weg eine befriedi-gende Genauigkeit. Ist für die Anwendung aller-dings ein Zeitverzug von wenigen Minuten tole-rierbar, so bietet der Easy-OBU-Ansatz eine interessante Alternative, indem die gefahrene Strecke während einem retrospektiven Verfah-

Easy-OBU is a European Research Project co-funded in the 7th framework of the European Commission and managed by the European GNSS Agency (GSA). The main objective of Easy-OBU is to introduce and demonstrate an inexpensive, portable on-board unit (OBU) with open interfaces which allows retrospective robust positioning of vehicles for those instances where signals from navigation satellites are not available (e.g. in tunnels).

HintergrundEasy-OBU ist ein Europäisches Forschungs-projekt aus dem 7. Rahmenprogramm der Euro-päischen Kommission und wird von der Europä-

ren (das heißt rückblickend) rekonstruiert wird. Dieses Verfahren benötigt weder kostspielige Sensoren noch eine Datenschnittstelle zum Fahrzeug, sondern nutzt einfache Trägheits-sensoren, wie sie in Spielekonsolen oder Smartphones eingesetzt werden. Somit bietet Easy-OBU eine komplette Sensor-Redundanz und integriert diese in einer handlichen Box. Die Box im Fahrzeug sammelt alle Positions- und Sensor-Daten und sendet diese an einen zentralen Server. Dort wird mit einem non-causalfi ltering (NCF)-Algorithmus die gefahrene Route während der Signalausfälle rekonstruiert. Die Berechnung des NCF-Algorithmus auf dem Server erlaubt die Implementierung von kom-plexen und ressourcenintensiven Rechenproze-duren, ohne dabei die Hardware der OBU zu belasten. Dieser Ansatz ermöglicht ein kosten-günstiges Design der Fahrzeug-Box mit hohen Stückzahlen. Das Sammeln der Daten in der Box und die Übertragung auf einen zentralen Server erfolgt automatisch und unsichtbar für den Fahrer. Der NCF-Algorithmus bearbeitet permanent die gesammelten Daten und stellt die verbesserten Positionsdaten dem Nutzer zur Verfügung.

VorteileMit diesem Verfahren werden zwei wesentliche Verbesserungen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen erreicht: • Für Zeitintervalle mit Signalausfall kann das

retrospektive Verfahren die gefahrene Stre-cke rekonstruieren und somit die Verfügbar-keit verbessern.

• Die vorhandene Sensor-Redundanz kann zur Detektion von Positionsfehlern genutzt wer-den und diese kompensieren, was die Ge-nauigkeit erhöht.

AnwendungenFolgende Anwendungsfelder benötigen die Po-sitionsdaten nicht in Echtzeit und profi tieren von dem vorgestellten Projektergebnissen:• Routen-Kontrolle für Spezialtransporte (zum

Beispiel Gefahrgut) • Nachweisführung für besondere Dienstleis-

tungen (zum Beispiel Winterdienst) • Car-sharing (pay per use) • Elektronische Maut Systeme • Nachweis der Transportleistung im öffentli-

chen Nahverkehr

FazitDie Laufzeit des Projektes Easy-OBU endete im Juni 2014. Durch die Verwendung der Inno-vation können deutliche Verbesserungen in der Performance von Positionierungssystemen er-zielt werden. Die gewonnenen Erfahrungen werden helfen, die Wettbewerbsfähigkeit in zu-künftigen Projekten zu erhöhen.

Ziel / Nutzen • Einfache Überbrückung von Signalausfällen bei der Positionierung von Fahrzeugen

Mögliche Anwendung • LKW-Maut• Car-Sharing• Routenkontrolle

Förderung 7. EU Forschungsrahmenprogramm

Projektkoordination Dr. Hannes Stratil

Partner Austria Tech GmbH; pwp-Systems GmbH; ITS&S oft the Czech Republic & Slovakia; Technische Universität Prag, Fakultät Transportwissenschaften

Projektlaufzeit Juli 2012 – Juni 2014

Unternehmenseinheit UB Dienstleistungen 4S: Direktion ITS (EFKON AG)


Dr. Hannes Stratil

Patente, Publikationen • www.easy-obu.eu

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Smart construction site – Erste AnwendungenSmart construction site – First applications

Züblin Data-Logger / Züblin data-Logger

PotenzialZwei Aspekte bergen besonderes Potenzial: Einerseits ist die Hardware für Sensoren und Mikrocontroller klein (Scheckkartengröße) und wird eher noch kleiner, leistungsfähiger und kos-tengünstiger. Sie kann daher bei Bedarf leicht in eigene kommerzielle Produkte integriert wer-den. Anderseits erlaubt die Anbindung an Web-plattformen – wie z. B. xively.com – neue, bisher so nicht mögliche Anwendungen. Für die Pro-grammierung stehen mächtige Entwicklungs-werkzeuge teilweise kostenfrei im Internet zur Verfügung.

Aktuelle AnwendungenDie Direktion Stuttgart und die Zentrale Technik arbeiten seit Ende 2012 gemeinsam an Anwen-dungen von internetfähigen Mini-Computern, um Messpunkte über Sensoren zu erfassen und deren Werte in die Cloud zu übertragen. Die Sensordaten umfassen Temperatur, Luftfeuch-tigkeit, eintretendes Wasser, Luftqualität, Staub und Gase. Die erfassten Werte werden auf einer für Sensordaten spezialisierten Cloud-Plattform mitgeloggt. Ist ein kritischer Wert erreicht, wird z. B. der Bauleiter von dieser Plattform aus über E-Mail oder einen Tweet über Twitter benach-richtigt. Somit ist ein frühzeitiges Reagieren bei-spielsweise zur Vermeidung eines drohenden Bauschadens möglich. Mit der ersten funktionstüchtigen Anwendung – dem Züblin Data Logger – können während der Bau- und der Betriebsphase sämtliche Arten von Sensordaten verarbeitet und auf einer Cloud Plattform gespeichert werden. Die Modularität

The Internet of Things (IoT) is an enormously innovative and groundbreaking territory of research that may revolutionize the entire construction process. This article sketches possible impacts the Internet of Things might have for the construction industry illustrated by some specific practical examples.

Seitdem mehr Maschinen als Menschen via Internet miteinander kommunizieren, spricht man vom Internet der Dinge. Diese (weltweite) Kom-munikation sowie zunehmende Innovationen im IT-Bereich verändern sämtliche industrie- und damit produktionsbezogenen Prozesse – zu-sammengefasst unter dem Begriff Industrie 4.0. Dass diese Entwicklungen sich auch auf das Bauen und damit auf die Bauwirtschaft auswir-ken werden, ist klar – doch in welcher Weise? Worin liegen Potenziale und Chancen? Worauf gilt es sich einzustellen? Erste Ansätze wurden in der Konzernbroschüre Forschung, Entwick-lung, Innovation – Projekte 2012 / 13, S. 92 / 93, vorgestellt. Es wurden der Einsatz von Senso-ren, die für die Herstellung und den Betrieb von Gebäuden relevant sind (Temperatur, Feuchte, Beleuchtungsstärke, CO2-Gehalt, Raumluft- qualität, Präsenz, Bewegung, Beschleunigung, Lage, Farbqualität etc.) und Hardwareplattfor-men des entstehenden Internet der Dinge an-hand von Beispielapplikationen untersucht.Basierend auf den erarbeiteten Grundlagen wer-den im Unternehmensbereich H+I Deutschland 2C, Direktion Stuttgart EP, und der Zentralen Technik praxistaugliche Applikationen aufge-setzt.

der Hard- und Software erlaubt einen flexiblen Einsatz für fast jede Messaufgabe.Eine auf Unix basierende Weiterentwicklung mit kompakteren Abmessungen ist derzeit in einem Besprechungsraum installiert. Über die URL https://xively.com/feeds/1714019541 werden die Behaglichkeitsparameter Temperatur und relati-ve Luftfeuchtigkeit für den thermischen Benut-zerkomfort erfasst und als Diagramm darge-stellt. Die Messdaten sind in einer Datenbank doku-mentiert und können über verschiedene Soft-wareanwendungen abgefragt werden. Für wei-tere Visualisierungen (z. B geografische Lage von Sensoren und Messdaten) und Auswertun-gen wurden eigens Tools programmiert oder am Markt identifiziert. Ein weiterer Prototyp wurde mit dem Projekt Z-Box (s. Bericht auf S. 112 – 115) realisiert. Die verwendete Sensorik aus dem Automobilbe-reich sendet den Nutzern lokale Sensordaten und weitere Informationen, wie zur Verfügbar-keit der E-Bikes, zur Luftqualität sowie zusätzli-che Wetterdaten am jeweiligen Aufstellungsort.

AusblickDie Applikationen können dazu beitragen den Baustellenprozess und den Betrieb von Gebäu-den zu optimieren. So soll in den nächsten Monaten ein Flach-dach-Monitoring mit einem externen Partner realisiert werden. Mit diesem Ansatz lassen sich Schäden frühzeitig erkennen und damit teure Folgekosten vermeiden. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, dass die verwendeten Senso-ren einfach zu installieren sind (standardisierte

Stecker und Anschlüsse) und über längere Zeiträume hinweg fehlerfrei arbeiten. Auch die Erweiterbarkeit solcher Systeme (bspw. mit Schneelastsensoren) ist von Bedeutung. Letzt-endlich gilt es hier die Funktion im Baustellen- und Gebäudebetrieb dauerhaft sicherzustellen. Dazu bedarf es geeigneter Standards für die hardware- und softwareseitige Anbindung und den Datenaustausch. Damit kann die Funktion der Sensornetzwerke auch bei notwendigem Austausch von Komponenten dauerhaft ge-währleistet werden.

Ziel / Nutzen • Qualitätssicherung beim Bau und Betrieb von Gebäuden• Verfolgen baurelevanter Marktentwicklungen

Mögliche Anwendung Baustelle:• Baudokumentation, Gefahrgutüberwachung,• Schadensprävention (bspw. Messung von Hydratationswärme beim Betonieren)• Exakte Vermessung von Bauwerken (Gebäudehöhe, Tunnelbau)• Kalibrieren von MessgerätenBetrieb:• Schadensprävention (bspw. Flachdachmonitoring)• Messung der Raumqualität (bspw. Temperatur, Luftfeuchte)• Kontrolle der Gebäudefunktion (bspw. Feuchtesensoren in Dämmstoffen)

Förderung intern


Unternehmenseinheit UB H+I Deutschland 2C, Stuttgart EP (Ed. Züblin AG); ZB Zentrale Technik 30, Schlüsselfertigbau

Bearbeitung Dr. Rainer Bareiß, Klaus Günter, Peter Huff

Patente, Publikationen • Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft. 2014 (Premiumförderer: Ed. Züblin AG)• weitere Publikationen siehe auch Projekt Z-Box

Smart Construction

AUF EINEN BLICK

Anwendungsbeispiel Sensorik (IoT) aus dem Automotivebereich: Z-Box in Ludwigsburg / Application example of sensory (IoT) from automotive industry: Z-Box in Ludwigsburg


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Ein kollaboratives ganzheitliches Planungslabor für energieeffiziente und in die Umgebung integrierte Bauwerke − eeEmbeddedA collaborative holistic design laboratory for energy-efficient embedded buildings − eeEmbedded

eeBuilding-Konzept / eeBuilding-Concept

durch Zuwanderung in große Städte und damit einhergehend spärlich besiedelter ländlicher Regionen. Daraus resultiert die Notwendigkeit der Anpassung der Entwurfs- und Planungs- methoden an den gegenwärtigen Wandel in einem gemeinsamen und ganzheitlichen Pla-nungslabor. Fachanwendungen im heutigen Planungsumfeld werden nur vereinzelt mit ein-ander verknüpft. Building Information Models (BIM) werden noch nicht in allen Bereichen des Planungsprozesses verwendet. Derzeit ist eine ganzheitliche Betrachtung und Einbeziehung aller Prozessbeteiligten mit hohem Aufwand verbunden. An diesem Punkt setzt das Forschungs-projekt eeEmbedded an, um die gegenwärtigen Anforderungen an Gebäuden aufzugreifen und mit modernen Werkzeugen eine integrative Plattform für die Planung zu schaffen.

ZieleeEmbedded hat das Ziel eine offene BIM- basierte Planungs- und Simulationsplattform zu entwickeln, die sowohl kollaborativ als auch ganzheitlich ist. Darüber hinaus wird eine zu-sammenhängende Design-Methodik, ein Infor-mationsmodell für ein Energiesystem und ein integriertes Informations-Management-Frame-work für den Entwurf von energieeffizienten Gebäuden und deren optimaler energetischen Einbettung in die Nachbarschaftsbeziehung der umliegenden Gebäude und Energiesysteme entwickelt. Eine neue Entwurfskontrolle und ein neues Monitoring-System auf Basis von hierar-

Rising energy costs, climate change, and increasing urbanization are only a few of the sustainability challenges the building industry is facing today. Design methodologies and processes must adapt to these global trends.The eeEmbedded research project focuses on the realisation of energy efficient buildings and their optimal energetic embedment in the neighbourhood of surrounding buildings and urban energy systems. In eeEmbedded, a holistic design methodology, an energy system information model, and an integrated information management framework will be developed. Furthermore, an open BIM-based design and simulation platform, organized as a collaborative, holistic, virtual design lab, would enable multi- disciplinary stakeholders to conduct energy analyses and transparently forecast the return on investment in terms of economic and ecological key performance indicators over the project lifecycle. In sum, eeEmbedded will harmonize the methodology and technology to realise energy efficient buildings that are optimally embedding in the urban energy systems.

HintergrundDas Bauwesen muss sich neuen Herausforde-rungen aufgrund veränderter globaler und tech-nologischer Trends stellen. Einige Gründe hier-für sind die steigenden Energiepreise, Erhaltung der natürlichen Umwelt, das Bewusstsein für die Beachtung des Klimawandels sowie die Entste-hung von dicht besiedelten urbanen Regionen

chischen Leistungsindikatoren (Key Performan-ce Indicator = KPI) wird den komplexen Ent-wurfs- und Kollaborationsprozess unterstützen.Wissensbasierte Detaillierungsvorlagen werden bereits in der frühen Entwurfsphase ermögli-chen Energie-Simulationen durchzuführen. Hier-bei spielt die Interoperabilität zwischen dem Building Information Model und der neuartigen System-Ontologie sowie der nahtlosen Inte- gration des gesamten Entwurfsprozesses, mit dezentral arbeitenden Experten, eine entschei-dende Rolle. Durch die vollständige Integration der Simulationsanwendungen in die virtuelle Entwurfsplattform erweitert sich diese zu einem virtuellen Designlabor aller am Entwurfsprozess beteiligten Akteure. Somit ist es möglich, in einem ganzheitlichem Planungsumfeld Simulati-

onen der Energieeffizienz, des CO2-Ausstoßes, der Energiesysteme und den Auswirkungen auf den Klimawandel frühzeitig zu untersuchen. Ein weiteres Anwendungsfeld erstreckt sich auf die Simulation der Nachhaltigkeits-Performance für den Bauprozess, der Bewirtschaftung des Ge-bäudes und des Betriebs der Anlage.

AusblickÜber einen Testzeitraum von 12 Monaten wird das entwickelte eeEmbedded-System anhand realer Projekte, wie zum Beispiel Wohn-, Büro- oder Krankenhausgebäude, validiert.Die Entwicklungsarbeit stützt sich auf zwei Geschäftsmodelle. Hierbei stehen im Fokus die Eigentümer, der Geräte- sowie Systemkompo-nentenanbieter sowie die Bau- und Planungs-unternehmen. Ziel ist es, ISO- und Industrie- standard-Datenstrukturen und Spezifikationen wie beispielsweise Industry Foundation Classes (IFC) zu verwenden, um offene Schnittstellen zu weiteren Fachanwendungen zu schaffen.Ein neues ontologie-basiertes Link-Modell liefert die Verbindung zwischen den physikalischen und mathematischen Multimodellen der eeBuil-ding-Domäne, welche die Interoperabilität der erforderlichen Daten und Dienste gewährleistet. Hier greift das Projekt eeEmbedded Entwick- lungen aus den Forschungsvorhaben Mefisto (siehe Konzernbroschüre Forschung, Entwick-lung, Innovation – Projekte 2012 / 2013, S. 82 − 85) und Hesmos auf und entwickelt diese für die Anforderungen von eeEmbedded weiter.

Ziel / Nutzen • ganzheitliche und nachbarschaftliche Bewertung des Energieverbrauchs • Nachhaltigkeit des Bau- und Bewirtschaftungsprozesses

Mögliche Anwendung • 5D-basierte Energie- und Nachhaltigkeitssimulation in der Entwurfs- und Angebotsphase

Förderung 7. Förderrahmenprogramm der Europäischen Kommission

Projektkoordination Alexander Blickle, Mario Rabitsch

Partner Technische Universität Dresden (CIB, IET); Fraunhofer Gesellschaft e.V.; Institute for integrated Circuits;Nemetschek Allplan Slvoensko S.R.O.; Data Design System ASA; RIB Information Technologies AG; Jotne EPM Technology AS; Granlund Oy; Sofistik Hellas AE, iabi – Institute for Applied Building Informatics;Fr. Sauter AG; OBERMEYER Planen + Beraten GmbH; Centro de Estudios de Materiales y control de ObraS.A. - CEMOSA; Koninklijke BAM Groep NV

Projektlaufzeit Oktober 2013 – September 2017

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Zentrale Technik Wien, Baubetrieb (5D-Planung)

Projektleitung Lynn Hiel

Bearbeitung Martin Biesinger, Alexander Blickle, Robert Hecker, Lynn Hiel, Konstantinos Kessoudis, Jan Lodewijks, Hrvoje Petrovic, Matthias Rätzke, Frank Schley, Franz Zängerer

Patente, Publikationen • http://www.eeembedded.eu/

eeEmbedded AUF EINEN BLICK

Collaborative HolisticDesign Laboratory and

Methodology for EnergyEfficient Embedded

Buildings

dist

rict s

cope

build

ing scope

grou

nd scope

neigh

bourhoodsc

ope

Modellers, Viewers

Kno

wle

dg

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mp

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Co

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utac

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ols

eCatalogues Cloudsupport support

BIM: Building Information ModelESIM: Energy System Information ModelBACS: Building Automation and Control System

( * )

eeeB

IM-KPI based design methodolgy

Interoperability & Ontology

BIM(*)

Modeldomain

ESIM(*)

Modeldomain

BACS(*)

Modeldomain


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Asphaltmischanlage / Asphalt mixing plant

Intelligente und autonome Umgebungen, Maschinen und Prozesse zur Realisierung von cleveren Straßenbauprojekten – SmartSiteIntelligent and autonomous environments, machinery and processes to realise smart road construction projects – SmartSite

äußerst geringe Fehlertoleranz bezüglich der zu fertigenden Qualität. Mängel im Bereich der Straßenfertigung, insbesondere bei der Deck-schichtfertigung, sind stets mit hohen fi nanziel-len und zeitlichen Aufwänden verbunden, da das bereits gefertigte Produkt rückgebaut und von neuem wieder gefertigt werden muss. So entstehen bei großen Infrastrukturprojekten Schäden durch die Beseitigung vermeidbarer Mängel in Höhe von bis zu 5 % der Bausumme. Pro Jahr fallen 2,2 Milliarden Euro zusätzliche Instandsetzungsaufwände durch mangelnde Qualität im Straßenbau an [1].Ursächlich für das Auftreten der Mängel sind das Zusammentreffen einer Vielzahl rechtlich und wirtschaftlich selbständiger Akteure und ein heute noch sehr geringer Automatisierungsgrad mit infl exiblen, zentralen Steuerungs- und Re-portingsystemen. Es fehlen eine automatisierte Erhebung, logistische Verknüpfung und anwen-derbezogene Aufbereitung prinzipiell vorhande-ner Daten sowie deren rechtzeitige Rückgabe in den Fertigungsprozess. Bisherige Erkenntnis-se aus Forschungs- und Entwicklungsarbeiten weisen darauf hin, dass durch eine Erhöhung des Automatisierungs- und Autonomiegrades hin zu einer wertschöpfungsübergreifend koor-dinierten und robotergestützten Fertigung und Logistik mit Verfahren der Built-In-Quality er-hebliche Beiträge zur Verbesserung der Qualität und der ökonomischen sowie ökologischen Effi -zienz der Straßenfertigung erzielt werden können.

Dynamism and complexity characterise the value creation network of road construction in its environment, product and production process. Defi ciencies in the area of paving, especially for the top layer production, are always associated with money and time losses, as the built product needs to be deconstructed and then rebuilt. The reason for the defi ciencies can be basically related to two factors. Namely, on the one hand the clash of a wide variety of legally and economically autonomous actors. On the other hand there is still a low level of automation due to infl exible, centralised reporting systems. To this point there are still no systems which enable an automated investigation, logistic linkage and a user related processing of existing data as well as the timely return of the data into the production process. SmartSite connects autonomous and interactive very successful value creating networks with each other, which are from the areas of construction environment, machinery, networks and processes. Those value creating networks will be interrelated with each other in order to facilitate new innovative approaches for road construction.

HintergrundDynamik und Komplexität zeichnen die Wert-schöpfungsnetzwerke im Straßenbau in den Bereichen Umwelt, Produkt, und Produktions-prozess aus. Demgegenüber steht eine nur

ZielSmartSite führt interdependente, interagierende und bereits einzeln jeweils sehr erfolgreiche Wertschöpfungsketten aus den Bereichen Bau-maschinen, Baustellenumgebung und Baustell-ennetze sowie Bauprozessüberwachung zu-sammen. Diese werden vernetzt, um wichtige zukünftige Innovationsschritte auf dem Sektor des Straßenbaus einzuleiten beziehungsweise zu befördern. SmartSite erhebt und dokumen-tiert dazu die auswertbaren Daten für Umwelt, Baumaschine und Bauprozesssteuerung entlang der gesamten Wertschöpfungskette Straßen-bau – von der Mischanlage über die Transport-logistik bis hin zum teilautomatisierten Fertiger und den voll-automatisierten Walzenzügen.Die SmartSite-Plattform führt dabei die Maschi-nensteuerung mit den 5D-Planungsdaten, den Baugeräte-IST-Daten, mit der über Netzwerke angebundenen digitalen, modellbasierten Bau-prozesssteuerung zusammen. Ziel ist eine dyna-mische, bidirektionale und IP-basierte Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Maschinen und Bauprozesssteuerung.

AusblickUm die Ziele zu erreichen, müssen die existie-renden 5D-Modelle strukturell erweitert und um die Dimension Qualität angereichert werden. Ferner sind Methoden der Integration qualitäts-relevanter Daten in die Maschinensteuerung neu zu entwickeln. Die Bauprozesssteuerung wird unmittelbar mit Daten direkt von der Bau-stelle versorgt. Die Überwachung der Prozes-sausführung sowie die Visualisierung erfolgen

über Geräte wie SmartPhones und SmartTab-lets – den zukünftigen Arbeitsgeräten der Ma-schinisten und Bauleiter.SmartSite entwickelt den Autonomie-Gedanken wesentlich weiter. Hierfür werden neuartige, fl exible und offene Plattform-Lösungen für in-telligente autonome Baumaschinen (Service Roboter), intelligente autonome Baustellenum-gebungen und Netze (Smart Networks) sowie intelligente, wertschöpfungsübergreifende Bau-prozesssteuerung und -überwachung auf Basis dezentraler SmartX-Technologien entwickelt. Dies erfolgt unter anderem durch die Erweite-rung und Übertragung von Konzepten des Inter-nets der Dinge und Dienste auf Tiefbaustellen.SmartSite bezieht in die Datenlieferkette vor-gelagerte, baustellenexterne Anlagen (Asphalt-mischwerke), die Baustellenumgebung (Smart Dust) sowie externe Daten (unter anderem Stauinformationen) mit ein. Dadurch wird eine weit in die Zukunft orientierte Bauprozesssteue-rung möglich. Unter Einbezug serviceorientier-ter sowie cloud-basierter Architekturen und dem Einbezug mobiler Smart-Technologien wird ein ortsunabhängiger Zugriff auf steuerungsre-levante Daten für Mensch und Maschine mög-lich (Rückkopplung der Daten in die Maschinen-steuerung). Dies setzt intelligente Authentifi zie-rung und Autorisierungsverfahren voraus.

Ziel / Nutzen • Optimierung der Logistikkette unter Einbindung aller Akteure• Qualitätssteigerung

Mögliche Anwendung • 5D-basierte Bauprozesssteuerung

Förderung Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

Projektkoordination Alexander Blickle

Partner Drees & Sommer Infra Consult und Entwicklungsmanagement GmbH, Universität Hohenheim Forschungs-zentraum FZID, Ammann Verdichtung GmbH, Topcon Deutschland GmbH, ceapoint aec technologies GmbH

Projektlaufzeit November 2013 – Oktober 2016

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau, Baubetrieb (BAV, 5D-Planung)

Projektleitung Alexander Blickle

Bearbeitung Martin Biesinger, Desirèe Klein, Jan Lodewijks, Dr. Frank Schley

Patente, Publikationen • http://www.smartsite-project.de

Quellen [1] Porsche Consulting. (2010). Von höherer Effi zienz im Tiefbau profi tieren Auftrageber und Auftragnehmer. Präsentation: Innovativ - Lean Management im Baugewerbe. Frankfurt.

SmartSiteAUF EINEN BLICK


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Ziel / Nutzen • standardisierte, automatisierte Auswertung der intelligenten und parametrischen 3D-Geometrien• zeitsparende Änderungen mithilfe von 3D-Methoden und parametrischer Eingabe• frühzeitige Fehlererkennung durch Visualisierung

Mögliche Anwendung • Ermittlung schichtenbezogener Aushubmengen und durchgängige Anbindung dieser an weitere Prozesse (beispielsweise Kalkulation und Leistungsverzeichnis-Erstellung)

• Optimierung der Massenbilanz durch direkte Kontrolle / Beeinflussung von Auf- und Abtragsmengen• Verbau- und Gründungsoptimierung (z. B. Erreichen der tragfähigen oder dichten Schicht)• automatische Planableitung• Ermittlung weiterer Mengen (Verbau, Massivbau, etc.)

Förderung intern

Projektlaufzeit seit März 2013


Bearbeitung Bettina Bastian, Dunja Sahrak

Patente, Publikationen • Bastian, B.; Sahrak, D.: Modellbasierte und durchgängige Projektbearbeitung von morgen im Tiefbau. Tagungshandbuch 9. Kolloquium Bauen in Boden und Fels. TAE Esslingen. 2014 oder BauPortal 4/2014

• Sahrak, D.: Ein Lösungsvorschlag für die modellorientierte Angebotsbearbeitung im Tiefbau. Bachelorthesis Hochschule für Technik, Wirtschaft, Gestaltung (HTWG) Konstanz. 2013

BIM im Spezialtiefbau

Modell mit benachbarter Bestandsbebauung (oben) / Model soldier pile wall with neighbouring construction

Modellbasierte und durchgängige Projektbearbeitungim SpezialtiefbauModel-based and holistic project work in ground engineering

Explosionsdarstellung eines Bodenschichten- modells / Exploded view of a soil layer model

des Tiefbaus reicht es also nicht Bauteile oder Bauwerke darzustellen, sondern es ist auch erforderlich, die Beziehungen zum Baugrund zu berücksichtigen und im 3D-Modell abzubil-den. Werden Bodenmodelle im Tiefbau erstellt, sind derzeit Infrastrukturaufsätze notwendig, da sich der anstehende Baugrund mit gebräuch-licher Modelliersoftware nur sehr aufwendig abbilden lässt.

Das BauwerksmodellEin Bauwerksmodell – Gebäude oder Verbau – wird mithilfe von Bauteilelementen erzeugt, welche im Rahmen eines allgemeinen Bauteil-katalogs vormodelliert und mit variablen Para-metern versehen wurden. Die zunächst allge-meinen Parameter der einzelnen Bauteilelemente werden durch die jeweils aktuellen Projektwerte wie Informationen zu Geometrie, Material, Kos-ten, Bauablauf etc. ersetzt. Somit können diese Modelle neben reinen Visualisierungszwecken auch für Bauablaufdarstellungen, Massener-mittlungen, Koordination und Qualitätsprüfun-gen genutzt werden.

Digitales Bodenschichtenmodell (BSM)Ein wirklichkeitsnahes Abbild des anstehenden Bodens kann je nach Qualität der Datengrund- lage aus dem Baugrundgutachten oder vom Vermesser in relativ kurzer Zeit erstellt werden. Hierbei wird nicht nur die Geländeoberfläche berücksichtigt, sondern auch die vorhandenen Schichtgrenzen.

In the construction industry, the model-based working method is still regarded as a new working method, whereas in mechanical engineering it has already led to fundamental changes. In addition to the visual benefits, an integrated connection of the "object-oriented 3D model" to working processes like planning, design and execution provides economic advantages. These potentials have been recognized and established abroad, while in Germany only moderate progress is taking place. However, the use of digital object oriented data-models for the building industry in Germany is becoming more popular - especially in building construction projects. The particularity about ground engineering is not only the presentation of the building structure (foundation elements, special foundations etc.) - but also the consideration of the surrounding grounds. The purpose of this article is to provide an overview of the state of development in this specialized discipline of civil engineering.

Objektorientierte 3D-Modellierung im TiefbauBei der Planung von Aufgaben des allgemeinen Hochbaus oder der Infrastruktur mit Hilfe von digitalen Informationsmodellen kommt der Pla-nung des Tiefbauanteils eine besondere Rolle zu. Die Besonderheit liegt in der Interaktion der Bauelemente des Hochbaus (z. B. Keller oder Bodenplatte) und des Spezialtiefbaus (z. B. Gründungspfähle) mit dem anstehenden Bau-grund. Für eine modellbasierte Umsetzung

Für die Ermittlung des Erdaushubs wird ein Bau-werksmodell herangezogen. Mithilfe einfacher 3D-CAD-Methoden wird die Baugrube erzeugt und der Bodenaushub – auch schichtweise – ermittelt. Die modellbasierte Trennung des Aushubes in Schichten findet nicht nur für die Erdmassenermittlung Anwendung. Bewährt hat sich diese Arbeitsweise auch bei Verbau- und Gründungsoptimierungen, beispielsweise zur Kontrolle einer geforderten Mindesteinbindetiefe in eine bestimmte Schicht für eine dichte Bau-grube, zur Beurteilung der Tragfähigkeit eines

Pfahls oder des Herausziehwiderstandes eines Ankers.

FazitModellbasierte, durchgängige Projektbearbei-tungen sind die Zukunft im Bauwesen. Sie ge-statten eine effiziente, wirtschaftliche und weni-ger fehleranfällige Bearbeitung von Bauprojekten auf der Grundlage eines gemeinsamen Projekt-modells für alle Planungs-, Bau- und Lebens- phasen und für alle daran Beteiligten.Auch im Bereich des allgemeinen Tiefbaus, ins-besondere im Zusammenhang mit einer durch-gängigen Arbeitsweise für ein gesamtes Projekt vom Hochbau bis zur Gründung, findet die modellbasierte Bearbeitung nach dem Prinzip des Building Information Modelling (BIM) zuneh-mend Anwendung. Die vorhandenen Software-lösungen hierfür sind allerdings noch nicht opti-mal. Für den Tiefbau gibt es derzeit noch kein geeignetes Softwareprodukt, mit dem es mög-lich ist, Bauwerks- und Bodenmodell mit Hilfe parametrischer 3D-Steuerung effizient zu erzeu-gen und in der weiteren Ablaufkette weiter zu verarbeiten. Boden und Bauwerk stehen in Beziehung zu- und Abhängigkeit voneinander und müssen miteinander verbunden sein. Es gilt genau diese Beziehungen und Interaktionen in der Zukunft optimal abzubilden und den Soft-wareeinsatz in diese Richtung voranzutreiben.

Einbindung von Ankerverpresskörpern, hier: ungünstige Lage des Verpresskörpers in unterschiedlichen Schichten / Bonding of anchor body: disadvantageous position in different soil layers

Einbindung in die Auffüllung

Einbindung in die tragende Schicht

AUF EINEN BLICK


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Visualisierung / Visualisation

3D-Planungstool für Lärmschutzwände – Phase 23D-design tool for noise barriers – Phase 2

Tabellarische Eingabe-maske / Schedular form

lung, Innovation – Projekte 2012 / 13, S. 96 / 97 berichtet. Im Planungstool sollen Entwurf, statisch-dynamische Berechnung und Massen- ermittlung mit einer interaktiven Eingabe und einer Visualisierung kombiniert werden. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Bezugsachsen von Verkehrswegen in Form von Trassierungs- und Gradientenparametern mathematisch exakt nachzubilden. Das Tool wird vom Entwurf bis zur späteren Ausführungsplanung von Lärmschutzwand- Projekten hilfreiche Unterstützung bieten. Für operative Einheiten kann bereits in der Ange-botsphase eine Entwurfsplanung erstellt wer-den, die sowohl in der Massenermittlung als auch in der Visualisierung und Präsentation dem Bauherrn gegenüber genutzt werden kann. Im vergangenen Jahr wurde konkret mit der Umsetzung begonnen. Die 5D-Gruppe der Zentralen Technik setzte erste Teile der Konzep-tion um.

Stand der Umsetzung - SoftwareEs wurde ein modularer Aufbau des Tools fest-gelegt. Dieser soll ermöglichen, dass fertig- gestellte Module eingesetzt werden können, während an der Erweiterung des Tools parallel gearbeitet wird. Das Planungstool ist ein Werk-zeug für das Erstellen eines Lärmschutzwand- Modells entlang einer Verkehrstrasse in Revit Architecture. Die Modellierung erfolgt objekt- orientiert nach dem Prinzip des Building Infor-mation Modelling (BIM). Für Toolinhalte, die der-zeit noch nicht abschließend implementiert sind, kann mit anderen Produkten oder Hilfsmitteln

In 2011 the STRABAG Group began to think about a broad and modern tool to increase the quality of planning, in order to improve the effectiveness and efficiency of noise barrier design activities. Further details on the conceptual background of this project can be found in the corporate journal Research, Development, Innovation – Projects 2012 / 13, p. 96 / 97. The aim of this project is to enable a correct evaluation of the route planning by its alignment and gradient parameters. In the framework of this paper, the issue of traffic line geometry concerns and design control by the end user have been addressed. It has been found that the tool is valuable for supporting the design phase. It will assist the project management team through estimating relevant masses. The tasks will be undertaken in a more effective and efficient manner through the use of 3D presentations and visualisations for all project phases, which results consequently in customer or end user satisfaction. The 5D-group of the Technical Head Office started the software development process last year. It is planned to release a beta version in 2014.

HintergrundUm die Planung von Lärmschutzwänden (LSW) im STRABAG Konzern effizienter zu gestalten, wurden Ende des Jahres 2011 erste Ideen für eine Software entwickelt, mit der die Planungs-zeit minimiert und gleichzeitig die Planungs- qualität verbessert wird. Über den Gedanken, der hinter diesem Werkzeug steht, wurde bereits in der Konzernbroschüre Forschung, Entwick-

gearbeitet werden – so kann beispielsweise die Planerstellung mit AutoCad erfolgen. Es exis-tiert ein Daten-Export nach Excel, der unter anderem die Stützenpositionen in Gauß-Krü-ger-Koordinaten sowie den Gleisabstand und die Station millimetergenau beschreibt.Eine erste Version zur Planung der Trassierung, des Entwurfes im Grundriss und der Wand- höhenentwicklung wird Anfang des Jahres 2014 für Tests zur Verfügung stehen.

Trassen- und GradientendefinitionEs können die meisten üblichen Trassierungs-elemente des Verkehrswesens bearbeitet und im Tool implementiert werden. Bei der Programmierung waren vielfältige ma-thematisch-geometrische Fragestellungen zu lösen. So ist es beispielsweise nicht möglich eine Klothoide einer Gleisachse mathematisch exakt parallel zu einer Trassenachse zu be-schreiben, was für die Festlegung der späteren Wand im Parallelverlauf eines Gleises notwen-dig ist. Zwei möglichst parallel angenäherte Klothoiden enden in der Regel mit verschiede-nen Tangentenrichtungen. Diese müssen in nachfolgenden Trassierungsparametern wieder

ausgeglichen werden, um die Abstandsabwei-chungen über größere Abschnitte nicht aufzu-summieren. Das hat zur Folge, dass Bahngleise in Kurven und Übergangsbögen nicht mit kon- stantem Abstand – also parallel – verlaufen. Diese Besonderheit ist Bestandteil der üblichen Gleisgeometrie an Bahnstrecken und wird bei der Gleis- und Bauwerksabsteckung entspre-chend umgesetzt.Da mit dem Planungstool Aufgaben des Ver-messers, d. h. Koordinatenberechnungen, über- nommen werden und nach den ermittelten Koordinaten das Objekt abgesteckt wird, ist es zwingend erforderlich für die geometrische Planung von Lärmschutzwänden Verläufe der Bezugsachsen exakt zu kennen und zu be-schreiben. Ungenauigkeiten in der Absteckung können fatale Folgen nach sich ziehen, insbe-sondere wenn sicherheitsrelevante oder ver-traglich zugesicherte Abstände nicht eingehal-ten werden.Die Eingabe erfolgt tabellarisch, um die Anwen-dung einfach und übersichtlich zu gestalten. Bei der Eingabe erfolgt eine Visualisierung der Trasse, um durch Kontrolle das Fehlerpotenzial zu minimieren.

Trassendefinition

• Trasse in XY- Ebene definieren

• Höhe der Schienenober-

kante (SOK) definieren

• Soll Abstand definieren

Wandabwicklung

• Wandabwick-lungsansicht

• Pfosten, Gründung, Wand-Design parametrisch

• Nutzung GOK & SOK

• 2D-Zeichnung als optisches Feedback

3D-ModellErstellung

• Pfosten • Wand• Sockel• FundamentElemente erstellen

Pfosten setzen 2D

• Interaktive Tabelleneingabe• Lösen von Konflikten• Eingabeassistenten

DGM erstellen

• DGM erstellen/generieren• DGM positionieren

Bearbeitungsphasen und Modulüberblick / States of development and model over view


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Ziel / Nutzen in der Planung:• Qualitätssteigerung• Beschleunigung• Vermeiden von Abhängigkeiten von anderen Planern (z.B. Vermesser)in der Angebotsphase und Ausführung:• fotorealistische Visualisierungen in 3D• Massenermittlung, Kalkulation mit Schnittstelle zu iTWO• visuelle Darstellung von Bauabläufen• Ablaufsteuerung, Materialdisposition, Performanceüberwachung• Arbeitskalkulation, Abrechnung, Leistungsmeldung

Mögliche Anwendung Schallschutzbauwerke an Verkehrswegen

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau (TBK), Baubetrieb (5D-Planung)

Projektleitung Timo Schwenzer, Gregor Warneke

Bearbeitung Matthias Rätzke, Dr. Frank Schley

Lärmschutztool AUF EINEN BLICK

Gleis

Trasse

Stütze-Nr. 1 2 3 4 5

OK Schiene 923,903 924,304 924,706 925,099 925,493

OK Sockel 924,196 924,196 924,876 925,376 925,376

OK Wand 927,206 927,206 928,386 928,386 928,386

OK Stütze 927,256 927,256 928,436 928,436 928,436

Höhe Sockel 0,9 0,9 1,6 0,9 0,9

OK Rammrohr (Pfahl) 923,103 923,204 923,256 923,689 924,083

OK Estrich 922,403 922,504 922,556 922,989 923,383

Stützen-Einsp. 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

ges. Stützenlänge 4,853 4,752 5,88 5,447 5,053

Höhe Wandelemente 3 3 3,5 3 3

Stütze-Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

OK Schiene 46,11 46,114 46,118 46,122 46,126 48,129 46,132 46,135 46,138 46,14 46,142

OK Sockel 46,1 46,104 46,108 46,112 46,116 46,119 46,122 46,125 46,128 46,13 46,132

OK Wand 48,61 48,614 48,618 48,622 48,626 48,629 48,632 48,635 48,638 48,64 48,642

OK Stütze 48,66 48,664 48,668 48,672 48,676 48,679 48,682 48,685 48,688 48,89 48,692

Höhe Sockel 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9

OK Rammrohr (Pfahl) 45,11 45,114 45,118 45,122 45,126 45,129 45,132 45,135 45,138 45,14 45,142

OK Estrich 44,41 44,414 44,418 44,422 44,426 44,429 44,432 44,435 44,438 44,44 44,442

Stützen-Einsp. 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

ges. Stützenlänge 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25 4,25

Höhe Wandelemente 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

Festlegung der Lärmschutzwand / Specification of noise barrier

Digitales Geländemodell (DGM) / Digital terrain model (DTM)

Wandentwicklung / Development of barrier

3D-Modellerstellung / 3D modelling

2,48

5

5,00 5,00

2,48

5

5,00

5,00 5,005,00 5,00

4,85

5

3,00

Festlegung der Lärmschutzwand durch Pfosten- oder GründungsachsenDie Eingabe des Wandverlaufes erfolgt eben-falls interaktiv in tabellarischer Form mit den Pa-rametern Pfostenabstände, Gleisabstände und Station. Durch einfaches Verschieben von ein-gefrorenen Achspaketen wird die Nutzerfreund-lichkeit optimiert. Als Ergebnisse werden stets die wichtigen Trassenbezüge sowie Gauss- Krüger-Koordinaten und zugehörige Höhen für die Achspunkte der projektierten Wand direkt ausgegeben.

Digitales Geländemodell (DGM)Neben der Schienenoberkante, an der sich die Soll-Höhe einer LSW orientiert, ist die Um- gebung der Trasse für die Planung von großer Bedeutung. Der Geländeverlauf muss durch die Höhe der Lärmschutzwand und durch Erdarbei-ten ausgeglichen werden. In der CAD-Software wird das Gelände durch eine große Anzahl von Punkten definiert. Bei Bestandsstrecken werden diese Punkte häufig von einem Vermesser geliefert. Bei Neubau- strecken wird an einigen Stationspunkten ein Querschnitt mit der Geländehöhe angegeben. Das Tool ermöglicht die Erzeugung eines digita-

len Geländemodells entlang der Trassendefini- tion, wenn einige Querschnitte gezeichnet wer-den. Die Querschnitte werden auf mathematisch logische Weise zum 3D-Modell verbunden. Damit können notwendige Erdbewegungsarbei-ten abgeschätzt oder Daten mit dem Vermesser abglichen werden.

WandentwicklungMit der Bearbeitung einiger Parameter wird ein parametrisches Design der Wandelemente, der Pfosten, der Pfähle und des Sockels möglich und durch eine visuelle Kontrolle in Echtzeit unterstützt. Durch Auswählen eines Eintrags in der Tabelle erscheint die betreffende Wand (mit Pfosten, Sockel und Pfahl) in der Anzeige, Änderungen werden unmittelbar in die Zeich-nung übernommen werden. Zusätzlich kann eine Tabelle erstellt werden.

3D-ModellerstellungDas Planungstool kann aus allen Eingaben ein 3D-Modell erstellen, das mit Visualisierungssoft- ware gerendert werden kann und mit iTWO-5D kompatibel ist. In diesem Bearbeitungsschritt muss der Nutzer lediglich die Typen für Pfosten und Pfähle auswählen.

ZieleIm nächsten Entwicklungsschritt ist die Imple-mentierung von speziellen Klothoidenformen wie Bloss-Kurve und Ei-Klothoid vorgesehen.Parallel dazu sollen die ersten Programmteile auf Funktionalität und Anwenderfreundlichkeit getestet werden. Die Planungs- und Berech-nungsergebnisse sowie die erzeugten Pläne müssen hinsichtlich Richtigkeit und Aussage-kraft geprüft werden. Insbesondere die Planaus-gabe soll verbessert werden.Anschließend erfolgt die Durchführung eines Testprojektes mit dem Planungstool. Sinnvoller-weise sollte eine zurückliegende Ausführungs-planung mit den neuen Methoden bearbeitet werden, um einen direkten Vergleich der Ergeb-nisse zu erhalten. Im nächsten Schritt kann dann ein reales Projekt geplant werden.

AusblickZukünftig gilt es die Verbreitung des Planungs-tools im Konzern voranzutreiben. In diesem Zu-sammenhang werden Schulungen angeboten und die Nutzerfreundlichkeit kontinuierlich ver-bessert.

Die Weiterentwicklung bereits vorhandener Module – beispielsweise das Hinterlegen unter-schiedlicher Wandtypen im Modul Wandentwick- lung oder die Detaillierung der Elemente – sind ebenso im Fokus wie Optionen zur Erstellung von Werkstattplänen für Stahlpfosten, Lärm-schutzwand-Elemente, Gründungen, usw. Es kann eine umfassende 5D-Planung mit diesem Tool erfolgen, die Visualisierung von

Arbeitsabläufen, Ablaufsteuerung, Materialdis-position und Performanceüberwachung liefert. Die statische Berechnung erfolgt innerhalb des Planungstools, ebenso wie Massenermittlung und Kalkulation über eine Schnittstelle zu iTWO erbracht werden können. Das Planungstool kann auch zur Arbeitskalkulation, Abrechnung oder Leistungsmeldung verwendet werden.



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Technische Planung und Bewertung im BIM (Revit) / Technical planning and validation in BIM (Revit)

Beschaffungsprozessoptimierung – Konzeptentwicklung mittels modellorientierter ArbeitsweisenOptimisation procurement process – Concept development via a model based working approach

diger Austausch von Informationen in direktem Zusammenhang mit dem späteren wirtschaftli-chen Erfolg des Projektes.

ZielDas Ziel dieses Vorhabens ist es, die Beschaf-fungsprozesse zwischen dem Bereich Fassa-dentechnik der Zentralen Technik, der Direktion Beschaffung und einem Sonnenschutzhersteller zu analysieren und zu optimieren. Die Kommu-nikation der einzelnen Partner soll mittels eines durchgängigen Informationsflusses effizienter werden. Mit der Einführung des Facheinkäufer-konzeptes folgt die Entwicklung der Daten- integration durch BIM-iTWO-Strabis. Im ersten Schritt wird die modellbasierte durchgängige Angebotsbearbeitung implementiert. Darauf auf- bauend wird im zweiten Schritt die modellbasierte Vergabe und Werkplanung entwickelt und validiert.

Stand der ArbeitenEs wurde eine grundlegende Betrachtung und Analyse der internen und externen Prozesse im Zuge der Angebotskalkulation von Fassaden- gewerken ausgeführt. Darauf basierend wurde ein Konzept zur Umsetzung einer bauteilorien-tierten Anfrage- und Kalkulationsmethodik ent-wickelt. Das Konzept hat den Fokus auf dem außenliegenden Sonnenschutz. Ein wesentlicher Unterschied zu klassischen Beschaffungs- und Anfragemethoden liegt in

Construction processes are facing increasing levels of complexity including a multitude of participants directly involved in a project. The result is an excessive amount of interfaces during the execution phase of a construction project. Consequently the need for smooth communication channels becomes increasingly important. Hence the aim of this project is to establish such smooth communication channels during the initial procurement phase. To facilitate this, the procurement processes of the department Façade Technology at the Technical Head Office, the division Procurement, and a sun protection producer have been analysed and optimised. These findings have been used to develop a concept for establishing a universal information flow by integrating BIM-iTWO-Strabis into a holistic unit. Although the concept still needs additional elements, it is to be implemented in the frame of a case study in the near future.

HintergrundDie zunehmende Komplexität der Bauprozesse und die damit verbundene Vielzahl der am Bau Beteiligten resultieren in einer hohen Anzahl an Schnittstellen bei der Ausführung eines Projek-tes. Es wird mehr denn je eine reibungslose Kommunikation benötigt. Jeglicher Informations- verlust oder auch eine inhaltliche Änderung können zu einer Abweichung vom geschuldeten Leistungs-Soll führen. Daher steht ein vollstän-

der Definition und der inhaltlichen Beschreibung der Bauleistungen beziehungsweise der Bautei-le. Dies erfolgt anhand von bauteilorientierten und parametrischen Eigenschaften. Die ent-sprechenden Parameter werden dabei durch den Hersteller beziehungsweise Systemgeber anhand eines Bauteilkonfigurators zur Verfü-gung gestellt. Diese können durch den General-unternehmer zur Konfiguration mit abschließen-der Ausgabe eines dreidimensionalen Bauteils samt parametrischer Beschreibung genutzt werden. Durch Übernahme dieser dreidimensio-nalen Bauteile in das jeweilige Gebäudemodell (in Autodesk Revit) und die anschließende Ver-knüpfung innerhalb des Enterprise-Resource- Planning-Systemes (ERP-System; hier: RIB iTwo) wird eine konsistente sowie durchgängige Leistungsbeschreibung gewährleistet. Durch die vollständig digitalisierten Anfrageunterlagen entstehen Möglichkeiten der absoluten inhaltli-chen Kongruenz für die anschließenden Pro- zesse der Angebotsanfrage an die Nachunter-nehmer. Darüber hinaus besteht das Potenzial zur wesentlichen Beschleunigung, vor allem im

Hinblick auf die automatisierten Teilprozesse im Gesamtablauf.

AusblickDie Verständigung und Festlegung auf einen Standardkatalog zu bauteilspezifischen Para-metern sowie die technische Umsetzung der Schnittstellen hinsichtlich des Datenaustau-sches sind Grundlagen für das Konzept. Darü-ber hinaus muss auch eine Integration in existie-rende betriebsinterne Systeme erfolgen. Nach dem diese wesentlichen Punkte umgesetzt wor-den sind, kann eine Erprobung des Konzeptes beispielsweise im Rahmen eines Pilotszenarios erfolgen.

Ziel / Nutzen • Analyse und Optimierung von Beschaffungsprozessen• einheitlicher und gegebenenfalls automatisierter Datenaustausch• Effizienzsteigerung im Bereich Kalkulation und Beschaffung

Mögliche Anwendung • Kalkulation und Beschaffung von Nachunternehmerleistungen im Bereich des Sonnenschutzes

Förderung intern

Projektkoordination Jürgen Bezler

Partner Warema Renkhoff GmbH

Projektlaufzeit seit Dezember 2012

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau


Björn Blocher

Patente, Publikationen • Blocher, B.: Die modellorientierte Ausschreibung und Vergabe in der Fassadentechnik. Master Thesis Fachhochschule Rosenheim in Kooperation mit ift Rosenheim. 2012

Beschaffungsprozessoptimierung AUF EINEN BLICK

LV-Erstellung, Kosten- und Mengenermittlung (mittels iTWO) / Issue of BoQ, cost estimation and quantity determination (by iTwo)


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Die Neckartalbrücke Weitingen / The Neckar Viaduct Weitingen

Informationssystem zum Strukturmonitoring und Erhaltungsmanagement von Brücken − IB-ISEB An information management system for structural monitoring and maintenance of bridges

Die Brücke wurde durch die Bundesanstalt für Straßenwesen vorgeschlagen, um die Installati- onen und Testversuche von neuen Sensoren und der Monitoring-Software durchzuführen / The bridge was proposed by the Federal Highway Research Institute to carry out the installation and testing of new sensors and the monitoring software

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg und dem Rechenzentrum der Universität Stuttgart.

ZielZiel des Projektes ist die Realisierung eines Entwicklungsmusters für ein intelligentes Infor-mationssystem zum Strukturmonitoring hoch beanspruchter Brückenbauwerke. Dabei wird ein Netzwerk gebildet aus unterschiedlichsten Sensoren zur Aufnahme vielfältiger Überwa-chungsdaten. Dieses wird an ein webbasiertes Informationssystem gekoppelt, welches die Überwachungsdaten aufnimmt, systematisiert und über verschiedene Applikationsmodule visualisiert. Dabei sollen diverse Einwirkungen aufgenommen werden, beispielsweise Schad-stoffe (Chloride), Feuchtigkeit, Temperatur, Ver-formungen, Dehnungen, Risse, Vibrationen auf-genommen werden. Es kommen auch Ingenieur- modelle zum Einsatz, die eine Datenanalyse, Rückrechnung und Prognose ermöglichen. Da-durch entsteht ein interaktiver Analyseprozess.

NeuheitsgradISEB wird eine Reihe von Neuheiten hervor- bringen:• Im Bereich der energieautarken Funksensor-

knoten-Technologie werden leistungsfähige und extrem energiesparende Knoten entwi-ckelt, die mehrere unterschiedliche Mess- größen erfassen können.

• Durch den Einsatz eines am IMTEK-Institut erforschten Aufweckempfängers werden be-

The proposed research project aims to develop an intelligent web based information system to monitor the structure of heavily stressed bridges. To facilitate this, a new controlling system will be developed. The new controlling system will automatically collect measured data from construction facilities and will send the collected information to a web platform. The integration of relevant tools into the web platform enables doing appropriate analyses and online forecasts. In future, the developed system shall permanently provide data regarding the current situation of construction facilities. Hence the developed system will be an important tool to proactively identify risks with little effort in regard to maintaining and monitoring the structure of bridge constructions.

HintergrundIm Rahmen vom Förderschwerpunkt Intelligente Brücken – Sensornetzwerke und Informations-verarbeitung in Echtzeit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurde ein Forschungs-projekt beantragt, welches ein Informationssys-tem zur Erhaltung und kontinuierlichen Überwa-chung der Baustruktur von Brücken (Akronym ISEB) entwickeln wird. Das Projekt wird von einem breit aufgestellten Konsortium mit univer-sitären sowie Industrie-Partnern bearbeitet. Das Konsortium besteht aus der ITC Engineering GmbH & Co. KG (Bruchsal) als Federführer, der VMT GmbH (Bruchsal), der Northrop Grummann LITEF GmbH (Freiburg), dem IMTEK-Institut der

sonders energieeffiziente Netzwerktopolo- gien entwickelt, die keine Synchronisation benötigen.

• Es werden neuartige, miniaturisierte und sehr effiziente Energy-Harvester zum Einsatz an Brücken entwickelt, die mehrere unterschied-liche Lademechanismen vereinigen.

• Es werden neuartige, integrierte Sensorkno-ten für Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) realisiert, die per Funk kommunizie-ren und verschiedene Stromsparmodi verei-nigen.

• Es wird ein Überwachungssystem entwickelt und implementiert, um Daten aus neuartiger Sensorik auszulesen und zu verarbeiten.

AusblickDas Gesamtsystem umfasst folgende Kompo-nenten: • energieeffiziente elektronische Systeme• Aufbau und Verbindungstechnik (AVT)• hochsensitive Sensorik• Gehäuse, welches die Robustheit für den

Einsatz im Freien an Brücken aufweistDieses Gesamtsystem wird mit Software zu einer integrierten Überwachungsplattform ge-koppelt. Die Software liest Daten aus neuartiger und innovativer Sensorik aus und bereitet sie auf, sodass Ingenieurmodelle verwendet wer-den können. Warnmechanismen und Grenz- werte werden implementiert. Die Neckartalbrü-cke in Weitingen wurde von der BASt vorge-schlagen, um die notwendigen Installationen, neue Sensoren sowie das zu entwickelnde Ge-samtsystem zu testen.

Ziel / Nutzen • intelligentes Informationssystem zum Strukturmonitoring hoch beanspruchter Brückenbauwerke

Mögliche Anwendung • Monitoring von Brückenbauwerken (am Beispiel der Neckartalbrücke Weitingen)

Förderung Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)

Projektkoordination ITC Engineering GmbH & Co. KG, Stuttgart

Partner ITC Engineering GmbH & Co. KG (federführend); VMT GmbH, Bruchsal; Northrop Grummann LITEF GmbH Freiburg; IMTEK-Institut der Albert-Ludwigs-Universität, Freiburg; Rechenzentrum der Universität Stuttgart

Projektlaufzeit seit Juli 2012

Unternehmenseinheit ITC Engineering GmbH & Co. KG


Robert Schuppenhauer

IB-ISEB

AUF EINEN BLICK


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Prüfkörper unter dynamischer Beanspru-chung / Specimen with dynamic load

Monitoring des realen Grades der Ermüdungsschädigung in Betonstrukturen – MOSESMonitoring the actual degree of fatigue of concrete structures – MOSES

den. Im Allgemeinen stimmt bei Betrachtung von Betonstrukturen – in denen aufgrund der Querschnittsgeometrie Lastumlagerungen mög-lich sind – die reale Bruchlastspielzahl und so-mit auch der daraus ermittelte Schädigungsgrad nicht mit den nach Norm ermittelten Werten überein. Zusätzlich ist anzumerken, dass auch trotz langer Forschungsgeschichte auf dem Gebiet der Ermüdung zementöser Baustoffe es nach wie vor zahlreiche offene Fragestellungen zu deren Verhalten unter Ermüdungsbeanspru-chung gibt. Dies begründet sich zum größten Teil aus dem sehr komplexen Materialverhalten von Beton, welches im Wesentlichen aus seiner stark heterogenen Gefügestruktur resultiert.Eine Verbesserung in der Vorhersage von Ermü-dungsentwicklungen (Evolution) kann nur dann erfolgen, wenn ein besseres und detaillierteres Verständnis über die Schädigungsprozesse und die Ermüdungsmechanismen im Werkstoff selbst erreicht wird. Ultraschall- und Körperschallsen-soren ermöglichen die genaue Betrachtung der Veränderungen von Materialeigenschaften, wie zum Beispiel dem E-Modul, ohne dass Last auf-gebracht wird oder die Größe der Belastung bekannt sein muss. Auch Lastzyklen-Zählungen müssen somit nicht mehr vorgenommen wer-den. Allein durch die Messung mittels adäquater Sensorik werden die Veränderungen im Werk-stoff Beton sichtbar gemacht.Ein Ziel der Forschungen an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) ist die Entwicklung eines Monitoringsystems aus Ultraschall- und

According to current codes and regulations (e.g. CEB-FIP-Model Code 2010) the verification concept for fatigue and the determination of the actual degree of deterioration of concrete structures is based on counted load cycles and the linear Palmgren-Miner summation. The results gained in this manner will never depict reality because of the not considered heavily non-linear behaviour of concrete. One way to improve the results is the application of monitoring sensors, which are able to image the changes in the inner part of the concrete matrix independently from applied loads. In this paper a monitoring concept will be proposed which can achieve these objectives. The laboratory tests and an assessment of the measured results will be presented.

Hintergrund und ZielNach gegenwärtiger ingenieurtechnischer Her-angehensweise erfolgt die Bewertung und Ein-schätzung der Restlebenszeit eines Beton- bauteils unter Ermüdungsbeanspruchung mit zyklischer und variierender Belastung (mehr- stufiges Lastkollektiv) auf Basis von Wöhler- kurven in Kombination mit Lastzyklen-Zählern (Rainflow-Methode) und Schadens-Akkumula-tions-Hypothesen (Palmgren-Miner-Regel). Die Genauigkeit der Lebenszeitabschätzung hängt somit davon ab, dass die in der Realität vorhan-denen Lastsequenzen mit denen übereinstim-men, die bei der Erschaffung der Wöhlerkurven angenommen und im Labor durchgespielt wur-

Körperschallsensortechniken, mit dem die im Laufe der Lebensdauer von Strukturen auftre-tenden Schädigungen detektiert und bewertet werden können. Es wird sozusagen die Lebens-linie der Struktur sichtbar gemacht und deren zeitlichen Verlauf verfolgt. Darüber war bereits in der Konzernbroschüre Forschung, Entwicklung, Innovation – Projekte 2011 / 12, S. 100 / 101 be-richtet worden.

Laborversuche und ErgebnisseDie vorgestellten Versuche und Auswertungen fanden an zylindrischen Prüfkörpern aus einem hochfesten Beton C80/95 (GK 16) statt, der für den Einsatz in Offshore-Bauwerken vorgesehen ist und speziell dafür vom Zentralbereich TPA, Bereich Betontechnologie International in Stutt-gart, entwickelt wurde. Bauwerke auf hoher See sind hohen Lastwechselzahlen – resultierend aus den Wind- und Wellenbelastungen – ausgesetzt; Ermüdung spielt eine sehr große Rolle. Die Ober- und Unterspannung in den Tests be-trugen 70 % und 5 % der Bruchfestigkeit des Prüfkörpers. Während der zyklischen Ermü-dungsversuche herrschte somit Druckschwell-beanspruchung. Offshore-Strukturen aus Beton sind in der Regel so vorgespannt, dass sich die Spannungen innerhalb der Struktur auch bei zyklischer Belastung durch Wellen und Wind im Druckschwellbereich befinden – dem wurde in den Versuchen Rechnung getragen.

dargestellt. Deutlich sind der S-förmige Verlauf und die drei Phasen der Betonermüdung zu er-kennen. Die erste Phase, die etwa 10 bis 20 % der Lebenszeit des Prüfkörpers andauert, ist geprägt vom plötzlichen Geschwindigkeitsab- fall des Ultraschall-Signals (US-Signal) bei der Erstbelastung. Zurückzuführen ist dies auf den nichtlinearen Zuwachs an Rissen, die ein Hindernis für das US-Signal darstellen und es dämpfen und verlangsamen. Dies geschieht nur in dieser kurzen Anfangsphase. Gefolgt wird dieser Lebensabschnitt des Prüfkörpers von einer Phase 2, in der eine kontinuierliche, fast lineare Abnahme der Signal-Geschwindigkeit zu verzeichnen ist. Der Grund hierfür ist die fort-schreitende Schädigung. Phase 3 beginnt nach ca. 80 % der Lebenszeit. Durch die nun folgen-de überproportionale Zunahme der Verformung und damit auch der Risse und Mikrorisse in der Betonmatrix erfolgt eine überproportionale Dämpfung des Signals. Diese Phase wird been- det durch das plötzliche Versagen der Struk- tur oder des Prüfkörpers. Mit der gemessenen Ultraschall-Laufzeit (Geschwindigkeit) kann direkt auf den dynamischen E-Modul und somit auf den Schädigungsgrad geschlossen werden.Die Ultraschallmessungen wurden unter zykli-scher Belastung durchgeführt. Die variierende Geschwindigkeit des US-Signals bei gleichem Schädigungsgrad hängt vom Messzeitpunkt in-nerhalb des Belastungszyklus ab: Abhängig von der momentanen Last sind die Risse mehr oder weniger geöffnet. Diese Rissatmung wird durch die sich verändernde US-Geschwindigkeit ab-gebildet. Bei einer Belastung von Smax = 70 % der Bruchlast (= Oberspannung) werden die oberen Grenzwerte auf der beschreibenden Linie der maximalen Geschwindigkeit erreicht. Im Belastungszustand der Unterspannung wird die minimale Geschwindigkeit erreicht. Diese Beobachtung deckt sich mit den Werten der Dehnungsmessstreifen. Die vertikalen Dehnungen des Prüfkörpers infolge der Vertikalbelastung sind größer als die horizontalen Dehnungen. So-mit bewirkt die Vertikalbelastung eher ein Zusam- mendrücken in vertikaler Richtung als ein Öffnen der vertikalen Risse in horizontaler Richtung.

Prüfkörper mit Monitoringsystem / Specimen with monitoring system

Ultraschallmessung, Peak-Geschwindigkeit über die Lebenszeit des Prüfkörpers hinweg / Ultrasonic measurement, peak velocity over the specimen´s lifetime

Das verwendete Monitoring System bestand aus Ultraschall- und Körperschallsensoren so-wie Dehnungsmessstreifen. Anstatt der Deh-nungsmessstreifen können in realen Strukturen auch faseroptische Sensoren verwendet wer-den. Der Prüfkörper war mit entsprechenden Sensoren bestückt und wurde im Laufe der Ver-suche dynamisch bis zum Bruch belastet.

Messergebnisse der einzelnen Sensoren Die Ultraschall-Laufzeitmessung lieferte bei allen Versuchen gut interpretierbare Ergebnisse. Die Peak-Geschwindigkeit des Ultraschallsignals ist über die Lebenszeit des Prüfkörpers hinweg

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Peak GeschwindigkeitStreuungPolynom 6. Grades

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Ziel / Nutzen • Lebenszeit- und Zustandsbewertung einer Betonstruktur

Mögliche Anwendung • alle Beton- und Stahlbetonbauwerke

Förderung intern; Stadt Wien (ZIT)

Projektkoordination Dr. Christian Dehlinger

Partner Universität für Bodenkultur Wien, RED Bernard (Wien)

Projektlaufzeit März 2011 bis Mai 2014

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau (TBK)


Dr. Susanne Urban

Patente, Publikationen • Urban, S.; Strauss, A.; Schütz, R.; Bergmeister, K.; Dehlinger, C.: Dynamically loaded Concrete Structures. Structural Concrete Volume 14. 2014

• Urban, S.; Wagner, R.; Strauss, A.; Dallinger, S.; Reiterer, M.; Dehlinger, C.; Bergmeister, K.: Monitoring des realen Grades der Ermüdungsschädigung in Betonstrukturen. Beton- und Stahlbetonbau 7/2014

• Urban, S.; Wagner, R.; Strauss, A.; Reiterer, M.; Dehlinger, C.; Bergmeister, K.: Monitoringbasierte Lebenszeit-abschätzung von Betonstrukturen – Forschungsprojekt MOSES. Beton- und Stahlbetonbau 9/2013

• Schütz, R.: Numerische Schädigungssimulation eines ermüdungsbeanspruchten Schwerkraftfundamentes für Offshore-Windenergieanlagen. Diplomarbeit Universität für Bodenkultur Wien. 2013

• Urban, S.; Strauss, A.; Wagner, R., Reiterer, M.; Dehlinger, C.: Experimentelle Untersuchung von ermüdungs-beanspruchten Betonstrukturen zur Feststellung des realen Schädigungsgrades. Planung der Ermüdungsver-suche am STRABAG-Testfundament in Cuxhaven. Beton- und Stahlbetonbau 7/ 2012

• Putz, R.: Leistungsindikatoren für die Lebensdauerbewertung von Konstruktionselementen im Eisenbahnbau, Diplomarbeit Universität für Bodenkultur Wien. 2012

• Urban, S.; Strauss, A.; Macho, W.; Bergmeister, K.; Dehlinger, C.; Reiterer, M.: Zyklisch belastete Betonstruk-turen, Bautechnik 11/2012

• Schabus, V.: Stochastische und dynamische Eigenschaften von Beton. Diplomarbeit Universität für Boden- kultur Wien. 2011

• Strauss, A.; Urban, S.; Schabus, V.; Reiterer, M.; Mayer, H.: Experimentelle Überprüfung der Ermüdungsnach-weise für Stahlbeton gemäß CEB-FIP Model Code. In Proceedings: Konferenz des Vereins der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ), Konferenzbeitrag. 2011

• Nominierung von MOSES für den Science2Business Award 2012 • Houska-Preis 2012 (MOSES unter den Besten 10)• Preis der Wirtschaftskammer der Stadt Wien. 2012

MOSESAUF EINEN BLICK

Körperschallmessungen sind aufgrund ihrer erst im späten Schädigungsstadium vorhandenen Aussagekraft nicht geeignet, um als alleiniges Mittel zur Schädigungsgradbestimmung heran-gezogen zu werden. Eine Kombination mit Ultraschallmessungen ist empfehlenswert. Nur so kann sichergestellt werden, dass der Schädi-gungsgrad zu jedem Zeitpunkt messbar ist. Bei den Untersuchungen hat sich gezeigt, dass die Messergebnisse des Körperschalls am aussa-gekräftigsten mit der Hit-Rate (Hits pro Zeitein-heit) oder mit dem sich verändernden Frequenz-spektrum des Körperschallrohsignals wieder- gegeben werden können. Die Hit-Rate wird über die Lebenszeit des Prüf-körpers hinweg aufgetragen. Die Systematik des Verlaufs ist bei allen Versuchen zu erken-nen. Nach Einsetzen der zyklischen Druck-schwellbeanspruchung erfolgt eine deutliche Erststeigerung der Acoustic-Emission-Hits (AE-Hits). Diese Phase dauert bis zu ca. 10 % der Lebenszeit an. Danach erfolgt ein leichter An-stieg der Hit-Rate bis hin zu 80 % der Lebens-zeit. Dieser minimale Anstieg, der nahezu einem

Plateau entspricht, macht eine Lebenszeitab-schätzung äußerst schwierig. Erst nach Errei-chen von 80 % der Lebenszeit erfolgt ein signi-fikanter Anstieg der Körperschallaktivität, der dann mit dem Bruch oder Versagen des Prüf-körpers endet. Bei Betrachtung der Energie des Körperschall- signals ist ab dem Anfangsstadium bis ca. 80 % ein ähnlicher Verlauf zu erkennen. Danach unterscheidet sich die Aufzeichnung von der der Hit-Rate: Vor dem plötzlichen Versagen des Prüfkörpers war eine Abschwächung der Ener-gie zu sehen. Diese Abschwächung tritt ein, so-bald die Hit-Rate merklich ansteigt und dauerte ungefähr bis 98 % der Lebenszeit an, dann erfolgte auch hier ein sprunghafter Anstieg. Die Mess-Software zeigt unter anderem die Verän-derung der Amplitude des Körperschallrohsig-nals mit zunehmender Lebenszeit. Auch die Darstellung des Frequenzspektrums des Rohsignals in verschiedenen Stadien der Lebenszeit macht die Veränderungen im Schä-digungsgrad deutlich sichtbar. Aber auch hier tritt eine signifikante Änderung mit Rückschluss auf die noch zu erwartende Lebenszeit erst sehr spät ein. Eine Früherkennung – wie sie bei Structural Health Monitoring gewünscht ist – ist mit diesem Mittel nicht möglich.Eine Motivation des Forschungsprojektes ist es, den E-Modul als Indiz für den Schädigungsgrad einer Betonstruktur mit Hilfe eines einflussfreien Messverfahrens unabhängig vom Belastungs-wert feststellen zu können. Im Gegensatz zu Ultraschallmessungen ist dies mit Dehnungs-messstreifen nicht möglich. Um aus den gemessenen Dehnungen Rückschlüsse auf den tatsächlich vorhandenen E-Modul ziehen zu können, muss die anregende Kraft bekannt sein. Ist dies – wie in der Realität häufig – nicht der Fall, kann die auftretende Verformung entweder von einer höheren angreifenden Last oder von der fortschreitenden Schädigung des Betons und somit dem Absinken des E-Moduls verur-sacht werden. Durch zyklische Belastungen ermüdet Beton. Der Verformungsverlauf in Abhängigkeit von der Lebenszeit – auch zyklische Kriechkurve ge-nannt – zeigt, dass der bleibende Verformungs-zuwachs, der Schädigungsgrad, bei der Ermü-dung in drei charakteristischen Phasen abläuft: Phase 1 erstreckt sich vom Anfang der zykli-schen Belastung bis zu 20 % der gesamten Lebenszeit. Es ist eine nichtlineare Zunahme der Dehnungen in Form eines parabolischen Ver-laufs zu erkennen. Phase 2 beginnt zwischen 10 % und 20 % der verstrichenen Lebenszeit mit dem Übergang in einen konstanten, gerin-gen und fast linearen Verformungszuwachs. Der Wechsel zur Phase 3 zeichnet sich ab, wenn ungefähr 80 % der Lebenszeit verstrichen ist. Die Gesamtverformungen nehmen rapide und überproportional zu und enden mit dem Ver- sagen des Betons.

Frequenzspektrum des Körperschall-Rohsignals bei unterschiedlichen Lebensstadien des Prüfkörpers / Frequency spectra of the AE-Raw signals for different states in the specimen`s lifetime

Diese Phasen sind bei den hier präsentierten Versuchen mit konstanter Oberspannung von 70 % der Bruchlast und konstanter Unterspan-nung von 5 % der Bruchlast gut zu beobachten. Doch wie angemerkt ist eine Lebenszeitab-schätzung oder die Einschätzung des Schädi-gungsgrades mit Dehnungsmessstreifen oder faseroptischen Sensoren ohne die Kenntnis des angreifenden Lastwertes nicht möglich.

Abschließende Bemerkungen und PotenzialMit Rückblick auf die gesamten Ermüdungs- versuche an Prüfkörpern und Bauteilen (vorge-spannte Monoblockschwellen) ist die Bedeu-tung des Zusammenspiels der unterschiedlichen Sensortypen deutlich geworden. Ultraschall bietet bisher die aussagekräftigsten Messwerte von Beginn eines jeden Tests an. Nach ca. 80 % der Lebenszeit zeigen auch die Körperschall-sensoren deutliche Veränderungen in den Mess-

Verlauf der Körperschall Hit-Rate und Energie über die Lebenszeit des Prüfkörpers hinweg / AE-Hit-Rate and Energy over the specimen`s lifetime

Amplitude nach10 % Lebenszeit



Amplitude kurz nachdem Prüfkörperversagen

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Polynom 5. Grades

Polynom 5. Grades

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Ene

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werten. Daraus kann geschlossen werden, dass die erforderliche Lastspielzahl bis zum Bruch nahezu erreicht ist. Durch die Kombination der Sensoren, die unterschiedlich intensiv und zu verschiedenen Lebenszeiten des Prüfkörpers den Schädigungsgrad wiedergeben, wird sicherge-stellt, dass der Schädigungsgrad von Beginn der Tests bis zum Bruch des Probekörpers messbar und somit auch einschätzbar ist.Festzuhalten ist, dass eine Nullmessung im un-geschädigten Zustand des Bauteils erforderlich ist, um die Messwerte nach einer verstrichenen Lebenszeit in Relation setzen zu können. Bei Bewertungen von Bestandsbauwerken stellt sich dies als äußerst schwierig dar.Um das Monitoring-System weiterzuentwickeln und zu kalibrieren, sollten die Einflüsse ver-schiedener Betonsorten und Festigkeitsklassen in Zukunft getestet werden.



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Ökosiegel und andere Zertifikate sind keine Garantie für „konforme“ Produkte, aber grundsätz-lich zu bevorzugen / Ecolabels and other certificates are no guarantee for “compliant” products, but are more commonly preferred

Produktkatalog Umweltrisiken DGNB / LEED / BNBProduct catalogue environmental risks DGNB / LEED / BNB

gestellt, die sich allerdings erheblich hinsichtlich der betroffenen Produktgruppen und der Vorgaben unterscheiden. Zudem variieren die Bestimmungen selbst innerhalb eines Systems, abhängig von der Wahl der Qualitätsstufe und korrespondierender Bewertung. Fehlinformatio-nen seitens der Hersteller und Anwender bezüg-lich der Eignung eines Produkts nehmen beson-ders im Bereich der Kleber und Beschichtungen zu. Die Unsicherheit in den Projektteams, die die Vorgaben auf der Baustelle umsetzen müs-sen, wächst. Um diesen Faktoren vorzubeugen wurde eine Datensammlung für Produkte mit Umweltrisiken entwickelt, der sich sich an dem jeweiligen Gütesiegel orientiert. Das Ziel dieses Produktkataloges ist die Bereitstellung von zu-verlässigen Informationen über die wichtigsten Baustoffe und deren Eignung für das jeweilige Green Building (DGNB, BNB oder LEED).

Stand der Arbeiten und ErgebnisseSeit 2011 wird kontinuierlich an einer firmen- internen Datensammlung gearbeitet, in der die Fabrikate von besonders kritischen und häufig verwendeten Produktgruppen wie Kunstschaum- dämmstoffe, Beschichtungen, Dichtmassen und Bitumenprodukte erfasst und bezogen auf die unterschiedlichen Zertifizierungssysteme der DGNB bewertet werden. Die Auswahl geeigne-ter Fabrikate und die Nachweisführung werden durch eine zentrale Datensammlung beschleu-nigt und vereinfacht. Wiederholte Herstelleran-fragen werden vermieden. Zudem wird sicher-gestellt, dass keine ungeeigneten Fabrikate zum Einsatz kommen, die zu einer Gefährdung des

In the meanwhile sustainability aspects play a key role to contractors. An important aspect for contractors is the reasonable selection of healthy and non-hazardous building materials, which do not contain solvents and other harmful ingredients. Given this background, the developed Product Catalogue Environmental Risks supports this selection process by providing clear documentation of product characteristics in regard to German Sustainable Building Council (DGNB), Rating System for Sustainable Construction (BNB) or Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) requirements. Subsequently the Product Catalogue delivers reliable information about the important building materials and their suitability for different Green Building Systems.

Hintergrund und ZielsetzungDie Zertifizierung von Gebäuden nach den Kriterien der Nachhaltigkeit gehört mittlerweile zumindest in den 1a-Lagen deutscher Groß-städte zum Standard. Unabhängig vom ange-strebten Gütesiegel, zum Beispiel Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB), Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB), Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) oder Building Research Establishment Environmental Assessment Methodology (BREEAM), gehört die Verwendung von nach-haltigen Baustoffen und die Schonung der Umwelt maßgeblich zu einem ausgewogenen Nachhaltigkeitskonzept. In allen Zertifizierungs-systemen werden direkte oder indirekte Anfor-derungen an an die Qualität der Baumaterialien

Zertifizierungsziels führen. Mit Einführung des Kernsystems wurden die Materialvorgaben der DGNB überarbeitet und neue Produktgruppen in den Anforderungskatalog aufgenommen. Die Produktdatensammlung wurde für zahlreiche Kategorien aktualisiert und um eine Bewer- tung hinsichtlich der Eignung im DGNB-System 2012 erweitert. Aufgrund der stärker werden- den Nachfrage wurde mit einer Sammlung der LEED-Nachweise für die Produktgruppen der Beschichtungsstoffe und Kleber begonnen. Für den Nachweis der Einhaltung der Vorgaben bei LEED-Zertifizierungen ist die Nachweisführung nicht mit den „DGNB-üblichen“ Dokumenten durchführbar. Da die Anforderungen auf ameri-kanischen Normen basieren, ist im Regelfall für jedes verwendete Produkt eine Hersteller- erklärung erforderlich, in denen die Einhaltung der Vorgaben zugesichert wird.

AusblickDa in vielen Produktgruppen bewertungsrele-vante Produkteigenschaften wie Lösemittel- gehalt und Giscode durch Wechsel der Rezep-turen einem ständigen Änderungsprozess unterliegen, müssen die erfassten Daten kontinuier-lich auf ihre Aktualität überprüft, die Bewertun-gen gegebenenfalls bearbeitet und erweitert werden. Die LEED-Nachweis-Datensammlung wird 2014 weiter aufgebaut und mittels Über-sichtsblättern den ausführenden Direktionen zur Verfügung gestellt. Stärker berücksichtigt wer-den soll ebenfalls das Bewertungssystem für Bundesbauten, das für ausgewählte Baustoffe zusätzliche Nachweise fordert. Unabhängig von Zertifizierungssystemen kommt es zunehmend vor, dass Auftraggeber erhöhte Anforderungen an die Materialeigenschaften stellen. Ein Re-cherche- und Beratungsbedarf besteht hier ins-besondere für Substances of very high concern (SVHC-Stoffe), wie das umstrittene Flammschutz- mittel Hexabromcyclododecan (HBCD) und ver-schiedene Weichmacher, die sich in zahlreichen gängigen Bauprodukten finden lassen.

Ziel / Nutzen • Vergleich und Bewertung von Baustoffen hinsichtlich Anforderungen unterschiedlicher Green-Building-Systeme (DGNB, BNB, LEED oder BREEAM)

Mögliche Anwendung • Ausschreibung / Vergabe von Nachunternehmerleistungen bei Green Building Projekten

Förderung intern

Projektlaufzeit seit Juni 2011

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau (SFB, TNB)

Projektleitung Christiane Osterhoff

Bearbeitung Lisa Bareither, Gabriela Guillén-Pérez, Christiane Osterhoff

Produktkatalog UmweltrisikenAUF EINEN BLICK

Produkte mit Ökosiegel und Ökozertifikaten /Products with an ecolab and eco-certificate


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Planung der Planung: web-basiertes PlanmanagementWeb-based design management software

Planmanagement im Projekt / Planmanagement in project

Freigabeprozessen bis hin zu speziellen Modu-len wie beispielsweise einer Brandschutzakte oder dem Mängelmanagement.

ZielMit steigender Komplexität der Projekte neh-men auch die Anforderungen an die verwaltende Software zu. Anfang 2013 wurden deshalb neue Rahmenverträge abgeschlossen. Eine vorausge- hende Marktanalyse ergab, dass effiziente Funk- tionen des Planmanagements (wie beispielsweise die automatische Dateinamen-Auslesung und die Index-Verwaltung) nur bei den bereits langfristig im Konzern genutzten Software-Pro-dukten FusionLive und think project! vorhanden sind. Den zahlreichen Nutzern jener Systeme soll ein Arbeiten im gewohnten Umfeld weiterhin ermöglicht werden. Deshalb wurden mit beiden Software-Anbietern – McLaren (FusionLive) und think project! – Kooperationen ausgehandelt.Beide Planungsplattformen sind unterschiedlich

In 2013, new frame contracts have been signed with the two software providers think project! GmbH and McLaren Software in order to continue the use and further development of web-based collaboration and document management solutions. Exploring special functions of the already proven software solutions in collaboration with their providers supports the handling of increasingly complex construction projects.

HintergrundEine effiziente Verwaltung der Planungsunter- lagen zur Einhaltung von Ausführungsterminen und Sicherstellung der Planungsqualität ist eine unabdingbare Voraussetzung für eine erfolgreiche Projektabwicklung; insbesondere bei Großprojekten ist dies relevant. Deshalb hat der Konzern Rahmenvereinbarungen mit zwei Pla-nungsplattform-Anbietern abgeschlossen. Die mögliche Nutzung reicht von der reinen Planver-teilung über das Steuern von Prüfläufen und

ausgerichtet, deren Einsatz ist abhängig von den Anforderungen eines Projektes. Mit ihrem Knowhow in der Planung der Planung unter-stützt die Zentrale Technik bei der Auswahl und der Anwendung des elektronischen Planungs-systems.

Stand der ArbeitenDie neuen Rahmenverträge wurden so geglie-dert, dass beide Softwareprodukte vergleichbare Preisstrukturen für vergleichbare Anwen-dungsgebiete aufweisen. So ist zum Beispiel bei think project! nun auch die Bestellung des Plan-managements ohne weitere Zusatzfunktionen möglich. Diese können bei Bedarf im Projektver-lauf hinzu gebucht werden. Für Standardanwender (Poweruser) im Konzern werden regelmäßig Workshops in Zusammen- arbeit mit beiden Software-Anbietern organi-siert. Hier bietet sich die Gelegenheit Neuerun-gen zu präsentieren, Erfahrungen zu diskutieren und Anregungen für die weitere Entwicklung und Optimierung der Softwareprodukte zu sammeln. Diese Kommunikation zwischen Powerusern und Produktentwicklern führte in think project! zur Implementierung eines Standard-Muster-projektes, das bei neuen Projekten den Einstieg

in die Planungssteuerung erheblich erleichtert. In FusionLive wurde die Setup-Datei verbessert: Die Optionen der Module Inbox und Inbox-Con-tributer ermöglichen eine schnellere und detail-liertere Erfassung der Projektanforderungen und tragen dazu bei, die Projekträume individuell umzusetzen.Für die Anwendung in internationalen Projekten stehen inzwischen fast 20 Sprachversionen zur Verfügung. Um den unterschiedlichen Arbeits-weisen in den Projektländern gerecht zu wer-den, bieten beide Programme zahlreiche Mög-lichkeiten – wie beispielsweise die alternative Verwendung von Dateinamen-Auslesung oder das manuelle Attribuieren der Dokumente.

AusblickDie Zusammenarbeit von Anwendern und Soft-ware-Anbietern wird auch zukünftig Verbesse-rungen hinsichtlich der Nutzerfreundlichkeit er-geben. Poweruser können so auch Einfluss auf die Ergänzung spezieller Funktionen nehmen, die sich aus ihren Projektanwendungen ergeben. Eine der aktuellen Herausforderungen ist die Integration des Building Information Modellings (BIM), das sich in der Entwurfs- und Ausfüh-rungsplanung mehr und mehr durchsetzt.

Ziel / Nutzen • kontinuierliche Weiterentwicklung und Update der Software• internetbasierte Projektplattform zum Planmanagement

Mögliche Anwendung • Plancontrolling und Planversand als Unterstützung der Planungskoordination und Projektleitung

Förderung intern

Projektkoordination Anne Scherer

Partner think project! GmbH; McLaren Software


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau

Bearbeitung Ansprechpartner für die Anwenderunterstützung: STRANET, Konzern\ Zentrale Technik\Publikationen\Arbeitsmittel, Foren, Normen\Pläne und Archivieren

Planmanagement mit System AUF EINEN BLICK

Web-basierter Arbeitsraum / Web-based workspace


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Bauen mit unser aller Wissen – Erfolgsfaktor Zusammenarbeit Building using all our knowledge – Collaboration as a success factor

Auf dem Weg zur lösungsorientierten Wis-sensgemeinschaftKomplexe Aufgaben können zunehmend nur mit interdisziplinärem Wissen gelöst werden. Als Generalunternehmerin besteht die zentrale Lösungskompetenz der STRABAG im Integrie-ren unterschiedlicher Gewerke – Schnittstellen zu meistern, darin besteht gerade das Knowhow im Konzern. Doch der immer schnellere Infor-mationsfluss – v. a. dem Innovationstempo der Informationstechnologien geschuldet – beschleu- nigt den Entwicklungsfortschritt und damit auch die Anforderungen. Wissensmanagement hat zum Ziel, die Organisation der für Bauprojekte erforderlichen Daten, Informationen und des

Employees, particularly in large organisations, are facing more and more the challenge of coping with the rising flood of information and finding solutions to their specific questions in due time. Knowledge management has the goal of increasing the productivity of the organisation by optimising employees' self-organisation and networking. To achieve this, the use of social media, if used appropriately, has much potential. The special feature of web 2.0 technologies is that the user is actively involved and not just a consumer in the creation of the content. The in-house developed tools scout and connect shall simplify and improve the communication and collaboration within STRABAG Group. scout is STRABAG’s central search engine which plows through an increasing number of databases of the Group. connect quickly links up people searching for a particular content fostering the easy exchange of data and information, and thus enhancing our knowledge.

Wann funktioniert Zusammenarbeit?Eine neuer Auftrag, ein neues Projekt: das Team wird mit Expertinnen und Experten aus ver-schiedenen Bereichen zusammengesetzt und beginnt zu arbeiten. Die Zusammenarbeit wird dann besonders wirksam und produktiv, wenn die Teammitglieder nicht nur einander mit ihrem Wissen unterstützen und voneinander lernen können, sondern wenn der Zugang zu weiteren, bis dato unbekannten und für die Lösung rele-vanten Wissensträgerinnen und -trägern einfach und schnell ist, unabhängig von Hierarchie- und Organisationsgrenzen.

daraus ableitbaren Wissens wettbewerbsfähig zu gestalten.Kommunikation findet zunehmend digital über (soziale) Netzwerke im World Wide Web statt. Das Internet wird als Medium zur Kommunika- tion – sozusagen als virtueller Marktplatz – ge-nutzt, weil notwendige Informationen schnell zu finden sind, um Lösungen zu entwickeln oder Entscheidungen zu treffen.

Finden und verbinden – scout und connectZur schnelleren Lösung von Aufgaben wurden eine Suchfunktion sowie eine neue Art der Kom-munikation im Konzern eingeführt: Als Werkzeu-ge für eine wirksame Zusammenarbeit wurden die Suchmaschine scout und die Kommunikati-onsplattform connect entwickelt.Die Suchmaschine scout durchforstet zahlrei-che Datenbanken des Konzerns. Informationen aus dem STRANET, dem internen Telefonbuch, Leonardo (der Wissensdatenbank der Zentralen Technik) und ZEBRA Deutschland (elektroni-sches Briefpapier und Vorlagen) sind bereits im Visier von scout. In Zukunft sollen auch die Informationen aus connect durchsucht und schnell gefunden werden.Die Kommunikationsplattform connect ist ein neues Werkzeug bei STRABAG, das den zeit- gerechten Umgang mit großen Mengen von Daten und Informationen unterstützt. Spezifi-sches Fachwissen, große Erfahrungsschätze und Kontakte sind selbstverständlich im Unter-nehmen vorhanden, allerdings personen- und damit ortsgebunden – und deshalb oft nicht ausreichend schnell für andere Projekte einzu-setzen. Dabei funktioniert die Plattform wie ein Gehirn: je mehr es genutzt wird, desto besser funktioniert es, desto eher bilden sich Verknüp-fungen (Synapsen). Ziel von connect ist es, Suchende und Wissende rasch und wirksam zusammenzubringen, um projektrelevante Infor-mationen auszutauschen. Die Kommunikations-plattform connect bietet eine attraktive Lösung,

die richtigen Ansprechpersonen leicht aufzufin-den und rasch mit Ihnen in Kontakt zu treten.Das Besondere daran: connect ist interaktiv und lebendig und unterscheidet sich damit vom bloßen Informationsmedium wie beispielsweise Wikipedia. Des Weiteren bietet es den Vorteil der synchronen Wissensverbreitung, anders als zum Beispiel bei an Personen gerichteten Anfragen.

Rolle der UnternehmenskulturAls Voraussetzung, dass Kompetenz und Erfah-rung weitergeben werden, ist eine entsprechen-de Unternehmenskultur notwendig; eine Kultur, in der Wissen selbstverständlich geteilt wird, Meinungen angehört werden und über die übli-chen Hierarchieebenen hinaus direkt kommuni-ziert werden kann.

AusblickDen allgemeinen Nutzen von Wissensmanage-ment-Werkzeugen monetär zu quantifizieren ist schwierig, im Vergleich zu den dafür getätigten Investitionen. Die Ermittlung des Mehrwerts kann sich nur auf einzelne Maßnahmen oder Prozessschritte beziehen, wie z. B. schnellere Bearbeitungen von Angeboten oder Präqualifi-kationen, gerade bei großen, mehrere Stand- orte und Konzernorganisationen einbindende Projekte. Ein zeitgemäßes Wissensmanagement vermindert Redundanzen und möglicherweise auch Einarbeitungszeiten und Schulungsauf-wand für neue Mitarbeiter. Als nächstes wollen wir feststellen, inwieweit connect und scout zu diesen Zielen beitragen.

Factsheet connect (Stand Mai 2014):• bisher veröffentlichte Gemeinschaften: 179 • offene Gemeinschaften: 85 • Benutzer von connect pro Tag: Ø 200• verwendete Hashtags: 1.400• meistkommentierte Diskussion: neues Bild

für die Strategie („Kill the Tausendfüßler“) – 28 Antworten, 27 gefällt mir

Ziel / Nutzen • rasche und unkomplizierte Kommunikation über alle Hierarchieebenen• standort- und spartenübergreifender Informationsaustausch• Zugang zu kollektivem Wissen Kompetenzsteigerung• Förderung des gemeinsamen interaktiven Wertschöpfungsprozesses• schneller Zugang zu best practice und Erfolgen

Mögliche Anwendung • Knowhow-Austausch in allen Bereichen

Förderung intern

Mentor Dr. Thomas Birtel

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Entwicklung & Innovation

Projektleitung Marc Pühringer

Bearbeitung Elisabeth Deinhofer, Karin Wögerer

WissensmanagementAUF EINEN BLICK

Projekt 2Projekt 2

Kunden, Partner, Lieferanten, Nachunternehmer

Akquise Kalkulation,Angebot

Planung,Arbeitsvor-bereitung

Ausführung Abnahme Gewährleistung,Betrieb

Projekt 1

Kernprozess

Personal einarbeiten

Infrastruktur bereitstellen

BeschaffenKommunizieren

abgeschlossene Projekte

Umfeld

STRABAG LEAN

Co-Qualify

Daten Wissen Informationen

entwickeln

erwerben

Unterstützungsprozesse

Vertragliches

nutzen

identifi zieren

bewahren

Beispiel für eine erfolgreiche Suche nach praktikabler Lösung über connect / Example of a sucessful search for practicable solution in connect

Geschäftsprozesse in der Wertschöpfungskette Bau: Bausteine eines integrierten Wissens- managements / Business processes in the construction value chain: components of an integrated knowledge management


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Aufstellung des fertigen Piloten in Ludwigsburg gegenüber dem Rathaus /Demonstration of the completed pilot in Ludwigsburg across from the town hall

Z-Box – eMobile Ladestation aus HolzZ-Box – eMobile timber charging station

HintergrundIn den wachsenden Metropolen Europas nimmt die Verkehrsdichte und damit die Schall- und die Schadstoffemission stetig zu. Die steigende Anzahl an Menschen mit ihren individuellen Bedürfnissen erfordert Lösungen für eine nachhaltige Stadtentwicklung zum Erhalt der Lebensqualität. Vor dem Hintergrund der Ver-knappung fossiler Brennstoffe ist ein wichtiger Beitrag für umweltverträgliche Städte die Elekt-rifi zierung der Mobilität. Für den individuellen Verkehr bieten Elektrofahrzeuge (PKW, Pe-delecs, Segways) großes Potenzial für die nach-haltige Stadtentwicklung; vor allem wenn diese aus erneuerbaren Energien gespeist werden. Die Bereitschaft der Menschen elektrisch zu fahren hängt davon, wie einfach und schnell sie ihre Fahrzeuge aufl aden können.Bereits jetzt schon weisen Fahrräder mit Hilfs-motor sehr hohe Verkaufszahlen auf. Seit Erfi n-dung der Mountainbikes, Anfang der 80er Jah-re, hatte die Fahrradindustrie keine so hohen Zuwächse mehr zu verzeichnen. Ein weiterer erkennbarer Trend in der Stadt ist die Abkehr vom eigenen Auto. Sharing-Modelle erfreuen sich einer zunehmenden Beliebtheit, nicht nur bei Automobilen, sondern auch bei Fahrrädern. Das Problem hierbei: In unseren Städten gibt es aber bis auf wenige Modell-kommunen keine Infrastruktur für das Laden und sichere Verwahren von Pedelecs.

ZielDie neu entwickelte modulare Lade- und Ver-leihstation Z-Box verbindet diese beiden Trends:

Within the framework of the Energy Transition, the importance of sustainable mobility concepts is constantly increasing. Electric bicycles (pedelecs) revolutionised the cycling industry since their fi rst introduction fi ve years ago. A growing trend towards car sharing, carpooling or electric vehicles – not only for private use – can be observed especially in high density urban areas. With only few exceptions, cities currently do not provide an infrastructure for charging and storing pedelecs. Therefore, the so-called Z-box project focuses on a mobile and modular timber architecture, providing a sustainable charging and rental station for pedelecs. A streamlined and completely computer model driven process enabled an effi cient design to manufacturing process. Even the charging of an electric Smart, BMW i3 and Tesla P85 automobile has been validated successfully by integrating two wall chargers to the exterior of the Z-Box.

Elektromobilität in der Stadt wird attraktiv. Pe-delecs können einfach ausgeliehen, abgegeben und aufgeladen werden. Drei Ziele wurden mit dem Projekt verfolgt:1. Entwicklung und Bau eines Prototypen2. umfassender Test und Erweiterung von

Building Information Modelling (BIM) hin-sichtlich „Design to Production“

3. erstmalige Einsatz von Automatisierungs-technik (unter anderem Sensorik für Luft-qualitätsmessung mit Temperatur, Feuchte, Feinstaub, CO2, Lagesensoren, Zugangskon-trolle, Bedienung eines prototypischen Ver-leihsystems mittels einer App) aus dem Auto-mobilbereich im Betrieb von Gebäuden

KonzeptKomplett aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz und modular konzipiert, ist die Ladestation variabel und kann leicht zwischen verschie-denen Standorten versetzt werden. Die

Z-Box kann dauerhaft oder vorü-bergehend aufgestellt werden. Das äußere Erscheinungsbild kann individuell gestaltet wer-den. Die Bauweise ermög-

licht weitere Nutzungsar-ten, wie z. B. Warteräume,

Lounges oder Cafés.Die verwendete Sensorik, die in der Au-tomobilbranche eingeführt ist, soll zu-künftig Nutzer über die Cloud per GPS informieren: zum Beispiel die Verfügbarkeit der Pedelecs und lokale Witterungsbedingun-gen sind abrufbar. Die technische Lösung ist für

den Anschluss an verschiedene Bezahl- und Verleihsysteme vorbereitet und lässt sich für nahezu alle Kundenwünsche konfi gurieren. Pedelecs können entweder über ein Touchdis-play in der Box oder über eine App ausgeliehen werden. Die Z-Box wird so zum Netzwerk-knoten einer neuen Mobilität.In die Dachfolie sind fl exible Photovoltaikzellen für die Eigenstromerzeugung integriert, welche die Stromversorgung unterstützen.Das Design der Z-Box verbindet die Zukunfts-themen Elektromobilität und Holzbau. Ihre außergewöhnliche Form, die an die Plus- und Minuspole einer Batteriezelle erinnert sowie ihre Holzlamellenstruktur verdeutlichen dies.

Vom Design zum ProduktDie Architekturplanung erfolgte zu-nächst in 2D. Basis für die Produkti-on war ein komplettes 3D-Modell mit Holzkonstruktion, Schiebetür, Verglasung, LED-Beleuchtung, Dach-konstruktion, Zugangsrampe und Fahr-radständern. Das 3D-Modell wurde direkt für die Fertigung (Abbund mit Portalbearbei-

tungsmaschine und Roboter) verwendet. Kabelwege wurden eingefräst, ebenso die

Nuten für die LED-Beleuchtung, welche verschiedene Lichtfarben ermöglicht. Mit dem 3D-Modell konnte die Nutzung der Fahrradständer für die Raumopti-

mierung kinematisch simuliert werden. Der Prototyp wurde mittels eines 3D-Laser

Scanners vermessen und mit dem Produktions-modell abgeglichen. Die Innenraumkonditionen

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Fahrradaufhängung Anbringung - Links nach Herstellerangaben- Rechts in die Rundung angepasst

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5D-Design-to-production: Optimierung der Innenraumgestaltung, parametrischer Entwurf als Basis für die Produktion, Einzelbauteile / 5D-design to-production: optimisation of the interior design as the basis for the production of prefabricated components

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Erster Entwurf der Außenform durch 5D / Initial design of the outer form by 5D

Erste Skizzen der Architektur / First sketches of the architecture


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Ziel / Nutzen • Entwicklung einer mobilen, modularen Lade- und Verleihstation in Holzbauweise für elektrisch betriebene Fahrzeuge

Mögliche Anwendung • Städte / Kommunen, Business to Business (B2B) Partner, Mobilitätsbetreiber• Unternehmen mit Mitarbeitermodellen zur Elektromobilität• Ladestation für E-Roller und E-Autos (optional möglich)

Förderung intern


Unternehmenseinheit UB H+I Deutschland 2C: Werke/Werkleistungen ES; ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau (TGA, ARC),Baubetrieb (5D-Planung)

Projektleitung Dr. Rainer Bareiß, Florian Dobner, Joachim Müller

Bearbeitung Andreas Amorth, Dr. Rainer Bareiß, Christian Baun, Tobias Bichler, Florian Dobner, Jörg Endrich, Tomislav Filipovic, Nicolas Früh, Klaus Günter, Robert Hecker, Joachim Müller, John Myers, Mark Schepurek, Markus Schlotz, Daniel Wählisch, Brigitte Wichert

Patente, Publikationen • Deutsche Patentanmeldung DE 10 2014 006 418 – Schutzrecht angestrebt• Ausstellung bei den „Ossiach Energy Talks 2014“ • Ausstellung am Parlamentarischen Abend am 25.6.2014 im Züblin-Haus • Bareiß, R.; Pralle, N.: Bauen im Zeitalter des Internets (der Dinge). Relevante Trends bei Gebäuden, Städten,

Mobilität und zukünftige Erfolgsfaktoren. Bauingenieur, Springer/VDI-Verlag, Jahresausgabe 2014/15 (akzep-tiert zur Publikation)

Z-BoxAUF EINEN BLICK

wurden mit einer thermischen Gebäudesimula-tion ermittelt.Der Prototyp wurde anlässlich des 10. Deut-schen Corporate Social Responsibility - Forums in Ludwigsburg auf der Verkehrsinsel zwischen B27 und Wilhelmstrasse erstmals der Öffent-lichkeit für vier Wochen gezeigt. Anfang Juni

wurde die Z-Box während der Ossiach Energy Talks 2014 aus-gestellt. Seit dem 10. Juni 2014 steht sie am Züblin-Standort Stuttgart und konnte von den

Gästen des Parlamentarischen Abends am 25. Juni 2014 besich-

tigt werden. Das Laden von Elektroautos wurde über zwei nachträglich installierte Wall-Charger-Einheiten ebenfalls möglich und erfolgreich mit einem Elektro-Smart, einem BMW i3 und einem Tesla P85 getestet.

AusblickAus Gesprächen mit potenziellen Kunden, Nutzern und dem Projektteam werden Anregun-gen aller Art in einer sogenannten „Better-List“ (mittlerweile mehr als 160 Verbesserungspunkte) gesammelt und in Regelterminen bewertet und in die Weiterentwicklung der Z-Box einge-bracht.Im Hinblick auf die Entwicklung eines Serien-produktes ist dabei insbesondere die Schwach-strom- und Automatisierungstechnik im Fokus. Angedacht ist beispielsweise die Vorfertigung ganzer Kabelbäume und modularer Schalt-schrankeinheiten, die nach der Herstellung nur noch über verpolungssichere Stecker verbun-den werden. Das Projekt dient so neben einer avisierten kommerziellen Nutzung – Gespräche mit mehreren Kommunen laufen – weiterhin als Multiplikator und Pilotprojekt für BIM und bietet mit der Sensorik den Einstieg in das Internet der Dinge.

Display mit Benutzer-oberfl äche / Display with user interface

Laden eines Elektro-Smarts / Charging an Electro-Smart

Produktion im Werk in Aichach: Lamellen, Endmontage Elektrotech-nik / Production in Aichach: wooden ribs, fi nal electrical installation

Ladeboxen für Elektroautos an der Außenseite / Exterior recharging stations for electrical vehicles

Pedelecs Aufbewah-rung: Wandhalterung / E-bikes storage: wall mounted bracket


Schaltschrank / Electrical control cabinet

Aufstellung mit dem Kran in Ludwigsburg / Installation by crane in Ludwigsburg

Aufstellung in Ossiach / Exhibited in Ossiach


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Gebäudeanimation am Hafen / Building model at the harbour

Das BRYGHUS-Projekt: Umsetzung bauherrenspezifi scher Nachhaltigkeitsziele auf der Baustelle in KopenhagenBRYGHUS Copenhagen: The implementation of client-specifi c sustainability objectives at a construction site

Es wurde erkannt, dass nachhaltige Entwick-lung nur durch Teilnahme der Lokalbehörden und der Bürger möglich wird. Aus diesem Selbstverständnis heraus legen die Auftraggeber des BRYGHUS-Projekts großen Wert auf das Festlegen und Einhalten von Nach-haltigkeitszielen. Obwohl die projektspezifi -schen Nachhaltigkeitsziele von den Auftrag-gebern bereits in der Entwurfsplanung im Jahr 2005 entwickelt und defi niert wurden, sind die Anforderungen dieser Ziele immer noch höher als die der derzeit bekannten Zertifi zierungssys-teme. Daraus ergeben sich neue Herausforde-rungen für den Generalunternehmer: Nachhal-tigkeitsanforderungen, die über die Gebäude-zertifi zierungen wie DGNB, LEED und BREEAM hinausgehen, müssen für eine erfolgreiche Zu-sammenarbeit erfüllt werden.Um den Auftrag zu erhalten, musste der General-unternehmer bereits in der Angebotsphase ein Konzept erarbeiteten, das die Einhaltung der Nachhaltigkeitsziele des BRYGHUS-Projekts während der Ausführung sicherstellt. Das Ziel dieses Beitrages ist die Präsentation dieses Konzeptes mit dessen Hauptmerkmalen und Nachhaltigkeitsaspekten, sodass für zukünftig folgende Aufträge im Konzern eine Grundlage geschaffen wird.

Projekt BRYGHUSDas BRYGHUS-Projekt ist ein sechsgeschossi-ges Multifunktionalgebäude auf einem ehemali-

Denmark is deemed Europe’s leader in a green and sustainable lifestyle. The capital city of Denmark, Copenhagen, proves this leadership through striving to become the world’s fi rst CO2-neutral city by the year 2025. Given this background, the signifi cance placed by the client on sustainability objectives for the BRYGHUS project is very high. Even though the objectives have already been defi ned in 2005, the expectations set by the client are higher than the requirements of currently available certifi cation systems. In order to be awarded with the contract, the general contractor had to provide an approach to the client that will warrant the achievement of the sustainability objectives during the execution phase. The aim of this study is to present this approach with its main features and to refl ect the different sustainability aspects, which are relevant for the general contractor.

HintergrundDänemark gilt als europäischer Spitzenreiter für Nachhaltigkeit. Die Hauptstadt Kopenhagen plant bis zum Jahr 2025 weltweit die erste CO2-neutrale Stadt zu werden. Intention der dänischen Nachhaltigkeitsstrategie ist „eine Ge-sellschaft im Gleichgewicht zu erhalten, national und international“ [1]. Zu einer der Kernthesen hat die dänische Regierung einen Katalog mit Nachhaltigkeitsindikatoren vorgelegt, der seit Mai 2002 in der öffentlichen Diskussion steht.

gen Brauereigelände am Kopenhagener Hafen. Auftraggeberin ist die dänische Projektentwick-lungsgesellschaft Realdania Byg A/S. Nach den Plänen von Architekt Rem Koolhaas aus den Niederlanden entstehen im BRYGHUS der neue Sitz des dänischen Architektur Centers (DAC), Wohnungen, Büros, Geschäfte, Gastronomie sowie öffentliche Freizeitfl ächen. Die Fertigstel-lung ist für Herbst 2017 geplant.

Nachhaltigkeitsziele des BauherrnFolgende projektspezifi sche Nachhaltigkeits-ziele sind zu erfüllen:• Einhaltung maximaler Grenzwerte von ge-

bundenen CO2-Emissionen in Materialien und Produkten

• Materialtransport: Identifi kation der Trans-portenergien und der damit verbundenen CO2- Emissionen (95 % aller Materialgewichte im Gebäude)

• Energieeffi zienz auf der Baustelle: optimierter Ressourcenverbrauch und Reduktion der da-mit verbundenen CO2- Emissionen

• Auswahl umweltfreundlicher Materialien /Produkte

Die Ziele sollen mithilfe von Nachhaltigkeits-kennwerten und Alternativvorschlägen unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologi-scher Gesichtspunkte erreicht werden. Die Nachweisführung ist in monatlichen Berichten festzuhalten.

Das NachhaltigkeitskonzeptDas Konzept wurde in der Angebotsphase erar-beitet und beschreibt: • die Identifi zierung der Risiken und Chancen

zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele vor-gesehene Tools zur Minderung und Hand-habung der Risiken während den Projekt-phasen: Planung, Vergabe und Ausführung

• Prozessablaufpläne und -schritte, unter Ein-bindung aller Projektbeteiligten

Die entsprechenden Fachkompetenzen zu den oben aufgeführten Punkten waren nachzu-weisen. transport management Status: 2013-01-08/Luik

Project phases

* 95 % proportion by weight ∑ of all materials in building

Project participants

Design

Execution

End of project Final evaluation, report, documention

SUBCONTRACTOR(Concrete, Steel, Facade ...) *

CLIENT TeamZÜBLIN Team(sustainability specialist)

Handover: detailled design, materials lists and quantities per

review / approve / reject

Contract award

ZÜBLIN Team

certificate logistics e.g. delivery note, logbook request and forward

review, evaluate, comment

monthly report

review and valuecomplete tender / logistics

review and evaluateecological effects

adjust and optimize means of transport, routes, logistics

review and optimize of materials quantities (e.g.

structure, steelwork, facade)

review / approve / reject

Concept: stategy, objectives, action plan (monitoring,

evaluation, tools)

Logistics concept: planned means of transport,

routes, intervals

review / comment / decide

documention of all certificate logistics

Datei: 2014-03-FuE_Bryghus Bericht_Bilder1-3Register: material handling Bild1

Seite 1 I 1printdate: 08.05.2014

Prozessablaufplan für Transportenergie und die Angebotsphase / Process fl ow plan for transportation energy and the tendering phase

Zählerstand mit kabelloser Verbindung zum Internetportal / Meter reader with a wireless connection to the internet portal


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Ziel / Nutzen • in Angebots- und in Ausführungsphase aufzeigen, dass auf projekt- und bauherrenspezifi sche Anforderungen (zum Beispiel im Bereich Nachhaltigkeit) reagiert werden kann

• Anwendung von Tools und Erfahrungen aus anderen Ausführungs- und Forschungsprojekten

Mögliche Anwendung • Einsatz eines Umweltmanagementsystems auf Baustellen, z. B. nach der EMAS III Verordnung

Förderung intern

Projektlaufzeit März 2013 bis Oktober 2017

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, SF (TNB); UB H+I Deutschland/BNL 2F: Nord DO (Ed. Züblin AG)

Projektleitung Bettina Luik

Bearbeitung Jan Mangelsen, Christiane Osterhoff, Bettina Luik

Quellen • [1] Lexikon der Nachhaltigkeit. (09. 01. 2014). Nachhaltigkeit. Abgerufen am 27. 03. 2014 von www.nachhaltigkeit.info: http://www.nachhaltigkeit.info/artikel/nachhaltigkeitsstrategie_2002_886.htm

BRYGHUS-Projekt

Umsetzungsstrategie / Ausführung Mit dem Bauherrn wurde folgende Umsetzungs-strategie für die Gewerke Betonbau, Stahlbau,Fassade und Autoparksysteme abgestimmt:• gebundene CO2-Emissionen in Materialien /

Produkten: quantitative Erfassung und Be-rechnung der CO2-Emissionen aller wesentli-chen Materialien während der Bauphase. Diese sind Beton, Stahl, Alurahmen und Glas.

• Transportenergien: sämtliche Transportwege und die daraus resultierenden Energiever-bräuche im Einfl ussgebiet der Subunterneh-mer. Dies schließt neben dem eigenen Mate-rialtransport auch die Transportwege des Lieferanten der Vorkette ein.

• Energieverbräuche auf der Baustelle: Moni-toring, Auswertung und Optimierung sämtli-

cher Energieverbräuche im Verantwortungs-bereich von Züblin sowie die Erfassung der Dieselverbräuche aller Baustellenmaschinen von Subunternehmern

• Vermeidung ungewollter Materialien: Doku-mentation der Materialdeklarationen und Bewertung von Alternativprodukten

Zeitlicher Ablaufplan und Einbindung in be-stehende UmsetzungsprozesseZiel ist es, bei allen Gewerken sämtliche Nach-weisführungen und Dokumentationen vor Aus-führungsbeginn abzuschließen. Um das zu er-reichen, wird sofort nach Vertragsabschluss mit der Deklaration der Materialien und Produkten begonnen. Nach dieser Phase sollen sämtliche Reviews in Nachhaltigkeit, Technik und Quality Assurance beziehungsweise Quality Control ab-geschlossen sein. Alternativ-Materialien muss der Nachunternehmer bereits während der Angebotsphase anmelden. Im nächsten Schritt werden die Kriterien Transportenergien (Materi-al) und gebundene CO2-Emissionen in Materiali-en und Produkten vom Nachunternehmer bear-beitet. Vor Beginn der Ausführung werden die Nachunternehmer dazu aufgefordert, eine Liste der dieselbetriebenen Baustellenmaschinen mit Umweltkenndaten vorzulegen. In dieser Phase erfolgt der letzte Aufruf, ob neue Materiali-en / Produkte zu deklarieren sind, da zwischen Vergabe und Ausführung weit über ein Jahr liegen kann. Vor Ausführungsbeginn sind sämt-liche Hauptaufgaben für den Nachunternehmer abgeschlossen. Züblin wird stichprobenartig Qualitätskontrollen durchführen. Änderungen zu den Materialien, Produkten und Transport-konzepten sind vom Subunternehmer an die Ed. Züblin AG oder den Kunden direkt mit-zuteilen.

WerkzeugeFür alle vier Strategiepunkte liegen bereits von der Zentralen Technik praktische Erfahrungen aus Zertifi zierungssystemen und Forschungs-vorhaben vor. Damit kann zum großen Teil auf bereits bestehende Tools zurückgegriffen wer-den, die projekt- und länderspezifi sch ange-passt, ergänzt und erweitert werden.

BerichtswesenIn jedem Quartal sind Berichte für den Kunden zu erstellen, die die Auswertungsergebnisse und Optimierungsmaßnahmen der Energiever-bräuche und CO2-Emissionen und den Stand der Dokumentation zusammenfassen. Die Quar-talsberichte erstellt die Ed. Züblin AG wie folgt:• Die Mess- und Berechnungsdaten der Ener-

gieverbräuche und CO2-Emissionen werden in der Projektplattform think project! doku-mentiert und anschließend von Züblin analy-siert, ausgewertet, optimiert und in einem Bericht an den Auftraggeber zur Durchsicht und Freigabe weitergereicht.

Transport Handling

System boundary - example trade: facade * fabrication

glasfabricationAlu-frame

pre-fabrication BRYGHUSfabrication facade-system Project

panel I Copenhagen

fabricationpanel II changing of conveyance

* schematic diagram

System boundary - example trade: structur (conrete in situ) *

miningcourse

fabrication BRYGHUSfabrication concrete in situ Projectcement Copenhagen

miningsand distributor

* schematic diagram

Transport Handling

System boundary - example trade: facade * fabrication

glasfabricationAlu-frame

pre-fabrication BRYGHUSfabrication facade-system Project

panel I Copenhagen

fabricationpanel II changing of conveyance

* schematic diagram

System boundary - example trade: structur (conrete in situ) *

miningcourse

fabrication BRYGHUSfabrication concrete in situ Projectcement Copenhagen

miningsand distributor

* schematic diagram

Systemgrenze: Transport Abwicklung und Erfassung Transport-energien / System boundary: Transport handling and Recording of transport energy

Report: Transport Handling, Energy Efficiency on site or CO2-Emissions of materials/products

Client

review/evaluate review / comment

Subcontractor 1

Subcontractor 2

Subcontractor 3

Subcontractor 4

Report: Choice of environmentally friendly materials/products

Client

review / (comments) review / approve / reject

Subcontractor 1

Subcontractor 2

Subcontractor 3

Subcontractor 4

material declaration

documents

subcontractor ZAS

subcontractor ZAS

reportquarter

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

reportquarter

Temporäre Landgewin-nung / Temporary land reclamation

Berichtswesen / Reporting

Report: Transport Handling, Energy Efficiency on site or CO2-Emissions of materials/products

Client

review/evaluate review / comment

Subcontractor 1

Subcontractor 2

Subcontractor 3

Subcontractor 4

Report: Choice of environmentally friendly materials/products

Client

review / (comments) review / approve / reject

Subcontractor 1

Subcontractor 2

Subcontractor 3

Subcontractor 4

material declaration

documents

subcontractor ZAS

subcontractor ZAS

reportquarter

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

ThinkProject

reportquarter

• Die Materialdeklarationen werden ausschließ-lich in think project! dokumentiert, bewertet und sofort an den Auftraggeber zur Freigabe weitergeleitet. Der aktuelle Bearbeitungs-stand wird quartalsweise über einen gene-rierten Report in think project! eingefroren.

Fazit Das Projekt BRYGHUS hat gezeigt, dass der Konzern gut aufgestellt ist, um auf bauherren-spezifi sche hohe Nachhaltigkeitsanforderungen reagieren zu können. Dieses Projekt ist ein Bei-spiel für die erfolgreiche Integration von prakti-scher Erfahrung und dem Wissen aus ab-geschlossenen Forschungen. Die Erkenntnisse nach Abschluss der Fertigstellung dieses Pro-jektes werden zur kontinuierlichen Weiterent-wicklung im Bereich der Nachhaltigkeit und er-neuerbaren Technologien führen.

AUF EINEN BLICK



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Energiewirtschaft in der Region StuttgartEnergy economy of the Stuttgart region

which are locally available and show high potential. This study developed a database which provides information about the current situation and the prospective strategic planning for energy production of the local authorities. Hence new markets within the energy production sector have been identifi ed and are presented within the framework of this paper.

HintergrundDie Energiewirtschaft ist im Umbruch. Deutsch-land hat sich ehrgeizige Ziele gesteckt, den Anteil fossiler Energieträger wie Kohle, Öl und Gas, aber insbesondere auch den der Kernener-gie deutlich zu reduzieren. Bis zum Jahr 2050 sollen 80 % des Energieverbrauchs durch er-neuerbare Energien gedeckt werden. Gleichzei-tig wird bis dahin eine Verminderung des Primä-renergieverbrauchs um 50 % im Vergleich zum Jahr 2008 angestrebt. Ziel dieser Studie ist es, die Rahmenbedingungen, die Potenziale und die lokalen praktischen Ansätze zur Umsetzung die-ser langfristigen Vorgaben am Beispiel der Region Stuttgart zu untersuchen. Auf dieser Basis können Rückschlüsse auf mögliche Entwicklungsfelder für den STRABAG Konzern gezogen werden.

MethodikWesentlicher Bestandteil war die systematische Erfassung der Situation in der Region Stuttgart im Jahr 2013. Die Erhebungen wurden durch Recherchen der öffentlich zugänglichen Quellen über das Internet und durch Befragungen der Verwaltungen einzelner Landkreise und Ge-meinden durchgeführt.

The industry expects extraordinary changes for the German energy production market. In future, the focus will be on the development of local renewable sources. In addition to the main and already widely known renewable sources for energy production, i.e. water, wind or solar, there are, meanwhile many other sources, for instance biogas, wood, geothermal and sewage,

ErgebnisEin Ergebnis der Studie war, dass sich die Ausgangssituationen im Untersuchungsgebiet stark unterscheiden. Die Zukunftspläne wurden zudem regional sehr unterschiedlich formuliert. Gründe dafür sind die ungleichen Randbedin-gungen zur potenziellen Nutzung von erneuer-baren Quellen, aber auch der politische Wille, die vorhandenen Quellen gezielt zu nutzen und die Nutzung strategisch weiter zu entwickeln. Im Trend liegen neben der vielfach genutzten Solarenergie die Verwendung von Holz und Holz-produkten zur Wärmeenergieerzeugung sowie die Klär- und Biogasnutzung. Langfristig auf Nachhaltigkeit angelegte Projekte setzen auf eine Kombination der vorhandenen natürlichen Ressourcen zur gleichzeitigen Produktion von Strom und Wärme in Verbindung mit einem Nahwärmeversorgungsnetz. Zurückhaltung herrscht in den Gemeinden in vielen Fällen bei der lokalen Nutzung von Erd-wärme aufgrund der in der Region aufgetretenen Schadensfälle durch unsachgemäß ausgeführte Tiefbohrungen. Auch die Windkraftanlagen wer-den zumeist deswegen kritisch gesehen, weil sie das natürliche Landschaftsbild verändern.

AusblickDie Speicherung von Energie ist eines der größten ungelösten Probleme. Derzeit werden Schwankungen der Stromproduktion durch rege-nerative Energiequellen über das Stromnetz – das auch aus Kernenergie und fossilen Brenn-stoffen gespeist wird – ausgeglichen. Regionale Selbstversorgungen werden aus diesem Grund nur untergeordnet möglich sein. Wärmespei-cherung bleibt meist auf den Tagesrhythmus beschränkt. Saisonspeicher fi nden sich aber bereits vereinzelt. Zukunftstrends ergeben sich, neben verstärkter Windkraftnutzung, vor allem auf dem Gebiet der Kopplung von Strom- und Wärmerzeugung in Verbindung mit Nahwärme-netzen. Auch die Bio- und Klärgasnutzung wird aufgrund der vielfach vorhandenen Quellen wei-ter zunehmen. Die Recherchen haben deutlich gemacht, dass eine aktive Teilnahme gerade der lokalen Verwaltungen für das Erreichen der an-gestrebten Ziele und eine klare Strategie und Zielsetzung notwendig sind.

Ziel / Nutzen • Potenziale und Trends bei der Umstellung auf erneuerbare Quellen identifi zeren

Mögliche Anwendung • Erschließung zukünftiger Märkte auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien

Förderung intern


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau (TEE)

Projektleitung Dr. Holger Wahrmund

Bearbeitung Alessandro Costantini

Patente, Publikationen • Costantini, Alessandro: Energiewirtschaft in der Region Stuttgart. Bachelorarbeit. Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin. 2013

Energiewirtschaft in Stuttgart

Stromerzeugung 2013 in MWh/a aus erneuerbaren Quellen in den Landkreisen Böblingen und Ludwigs-burg / Production of electricity in 2013 in MWh/a out of renewable sources in the districts Boblingen and Ludwigsburg (Quelle: EnergyMap, StaLaBW) Solar Wind Wasser Biomasse Klärgas

Böblingen

30.365

0

80.339

158

5.362

Ludwigsburg

84.249

13.780

102.162

133.331

4.065

Nutzung von erneuer-baren Energien in den untersuchten Landkreisen /Usage of renewable energies in the analysed districts

Landes-hauptstadtStuttgart

Böblingen Ludwigs-burg

Rems-Murr-Kreis

Göppingen Esslingen

SolarPhotovoltaik- und Solarthermieanlagen (Betrieb) 26 17 20 17 19 31

Dachfl ächen die Dritten zur Verfügung stehen 18 20 33 22 22 37

WasserWasserkraftwerke (Betrieb) 0 0 3 0 0 4

Wasserkraftwerke (in eigenem Besitz) 1 7 20 18 16 13

Wind Windkraftanlagen 1 1 3 1 4 0

KlärgasKlärgasverstromung in der eigenen Kläranlage 4 8 6 19 2 11

Klärgasverstromung in Gruppen-, Verbands- oderGemeinschaftsklärwerken

0 13 24 7 23 16

BiomasseBiogasanlagen 10 12 22 17 16 17

Heizzentralen mit Holzprodukten 13 18 7 44 15 21

Erdwärme Erdwärme 2 0 8 1 3 2

LandkreiseEigene Energiegewinnung

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Offizielle Begrüßung von John Myers (Gilbane, 2. v. l.) durch den Züblin-Vorstand Klaus Pöllath (1. v. l.), mit Karin Haasis-Straube (HRD) und Konstantinos Kessoudis (ZT, Mentor von John Myers; ganz rechts) /Welcoming John Myers (Gilbane, 2nd on the left) by Züblin-board member Klaus Pöllath (left), with Karin Haasis-Straube (HRD) and Konstantinos Kessoudis (ZT, John Myers´ mentor, on the right)

Wissenstransfer zwischen Gilbane und ZüblinKnowledge transfer between Gilbane and Zueblin

Joe Claussen (Gilbane, Mitte) mit Jens Staiger (links) und Simon Jagenow (rechts), beide Direktion Stuttgart / Joe Claussen (Gilbane, centre) with Jens Staiger (left) and Simon Jagenow (right), both from the Stuttgart branch

Rahmen eines Personalaustauschprogramms die Gelegenheit, die Organisation und Arbeits-weise beim Kooperationspartner und im Gast-land kennenzulernen, um bei vorgesehenen Angebotsbearbeitungen und im Auftragsfall bei der Projektabwicklung besser zusammenarbei-ten zu können. Der Aufenthalt beim Partnerun-ternehmen ist vorerst auf drei Monate angelegt, Verlängerungen sind jedoch möglich. Bisher haben je drei deutsche und zwei amerikanische Kollegen am Austauschprogramm teilgenom-men.Gilbane ist ein in fünfter Generation geführtes Familienunternehmen im Baubereich aus den USA mit über 60 Niederlassungen. Das Unter-nehmen wurde 1873 in Providence, Rhode Island, USA gegründet. Die rund 2.500 Mitarbei-terinnen und Mitarbeiter erwirtschaften pro Jahr einen Umsatz von rund drei Milliarden U.S. Dollar. Die Geschäftsbereiche des Unterneh-mens umfassen Managementleistungen in den Bereichen Schlüsselfertigbau (mit dem Schwer-

A joint venture for the new United States Military Hospital project in Ramstein has been established between Gilbane Building Company from the United States of America (U.S.) and the Ed. Zueblin AG from Germany. In order to increase the competitiveness of the bid, a novel approach for enhancing the collaborative aspects has been initiated. In August 2012 the management board members of both companies signed an agreement for a personal exchange program between the employees of both companies. This provided the opportunity to get to know the partner’s company culture, key capabilities and workflow. The aim of this program is to improve the collaboration and eliminate possible discrepancies in the early stages of the project, so that there will be a smooth work flow during the tendering and of course after the possible contract award. Since January 2013 three German and two American civil engineers have participated in this exchange program and have collectively gained insight and experience in each other’s organisation and country. The main benefits of this program will be evident when the project tendering phase starts in 2015.

HintergrundIn Vorbereitung auf den Wettbewerb um den Neubau eines amerikanischen Militärkranken-hauses in Ramstein startete die deutsche Ed. Züblin AG eine einzigartige Kooperation mit der amerikanischen Bauunternehmung Gilbane Building Company. Mitarbeiterinnen und Mitar-beiter aus beiden Unternehmen erhalten im

punkt Healthcare- und Federal-Projekte), Pro-jektsteuerung, Projektentwicklung und Um-zugslogistikdienstleistungen. Die beiden am Austauschprogramm beteiligten Züblin-Organisationseinheiten sind die Zentrale Technik (5D-Planung) sowie die Direktion Stutt-gart.

Stand der ArbeitenDer Empfang des ersten amerikanischen Bau- ingenieurs im Januar 2013 markierte den Start des Austauschprogramms. Der Mitarbeiter aus den Vereinigten Staaten wurde unter anderem auf dem Großprojekt „MILANEO“ der Direktion Stuttgart eingesetzt und hat dort die Organi- sation und Abwicklung einer Großbaustelle im Züblin teamconcept kennengelernt. Inzwischen war auch schon der zweite Mitarbeiter aus den Vereinigten Staaten seit Januar 2014 bei der deutschen 5D-Gruppe.Der erste deutsche Teilnehmer am Austausch-programm war im Frühjahr 2013 ein Mitarbeiter aus der 5D-Planung der Zentrale Technik. Auf-grund der gleichen (Software-) Werkzeuge und

der gleichen Herangehensweise an BIM konnte dieser bereits ab dem dritten Tag im 5D-Team in den USA produktiv mitarbeiten. In Boston, Miami, Phoenix, Athens und Denver hat er bei der Mitarbeit an realen Projekten sowie bei der Teilnahme an Konferenzen und Tagungen wert-volle Erfahrungen gesammelt. Im Anschluss waren auch zwei Mitarbeiter aus der Direktion Stuttgart jeweils für mehrere Wochen bei Gilbane in den USA.

AusblickAuf beiden Seiten findet ein wöchentlicher Aus-tausch via Online-Konferenzen mit den Betreu-ern statt, es erfolgen aber auch Berichte in regelmäßigen Blogbeiträgen im STRANET sowie in einer Videozusammenfassung. Der Aus-tausch zwischen Züblin und Gilbane bietet den Beteiligten einen einmaligen Einblick in die Arbeitskultur und Vorgehensweise des Joint- Venture-Partners. Dies wird in der zukünftigen Zusammenarbeit ganz sicher von großem Nut-zen sein.

Ziel / Nutzen • Kennenlernen der jeweils anderen Organisation, Arbeitsweise und Art der Projektumsetzung • Entwicklung eines interkulturellen Verständnisses und Verbesserung der Sprachkenntnisse

Mögliche Anwendung • Großprojekte US-amerikanischer Bauherren (beispielsweise US-Militärhospital in Ramstein) mit deutsch-amerikanischer Zusammenarbeit

Förderung intern

Schirmherr Klaus Pöllath

Partner Gilbane Inc., Providence, Rhode Island, USA


Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Baubetrieb (5D-Planung); UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart EP (Ed. Züblin AG)

Projektleitung Peter Steinhagen, Karin Haasis-Straube

Bearbeitung bei Züblin: Nikolas Früh, Simon Jagenow, Konstantinos Kessoudis, Roland Wiehl, Sven Winklerbei Gilbane: Joe Claussen, John Myers, Jeff Schramm

Patente, Publikationen • Informationsblog im STRANET (Züblin Gilbane Employee Exchange - Blog)• teams – Artikel, Ausgabe 2014-1

Züblin - Gilbane MitarbeiteraustauschAUF EINEN BLICK

Empfang von Nikolas Früh (Züblin, Mitte) bei Jeff Schramm, Senior Vice President, Gilbane (links) und Thomas F. Gilbane Jr., CEO Gilbane (rechts) /Welcoming Nikolas Früh (Züblin, centre) by Jeff Schramm, Senior Vice President, Gilbane (left) and Thomas F. Gilbane Jr., CEO Gilbane (right)

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FuE+I Projekte 2013RD+I Projects in 2013

Beton für elektrostatisch ableitfähige BodenplattenConcrete for electrostatic conductible floor slabs

Bestimmung der reaktiven Oberfläche von Gesteinskörnungen bezüglich Alkali-Aggregat-Reaktionen Determining the responsive surfaces of composites in regard to alkali-aggregate reactions

Wirksamkeit und Reaktivität von Hüttensand als BetonzusatzstoffEffectiveness and reactivity of blast furnace slag as concrete additive

Einfluss von Sand auf die Druckfestigkeit in hydraulisch gebundenen Tragschichten Influence of sand on the compressive strength of hydraulically bound sub-bases

Beurteilung der Frostbeständigkeit von Gesteinskörnungen – Einfluss bituminöser BindungAssessing the frost resistance of aggregates – the impact of bituminous binders

Frostsicherheit von Recyclingmaterial – Evaluierung von SchnellversuchenFrost susceptibility of recycling material – evaluation of rapid tests

Griffigkeitsprognose für Asphaltmischgut – Einfluss der TexturPrognosis of skid resistance for asphalt

Entwicklung eines robusten Polypropylen-Faserbetons für TunnelbauprojekteDevelopment of a robust polypropylene fibre concrete for tunnel construction projects

Konzept zur Qualitätssicherung beim Einbau von Faserbetonen am Bauvorhaben BühltunnelQuality-assurance-concept for casting fibre concrete at the Bühltunnel project

Pumpbarkeit hochfester BetonePumpability of high performance concretes

Hochstandfeste Asphaltdeckschicht DAsphalt® D HS High stable asphalt wearing course mix DAsphalt® D HS

Maximale Zugabemenge von Asphaltgranulat im Asphaltmischgut – MaximalrecyclingMaximum added amount of asphalt granulat in asphalt mixtures – Maximalrecycling

TPA – GmA/GmB Produktoptimierung und MarkteinführungTPA – GmA/GmB product optimisation and launch

Anwendung von Asphaltgranulat in Asphaltmischungen hergestellt aus normalen Asphalt sowie mit Polygum AsphaltApplication of asphalt granulate in asphalt mixes produced using normal asphalt type as well as using polygum asphalt – functional research

Eigenschaften von hochfestem Asphaltbeton (HSMAC) mit verschiedenen Bindemitteln und modifizierenden Zusatzstoffen Functional properties of high stiffness modulus asphalt concrete (HSMAC) with various binders and modifing additives

Bestimmung der Haftung zwischen Aggregat und Bitumen nach PN-EN 12697-11:2012Determination of adhesion between aggregate and bitumen according to PN-EN 12697-11:2012

Vergleich verschiedener Methoden zur Abschätzung der Steinstaubqualität (SE, MB, IP) als Entscheidungsgrundlage für Zuschlagstoffe für Asphaltmischungen und SauberkeitsschichtenComparison of different methods used for estimation of stone dust quality (SE, MB, IP) as factors deciding about application of aggregate forasphalt mixes and subbases

Auswirkungen der Modifizierung der Betonzusammensetzung auf die Parameter Biege-, Spaltzug- und Druckfestigkeit von Asphaltdecken und deren Beziehung zueinanderRelationship between flexural, tensile splitting strength and compressive strength of pavements concrete and the impact of modifing the concrete composition on these parameters

Mechanistische Planung von Mischbauweisen im Asphaltbau mit STRABAPHALTMechanistical design of pavement composite pavements with STRABAPHALT

Vergleich von mit in Polen erhältlichen Bindemittel verbesserter Bodenparameter Comparison of soil parameters improved by binders available in Poland

Analyse der Leistungsparameters von MA-Deckschichten auf orthotropen Platten von BrückenbauwerkenAnalysis of performance paramenters of MA wearing course on orthotropic plate bridge structures

Potenzial von Flugasche als Füllstoff für AsphaltmischungenPotential of fly ash application as a filler for asphalt mixes

Einsatz eines alternativen Bindemittel-Stabilisators für heiße AsphaltmischungenUse of an alternative binder stabilizer for hot asphalt mixes

Modifizierte Bindemittel für Kleinmaßnahmen (PmB 10/40-65 und SmB)Modified binders for small projects


Medienresistenter Asphalt für Industrieflächen, WHG Flächen und JGS-AnlagenMedia-resistant asphalt for industrial surfaces WHG surfaces and JGS systems

Lärmreduzierung durch Gummigranulat und optimierter Oberflächentextur von GussasphaltdeckschichtenNoise reduction by using rubber granules and an optimised surface texture of mastic asphalt layers

Leistungs-AsphaltPerformance Asphalt

Einfluss von Haftmitteln auf die Nutzungsdauer verschiedener AsphaltbefestigungenInfluence of adhesives on the life-cycle of various asphalt pavements

Bitumenqualität am Markt durch neue Methoden erfassenNew methods to measure bitumen quality on the market

Untersuchung der Verwendung rechnerischer Ansätze und einfacher Feldversuche zur Ermittlung der Wasserdurchlässigkeiten bei ungebunden TragschichtenInvestigating the usability of computational approaches and simple field tests to determine the water permeability in unbound support layers

Einsatz von Rückgewinnungsfüller aus der Gesteinskörnungs- und Asphaltproduktion im ErdbauUsing recoverd filler from the rock grit and asphalt production in earthworks

SonderbauSpecial construction

Faserbewerter BetonFiber-reinforced concrete

Waschbeton CZ – Anpassung der Technologie an die nationalen RechtsverhältnisseExposed Aggregate Concrete CZ – adjusting the technology in accordance with national legal standards

Verbesserung der Einsatzmöglichkeiten konzerneigener Lagerstätten im Betonstraßenbau durch Optimierung der Betonzusammensetzung hinsichtlich AKRImproving the usability of in-house deposits für concrete road works optimizing the concrete composition with respect to AKR

Zulassung Weichgel in BerlinApproval soft gel

Projekte der TPA-BTI: / TPA projects: 1. Qualitätsprüfung und Lenkung / Quality check and guidance

1.1 Betontechnologie International / Concrete engineering international 1.2 Qualitätssicherung Sichtbeton / Quality insurance face concrete 1.3 Leitfaden Betoneigenüberwachung / Guidline international control of concrete 1.4 Sonderthemen / Kleinprojekte/ Special issues / small projects 1.5 Qualitätssteuerung Transportbeton / Quality control in the production of ready-mix concrete 1.6 Qualitätssicherung bei massigen Bodenplatten / Quality insurance in massive base-plates

2. Betontechnologie allgemein / General concrete technology2.1 Zementgebundene Sonderbaustoffe / Cementious special building materials 2.2 Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) / Alkali silica reaction (ASR) 2.3 Sandprüfungen / Sand testings 2.4 Nachhaltigkeit im Betonbau / Sustainibility in concrete constructions 2.5 Betone mit hohem Chlorideindringwiderstand / Concrete with high resistance for chloride

3. Sonderbaustoffe für den Tief- und Tunnelbau / Special materials earthworks, foundation engineering and tunnelling 3.1 Spritzbetonoptimierung / Optimisation of shotcrete 3.2 Stabile Betone für den Spezialtiefbau / Robust concrete for ground engineering works

4. Beton für Weiße Wanne / Massenbeton / Waterproof concrete basement structure / mass concrete4.1 Wirksamkeit Zusatzstoffe / Efficiency of additives 4.2 DCA-Messungen / DCA measures

5. Numerische Verfahren / Numerical methods for concrete technology5.1 Erarbeitung interner Anwendungsregeln für Cobet / Working out of application rules for Cobet-Software 5.2 FEM-Simulation instationärer Temperatur- und Spannungsfelder / FEM-simulations of unsteady temperatures and stress fields 5.3 Probabilistische Lebensdauerberechnungen / Service Life Design

6. Zerstörungsfreie Prüfmethoden / Non-destructive test procedures6.1 Monitoring des Werkstoffverhaltens / Monitoring of material performance

7. Bauwerkserhaltung / Construction maintenance7.1 Zementgebundene Baustoffe in der Bauwerkserhaltung / Cement based construction materials for repair or rehabilitation works 7.2 Elektrochemische Verfahren in der Bauwerkserhaltung / Electrochemical methods for repair or rehabilitation works

Betontechnologie International – diverse Themen / Concrete technology – miscellaneous issues


Fertiger-Terminal: Automatisierte Erfassung der IST-Situation beim AsphalteinbauFinisher-Terminal: Automated recording of the during situation in asphalt paving

LEAN Construction Asphalt Methode in Polen erfolgreich etabliertLEAN Construction Asphalt Method successfully implemented in Poland

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RFID-Technologie im Bauwesen RFID-Technology in construction

Personaleinsatzplanung am Beispiel des Wiener Hauptbahnhofs Staff planning – example of Vienna Central Station

RFID Fertiger-TerminalRFID Finisher-Terminal

STP Telematik PortalSTP Telematics Portal

Hybriddecke LenoLeno hybrid ceiling

Leno-BrandschutzwandLeno fire protection wall

Leno-SchallschutzwandLeno noise reduction wall

Pilotprojekt Zuffenhausen und WeiterePilot project Zuffenhausen and others

UHPC: FassadenelementeUHPC: Facade elements



Prestressed reinforced soil (PRSi) – experimental backgroundVorgespannte bewehrte Erde – Experimenteller Hintergrund

Seismische Bemessung von StützbauwerkenSeismic design of retaining structures

Dynamische Berechnung von AnpralllastenDynamic analysis of impact loads

Neues in der Absenktunnel-Technik News in the field of immersed tunnel engineering

Untersuchungen zum Tragverhalten von Pfählen unter zyklisch axialen EinwirkungenInvestigations on the geotechnical behaviour of piles under cyclic axial loading

Pfahlgründungen in Erdbebengebieten und GeothermiePile foundations in seismic zones and geothermal energy

Entwicklung BohrsondeDevelopment of a drilling probe

Entwicklung PolyamidDevelopment of polyamide

NiederdruckinjektionLow-pressure grouting

Bodenmechanische Beurteilung von Niederdruckinjektionen im LockergesteinEvaluation methods for grouts in soils

TU Projekt NiederdruckinjektionTU Project low-pressure grouting

Biosealing Biosealing

Abdichtungsmaßnahme von Dämmen – Biosealing AltenwörthSealing of damns – Biosealing

Erkundungstechnologie für Offshore-Schwerkraftfundamente – CPTSoil investigation technologies for offshore gravity base foundations – CPT

Validierung eines bodenmechanischen Modells für zyklisch beanspruchte Flachgründungen – ValinoValidation of soil-mechanical model for cyclically loaded gravity base foundations – Valino

VALINO 2013VALINO 2013

Entwicklung einer Holzbalken-Beton-Verbund-Decke unter Verwendung einer Stahlbeton FertigteilplatteDevelopment of a high-performance hybrid floor system composed of timber and a prefabricated concrete slab

Die Züblin-Erdbebenstütze – eine Lösung für duktile StahlbetonstrukturenZüblin-Earthquake Column – a solution for ductile reinforced-concrete-structures

Zonenbewehrte WändeZone-reinforced walls

Entwicklung Züblin HolzbausystemeDevelopment of Züblin Timber Construction Systems

VerkieselungSilicification


Energetische Bemessung von Doppelfassaden: CFD-Tool GebäudehülleEnergy design of double facades: CFD-Tool building envelope

Bestimmung und Bewertung der Schalllängsleitungskenngrößen von FassadenelementenDetermination and evaluation of longitudinal sound transfer through building surface constructions

Testbetrieb des Hochdrucklüftungssystems – HDLS Test run of the high-pressure ventilation system

Auswertung eines Demonstrationsgebäudes hinsichtlich Energieeffizienz und Nutzerkomfort – REG IIEvaluation of an demonstration building regarding energy effiziency and user comfort – REG II

Integration von größenvariabler Photovoltaik in Gebäudehüllen – Construct PVCustomised photovoltaic modules for building envelopes – Construct PV

Prozesssicherer automatisierter Straßenbau – PAST: Status quo und Ausblick Process reliable automated road construction – PAST: Status quo and outlook

Abdichtungssysteme der STRABAG und ihre AnwendungsmöglichkeitenSealing systems of STRABAG and their application possibilities

In situ Validierung der innovativen Asphalttragschicht – DAsphalt® 22 TSIn situ validation of the innovative asphalt base course – DAsphalt® 22 TS

Instandhaltung lässt sich verbessern – ZOEAB+ For a better maintenance – ZOEAB+

Überwachung der von STRABAG hergestellten Asphaltdecken auf AutobahnenMonitoring of motorways pavement structures constructed by STRABAG

Deckenschlüsse im Straßenbahngleisbau – QualitätssicherungDamaged road surfaces in tramway track construction – quality check


Einsatz von Flugrobotern im VermessungswesenApplication of unmanned aerial vehicles (UAV) for surveying works

Easy-OBU: Ein einfacher Ansatz um Satelliten-Signalausfälle zu überbrückenEasy-OBU: A simple approach to cover satellite malfunctions

Smart Construction Site – erste AnwendungSmart Construction Site – first application

Ein kollaboratives ganzheitliches Planungslabor für energieeffiziente und in die Umgebung integrierte Bauwerke − eeEmbeddedA collaborative holistic design laboratory for energy-efficient embedded Buildings − eeEmbedded

Intelligente und autonome Umgebungen, Maschinen, und Prozesse zur Realisierung von cleveren Straßenbauprojekten – SmartSiteIntelligent and autonomous environments, machinery and processes to realise smart road construction projects – SmartSite

Modellbasierte und durchgängige Projektbearbeitung im SpezialtiefbauModel-based and holistic project work in ground engineering

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3D-Planungstool für Lärmschutzwände - Phase 23D-design tool for noise barriers – Phase 2

Beschaffungsprozessoptimierung – Konzeptentwicklung mittels modellorientierter ArbeitsweisenOptimising procurement process – Concept development via a model based working approach

Informationssystem zum Strukturmonitoring und Erhaltungsmanagement von Brücken – IB-ISEBAn information management system for structural monitoring and maintenance of bridges

Monitoring des realen Grades der Ermüdungsschädigung in Betonstrukturen – MOSESMonitoring the actual degree of fatigue of concrete structures – MOSES

Produktkatalog Umweltrisiken DGNB / LEED / BNBProduct catalogue environmental risks DGNB / LEED / BNB

Planung der Planung: web-basiertes PlanmanagementWeb-based design management software

Bauen mit unser aller Wissen – Erfolgsfaktor ZusammenarbeitBuilding using all our knowledge – Collaboration as a success factor

Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Überwachung sicherheitsrelevanter Bauwerke – AURISAutomated risk and information system for structural analysis and monitoring of security relevant buildings – AURIS

Automatisierte Informationsgewinnung und Schutz kritischer Infrastruktur im Katastrophenfall – AISISAutomated generation of information and protection of critical infrastructures in the event of disaster – AISIS

5D-Mengen in der ArchitekturBIM-based BoQ in architecture

RIB iTWORIB iTWO

Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – AUTOBAULOGAutonomous control systems for construction site logistics

Datenbankbasiertes Mängel-Management-Modul – M3Database for failure and damage management – M3

Bauen mit RFIDBuilding using RFID

Gas-Gas-WärmetauscherGas gas heat exchanger – GGHX

Highdust GridHigh-dust grid

Green Energy StorageGreen Energy Storage

Z-Box – eMobile Ladestation aus HolzZ-Box – eMobile timber charging station

Das BRYGHUS-Projekt: Umsetzung bauherrenspezifischer Nachhaltigkeitsziele auf der Baustelle in KopenhagenBRYGHUS Copenhagen: The implementation of client-specific sustainability objectives at a construction site

Energiewirtschaft in der Region StuttgartEnergy economy of the Stuttgart region

Konzernweite Öko- und CO2-BilanzierungCorporate life-cycle-analysis and CO2-footprinting

Ökobilanz OWEALife-cycle assessment of offshore-wind-foundation

RIB iTWO ÖkoRIB iTWO Eco

Dezentrale WasserkonzepteDecentralised water concepts

Innovatives Turmkonzept für WEAInnovative tower concept for wind energy facilities

Masten für WindkraftMasts for wind power

ADELE Adiabated compressed air energy storage for electrical supply – ADELE

Verbundprojekt Engineeringvorhaben für die Errichtung der ersten Demonstrationsanlage zur adiabaten Druckluftspeichertechnik: Teilvorhaben Wärmespeicher – ADELE-INGRelated project engineering project for the installation of the fi rst demonstration site of the adiabatic compressed air energy storage: sub-project thermal energy storage – ADELE-Engr.

Numerischer Wellenkanal zur Auslegung und Optimierung von MeeresströmungskraftwerkenNumerical wave channel for the design and optimisation of tidal power plants

Beton-Hochtemperaturspeicher für Kraftwerke mit solarer Direktverdampfung – ITESHigh-temperature concrete storage module for parabolic solar power plants – ITES

EnergietübbingEnergy Segment Lining



Wissenstransfer zwischen Gilbane und ZüblinKnowledge transfer between Gilbane and Zueblin

Anforderungen aus der Stadtentwicklung an die Baubranche – MorgenstadtRequirements for the construction industry from urban development – The city of tomorrow

ENCORD MitgliedschaftENCORD membership

Netzwerk Europäische Bauforschung EU-BauforschungEuropean network for Research and Development in construction

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Hochschul-Abschlussarbeiten 2013 / 14University / College Theses 2013 / 2014

Autor / Autorin Hochschule Begleitende Unternehmenseinheit

Ermittlung und Vergleich rheologischer Bitumenkennwerte vor und nach der Bindemittelalterung mit dem dynamischen Scherrheometer

Julia Holler Universität Siegen –Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: DE Nord / International /RU

Influence of the concrete additives on the temporal evolution of the chloride migration coefficient in the Project: STEP LS 01 & LS 02 in Abu Dhabi (U.A.E)

Souhaila Salwa Zayani

Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft –Baumanagement undBaubetrieb

ZB TPA 04: DE Süd / CH

Untersuchung von Trennrissen in WU-Bauteilen unter Zwang

Vida Jovic Hochschule für angewandteWissenschaften München – Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: DE Süd / CH

Bestimmung der Kornform und Korngrößenverteilung nach unterschiedlichen Methoden

Markus Dietachmayr

Montanuniversität Leoben – Department mineral resources and petroleum engineering

UB Baustoffe 6V: Stein / Kies AT /HU / HR / Balkan RS




Die baubegleitende Dokumentation eines gestörten Bauablaufes vor dem Hintergrund der aktuellen Rechtssprechung am Beispiel einer Hochbaubaustelle

Susanne Baumann

Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg –Bauingenieurwesen

UB H+I Deutschland / BNL 2F: Bayern / Systembau DN

Wirtschaftlicher Vergleich von Beleuchtungsanlagen in Schulen, auch unter Berücksichtigung der Betriebskomponente von PPP-Projekten

Felix Wenzel Hochschule Biberach –Architektur und Gebäudeklimatik


Analyse eines Baupartnerschaftsmodells am Beispiel „STRABAG teamconcept“

Andreas Herzog Fachhochschule Joanneum Graz – Baumanagement und Ingenieurbau

ZB Zentrale Technik: Schlüsselfertigbau

LEAN Construction in Deutschland am Beispiel einesschlüsselfertigen Verwaltungsgebäudes

Markus Fußer Technische Universität Bergakademie Freiberg – Wirtschaftswissenschaften

UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart EP

Kundenbindung im Bauunternehmen am Beispiel der Ed. Züblin AG, Direktion Bayern / Systembau

Matthias Florchinger

Hochschule Biberach –Bauingenieurwesen undProjektmanagement


Der trockene Innenausbau Carolin Friedrich Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bau-physik und Wirtschaft


Bewertung und Vergleich von Stahlfaser- und Walzbetonbodenplatten im Industriebodenbau

Armin Goss Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg –Bauingenieurwesen


Die Auswirkungen von Bauablaufstörungen auf die Logistik und die finanziellen Folgen am Bauvorhaben ABS Oldenburg Wilhelmshaven

Fridolin Schmidt Duale Hochschule Baden-Württemberg Mosbach –Technik Bauwesen


Studie zur Ermittlung der Prüfkosten in der Ausführungsphase durch die Anwendung des Prüfverfahrens „Zeitaufnahme“

Vanessa Johnson Hochschule für angewandte Wissenschaften München – Bauingenieurwesen



Vermeidung von Schäden bei der Planung und Ausführung von Parkhäusern

Valerie Vogel Technische Universität München – Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt


Untersuchung von Bauablaufstörungen bei dem Bauvorhaben „Seniorenwohnzentrum Stumpfwiese“ in Unterhaching

Christoph Oetjengerdes

Jade Hochschule Wilhelms-haven / Oldenburg / Elsfleth – Management und Engineering im Bauwesen


Entwicklung eines Konzeptes zur effektiven Ermittlung der Kundenzufriedenheit

Mathias Müller Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen


Potenzialanalyse im C-Teile-Management eines Baumaschinen-Reparaturbetriebes

Jonas Polster Fachhochschule Salzburg – Sozial- und Wirtschafts-wissenschaften

ZB BMTI 01: Stabsbereich Unternehmensentwicklung

Entwicklung eines Verfahrens zur Nachkalkulation von Kleinstprojekten bei Rahmenverträgen im petrochemischen Rohrleitungsbau

Aykut Jahn Hochschule Osnabrück – Baubetriebswirtschaft

UB VWB Deutschland 6H: Nordwest DC

Ausgestaltung des EU-Rechts in Deutschland und denNiederlanden in Bezug auf die Vergabe von Bauleistungen

Dennis Evers Jade Hochschule Wilhelms-haven / Oldenburg / Elsfleth – Management und Engineering im Bauwesen


Modernisierung der Vorfertigung im Anlagenbau der Firma STRABAG AG Osterwald

Lars Knue Jade Hochschule Wilhelms-haven / Oldenburg / Elsfleth –Maschinenbau mit Fachrich-tung Produktionstechnik


Marktstrategische Analyse einer Bauunternehmung im Bereich Straßen- und Tiefbau

Anna Sander Fachhochschule Münster –Bauingenieurwesen, Vertiefung Baubetrieb


Auswirkungen der Stoffpreisgleitklausel auf dieVergütung bei längerfristigen Straßenbaumaßnahmen

Fawad Tuhki Hochschule Ostwestfalen-Lippe – Bauingenieurwesen


Havariemanagement von Fernwärme-Leitungen am Beispiel der Fernwärme-Sanierung am Skandinavienkai 15, 18147 Rostock

Danilo Tetzlaff Hochschule Wismar –Bauingenieurwesen

UB VWB Deutschland 6H: Berlin Brandenburg / Mecklenburg-Vorpommern DB

LEAN-Methodik Asphalteinbau Autobahnkreuz Rostock A19 / A20

Stefan Simon Hochschule Wismar –Bauingenieurwesen


Technische Nachkalkulation von Kanalbauarbeiten am Beispiel des Bauvorhabens Klinken

Wiebke Berning Hochschule Wismar –Bauingenieurwesen


Probleme und Möglichkeiten bei der Nachkalkulation am Beispiel eines Bauvorhabens im Straßenbau

Dennes Müller Hochschule Wismar –Bauingenieurwesen


Leitfaden für die STRABAG AG zur Vorbereitung und Ausführung von Straßen- und Tiefbauleistungen amBeispiel der „OD Grevesmühlen, Umverlegung der L02“

Felix Böhm Hochschule Wismar –Bauingenieurwesen


Einsatz des Bauarbeitsschlüssels als Instrument für ein zeitnahes Baustellencontrolling im Straßen- und Tiefbau

Tobias Bernhardt

Technische Universität Dresden – Bauingenieurwesen

UB VWB Deutschland 6H: Sachsen DG

Risikoaggregation bei der Ed. Züblin AG – Konzeption und Entwicklung eines Lastenheftes zur Implementierung eines Risikobewertungssystems für die Bauausführung von Hochbauprojekten

Matthias Badura Fachhochschule Münster –Technische Betriebswirt-schaft

ZB Zentrale Technik 30: Baubetrieb

Planung, Mengenermittlung, Kalkulation, Bauablaufplanung und Controlling mit der 5D-BIM Technologie gemäß ÖNORM A2063

Hrvoje Petrovic Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig – Bauingenieurwesen

ZB Zentrale Technik 30: Baubetrieb

Building Information Modelling / Vereinfachte Preis- und Mengenermittlung durch computergesteuerte Programme am Beispiel von Natursteinfassaden

Farsad Tawakol Universität Duisburg /Essen – Bauingenieurwesen

ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau

Möglichkeiten und Grenzen einer CAD-gestützten Massenermittlung in der TGA-Kalkulation und deren Verknüpfung zu einer datenbankbasierten Ausschreibungssoftware

Michael Schweizer

Hochschule Esslingen –Gebäude-Energie und Umwelttechnik


LEAN-Management im Schlüsselfertigbau mit Schwerpunkt Gebäudetechnik

Christof Krueger Hochschule für angewandte Wissenschaften München – Bauingenieurwesen


Die modellorientierte Ausschreibung und Vergabe in der Fassadentechnik

Björn Blocher Fachhochschule Rosenheim in Kooperation mit ift Rosenheim – Gebäudetechnik



Verzeichnis / Index

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Entwurf einer Behelfsbrücke aus ultrahochfestem Beton(UHFB)

ArnaudPavis d'Escurac

Technische Universität Dresden – Bauingenieurwesen

ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau

Erdbebensichere Stahlbetonstütze mit hochfestem Betonstahl im Hochhausbau

Adam Varga Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen – Bauingenieurwesen


Optimierung einer Stahlhalle für die Produktion von Tunnelelementen

Tim Ritscher Technische Universität Hamburg-Harburg – Bauwesen


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Bewertung beziehungsweise Bestimmung der Schalllängsleitungskenngrößen von Fassadenelementen

Jasmin Eppil Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bau-physik und Wirtschaft


Baubetrieblicher Vergleich einer P/R- und einer Elementfassade anhand eines aktuellen Projekts

Jonas Buck Hochschule Biberach –Bauingenieurwesen und Projektmanagement


Lufttechnische Messungen der Deckenelemente mit integriertem Induktionsteil (Lüften / Heizen / Kühlen)

Christoff Glatthaar

Fachhochschule Köln –Bauingenieurwesen und Umwelttechnik


Planprüfung in der TGA, Erstellung eines anwendungsorientierten Leitfadens zur umfänglichen und inhaltlichen Planprüfung

Nikolas Kalok Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Druckbelüftungsanlagen für Sicherheitstreppenräume Thomas Lersch Hochschule Trier – Fachbereich BLV


Inbetriebnahme-Konzept Kältetechnik / Rückkühltechnik Sebastian Schmieg

Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Dezentrale Warmwasserbereitung – Anwendung und Bewertung von Frischwasserstationen

Robin Machauer Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik



Entwicklung eines bahnspezifi schen Modells zur Kurz-, Mittel- und Langfristplanung der Gesamtkapazität

René Schneider Duale Hochschule Baden-Württemberg Mosbach –Technik Bauwesen

UB VWB SOE / Bahnbau 6B: Bahnbau DE IL





Einsatz von Flugrobotern im Vermessungswesen am Beispiel der MAV Lünen GmbH mit dem Schwerpunkt der Mengenberechnung und Genauigkeitsanalyse

Julia Lier Fachhochschule Köln –Bauingenieurwesen und Umwelttechnik

UB VWB Deutschland 6H: Großprojekte Nordwest DJ

designPH – Anwendung und Bewertung der 3D-Dateneingabe für PHPP 8

Julian Schlachter Hochschule Biberach –Bauingenieurwesen undProjektmanagement



Implementierung von Nachhaltigkeitsaspekten in die Unternehmensstruktur von Bauunternehmen unter besonderer Berücksichtigung von Möglichkeiten, Praktikabilität und Nutzenstiftung

Mona Tilleke Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Detmold – Bauingenieurwesen


Vergleich der Bestandszertifi zierungssysteme DGNB, LEED, breeam

Gabriela Guillen-Perez

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen


Energiewirtschaft in der Region Stuttgart Alessandro Costantini

Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin – Ingenieurwissenschaften II

ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau

Implementierung eines Blockheizkraftwerkes in ein bestehendes Energieverbundnetz mittels Analyse und Abgleich der Verbrauchs- und Erzeugungsstrukturen in Kombination mit weiteren Anlagentechnologien

André Ihlenfeld Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Durchführung einer geordneten Inbetriebnahme-Phase am Beispiel eines Niedrigstenergiegebäudes

Danny Bark Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Passivhausstandard – Anforderungen an die Kalkulation der TGA in einem Generalunternehmen

Simon Pfl aum Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Gebäude live! – Implementierung eines live Monitorings- und Energieverrechnungsystems in ein EnOB Demonstrator-Gebäude

Stefan Rimsberger

Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie und Umwelttechnik


Statische und dynamische Berechnungsverfahren zur Auslegung von hybriden und adiabten Kühlsystemen

Janek Böhm Hochschule Augsburg – Architektur und Bauwesen


Korrekte Positionierung und automatische Abfrage von Energiezählern in der TGA

Simon Mack Technische Fachschule Tochtermann Stuttgart






Berechnungen von Stützbauwerken unter Erdbebenbeanspruchung

Mutlu Tuba Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bau-physik und Wirtschaft


Bemessung von Baugrubenaussteifungen im Stahlbau nach EC 3 am Beispiel des Bauvorhabens Upper Eastside Berlin

Philipp Nichterwitz

Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin – Ingenieurwissenschaften II


Berücksichtigung des Lastfalls Brand bei der Bemessung von Tunnelbauwerken

Aymar Mambo Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bau-physik und Wirtschaft


Gründungskonzepte und deren geotechnische Nachweise für eine Strömungsleitwand

Richard Seyrich Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen, Bau-physik und Wirtschaft

ZB Zentrale Technik 30:Tief- und Tunnelbau

Verzeichnis / Index

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AnsprechpartnerForschung, Entwicklung und Innovation − FuE+IContact PersonsResearch, Development and Innovation – RD+I

SE-Vorstand Dr. Peter Krammer [email protected]

Entwicklung & Innovation Dr. Norbert Pralle [email protected] • [email protected]

Dr. Rainer Bareiß [email protected] • [email protected]

Patente Dr. Stefan Brosig [email protected]

Alexandra Staab [email protected]

5D-Planung Konstantinos Kessoudis [email protected]

Alexander Blickle [email protected]

Energiemanagement Michael Glöckler [email protected]

Erneuerbare Energien Dr. Holger Wahrmund [email protected]

Nachhaltiges Bauen Ulrich Schweig [email protected]

Konstruktiver Ingenieurbau Dr. Hubert Bachmann [email protected]

Konstruktiver Ingenieurbau - Wien Eugen Bindek [email protected]

Ökobilanzierung Bettina Luik [email protected]

Schlüsselfertiges Bauen - Wien Dieter Wilken [email protected]

Fassade Robert Hecker [email protected]

Technische Gebäudeausrüstung Holger Sack [email protected]

Technische Gebäudeausrüstung - Wien Klaus Unger [email protected]

Tiefbau und Geotechnik Siegfried Nagelsdiek [email protected]

Tiefbau und Geotechnik - Wien Jens Hoffmann [email protected]

Tunnelbau Christoph Niklasch [email protected]

Optimierung Logistik / STRASco Dr. Gerhard Höfinger [email protected]

Innovationsmanagement Dr. Norbert Simmleit (Leitung) [email protected]

Asphalttechnologie Dr. Pahirangan Sivapatham [email protected]

Betontechnologie Dr. Marcus Walz [email protected]

Prozessautomatisierter Straßenbau Martin Muschalla [email protected]

Abdichtungstechnologien Sonderbau Thomas Sikinger [email protected]

Qualitätssicherung Österreich Maximilian Weixlbaum [email protected]

Qualitätssicherung Polen Dr. Igor Ruttmar [email protected]

Bau Prozess Management - LEAN Logistics und LEAN Construction

Dr. Michael Ott [email protected]

Energiemanagement-System - IQM Walter Theisen [email protected]

Maschinentechnische Entwicklung Michael Hennrich [email protected]

Bau Prozess Management - Total Productive Maintenance

Alfons Trautner [email protected]

Spezialtiefbau IQM-Koordination Alexander Rostert [email protected]

Spezialtiefbau Kompetenzteam G - Innovation Wolfgang Hornich [email protected]

Holzbau Bernhard Specht [email protected]

Andreas Offele [email protected]

TPA - Gesellschaft zur Optimierung von technischen Prozessen, Arbeitssicherheit und Qualität

BMTI Baumaschinen-technik International

European Network of ConstructionCompanies for Research &Development (ENCORD)

STRABAG Offshore Wind Timo Mayer [email protected]

Human Resources Development Dr. Günter Senoner [email protected]

Softwareentwicklung Matthias Steinbach [email protected]

Kostenrechnung Uwe Wedam [email protected]

Thomas Geßler [email protected]

Engineering - R & D Dr. Hannes Stratil [email protected]

Council Members Dr. Rainer Bareiß [email protected]

Dr. Norbert Pralle [email protected]

BRVZ - Bau-, Rechen-und Verwaltungszentrum


Impressum

Konzeption, RedaktionZentrale Technik, Entwicklung & InnovationEnnis Daniel, Dr. Selim Tugra Demir, Maria Petrou, Verena von Pommer Esche, Dr. Norbert Pralle, Mascha Reineck, Alexandra Staab

DruckDruckerei Mack GmbH, Siemensstraße 15, 71101 Schönaich

Gestaltung, GraphikZentrale Technik, 5D-PlanungJörg Endrich

Auflage2.500

Diese Konzernbroschüre ist auf umweltfreundlichem Bilderdruckpapier BVS gedruckt, das nach den Regeln des Forest Stewardship Council (FSC) zertifiziert ist.

Forschung, Entwicklung & Innovation bei STRABAGResearch, development & innovation at STRABAG

At STRABAG the ZT (Central Technical Division) and TPA (Optimising Technical Processes, Health & Safety, and Quality) are in charge of planning and conducting research and development projects. Both report directly to the CEO.

750 highly qualified employees at 21 locations provide services in the areas of tunnelling, civil and structural engineering, and turnkey construction along the entire construction process: from the early acquisition stage and bid processing to execution planning and site management. ZT develops innovative solutions with regard to construction materials technology, construction management, building physics, and software solutions.

TPA is the competence centre for quality management and materials related research and development. Its main tasks include ensuring the quality of the construction materials, structures and services as well as the safety of the processes, and developing and reviewing standards for the handling and processing of construction materials. LEAN management is a pillar for the efficient planning of supply and production chains. TPA has 900 employees at 130 locations in more than 20 countries, making it one of Europe’s largest private laboratory companies.

Federführend bei der Planung und Durchfüh- rung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten innerhalb der STRABAG Gruppe sind die Zent-ralbereiche Zentrale Technik (ZT) und die Gesell-schaft zur Optimierung von Technischen Pro-zessen, Arbeitssicherheit und Qualität (TPA), die dem Vorstandsvorsitzenden unterstehen.

Mit 750 hoch qualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an 21 Standorten erbringt die ZT Leistungen für den Tief- und den Tunnelbau, den konstruktiven Ingenieurbau und den Schlüssel- fertigbau entlang des gesamten Bauprozesses: Von der frühen Akquisitionsphase über die Ange- botsbearbeitung und die Ausführungsplanung bis hin zur Fachbauleitung bietet die ZT innovative Lösungen u. a. zu Baustofftechnologie, Baube-trieb und -physik sowie Software-Lösungen an.

Die TPA ist das Kompetenzzentrum der STRABAG Gruppe für Qualitätsmanagement und baustoff-technische Forschung und Entwicklung. Zu den Hauptaufgaben zählen die Sicherstellung der Qualität der Baustoffe, Bauwerke und Dienst-leistungen und der Sicherheit der Prozesse so-wie die Entwicklung und Prüfung von Standards für die Be- und Verarbeitung von Baustoffen und -materialien. Zusätzlich kommt mit dem LEAN Management die Kompetenz für die effizi-ente Planung von Liefer- und Produktionsketten hinzu. Die TPA beschäftigt rund 900 Mitarbei- terinnen und Mitarbeiter an 130 Standorten in mehr als 20 Ländern und ist damit eine der größten privaten Laborgesellschaften Europas.

BMTIBaumaschinentechnik International GmbHSTRABAG AG, Siegburger Str. 24150679 Köln, Deutschlandwww.strabag.com

BRVZBau-, Rechen- und Verwaltungszentrum GmbHSTRABAG AG, Siegburger Str. 24150679 Köln, Deutschlandwww.strabag.com

TPA GmbHGesellschaft zur Optimierung von Technischen Prozessen, Arbeitssicherheit und QualitätSTRABAG AG, Polgarstraße 301220 Wien, Österreichwww.strabag.com

Zentrale TechnikEd. Züblin AG, Albstadtweg 370567 Stuttgart, Deutschlandwww.zentrale-technik.com

Innovat on 2013/14

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