Der Beitrag beschäftigt sich mit dem Handscanner ZEB-REVO der Firma GeoSLAM. Es werden die Handhabung der Hardware im untertägigen Einsatz und die Weiterverarbeitung der Punktwolken für Anwendungen im Bergbau näher betrachtet. Die Notwendigkeit der Referenzierung der Punktwolken und eine Möglichkeit diese umzusetzen, werden dargelegt. Über den Vergleich der Daten mit Punktwolken von terrestrischen Laserscannern der Firma Riegl in der Software RiScanPro werden Genauigkeitsuntersuchungen angestellt, die dem Anwender die Grenzen des Systems aufzeigen. Schließlich führen die angestellten Untersuchungen zu einer kritischen Bewertung des Systems. / This contribution addresses practical aspects, abilities and limitations in using the ZEBREVO hand-held scanner from GeoSLAM for underground mine mapping. Besides mapping activities, also post-processing of generated point clouds and requirements for georeferencing are discussed. An accuracy assessment is presented by the means of a point cloud comparison, generated by a terrestrial laser scanner from Riegl. Results demonstrate the technical ability and also the limitations of the system ZEB-REVO. Concluding, a critical evaluation of the system is presented.

Das Institut für Markscheidewesen und Geodäsie der TU Bergakademie Freiberg beschäftigt sich bereits seit vielen Jahren mit der Analyse und dem Monitoring der vertikalen Bodenbewegungen im ehemaligen Steinkohlerevier Oelsnitz/Erzgebirge. Aktuelle Bestrebungen gehen dahin, die Potentiale der Radarinterferometrie zur Detektion vertikaler Bodenbewegungen bestmöglich auszunutzen um zukünftig, im Vergleich zu Nivellement Messungen in großen zeitlichen Abständen, auch zeitlich besser aufgelöste Aussagen zur Bewegungsdynamik zu erhalten. Nach einer grundsätzlichen Darstellung des Ablaufs einer PSI-Analyse unter Nutzung weitgehend freier Softwarelösungen, werden am Beispiel des Oelsnitzer Reviers verschiedene aus der Anwendung des Verfahrens resultierende praktische Fragestellungen analysiert. / The Institute for Mine Surveying and Geodesy of the TU Bergakademie Freiberg has been working for many years on the analysis and monitoring of vertical ground movements in the former coal mine area Oelsnitz/Erzgebirge. Recent efforts are aimed at making the best possible use of the potentials of radar interferometry for the detection of these vertical ground movements. In the future, for example, it would be possible to obtain temporally better-resolved statements on the dynamics of ground movements in comparison to levelling measurements at long time intervals. After a general presentation of the workflow of a PSI analysis using widely free software solutions, various practical questions resulting from the application of the method are analyzed using the example of the former mining area Oelsnitz/Erzgebirge.

Die universelle Verwendung von Holz wurde durch die Entwicklung moderner lignozellulosefreier Werkstoffe in den letzten Jahrzehnten zurückgedrängt. Anisotropie und Inhomogenität, geringe Dauerhaftigkeit und große Streuung prägen die ingenieurtechnische Wahrnehmung von Holz. Mit der Einführung und Adaption neuer Technologien zur Verarbeitung von Holz wurden materialspezifische Nachteile verringert und definierte, kontinuierlich reproduzierbare Eigenschaften umsetzbar. Trotzdem werden heute im Wesentlichen zwei Verarbeitungsverfahren für Holz genutzt: Schneiden und Kleben. In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren zur Umformung nach DIN 8582 untersucht: die thermo-hygro mechanische Verdichtung mit anschließendem Gesenkbiegen und Tiefziehen. Der Schwerpunkt der durchgeführten Untersuchungen lag auf der Ausrichtung der Holzfaser senkrecht zur Umformung und stützte sich folgerichtig auf die Patente DE 102 24 721 „Formteil aus Holz und Verfahren zu seiner Herstellung“ und DE 502 08 785 „Profil aus Holz und Verfahren zu seiner Herstellung“, deren Hauptmerkmal die Verdichtung und Umformung unter Nutzung der Rückerinnerung für technische Formholzelemente darstellt. In der Arbeit wurden somit die Rohdichteverteilung und das Spannungs-Dehnungs-Verhalten während der Verdichtung, Rückerinnerung und Umformung untersucht. Einen breiten Raum nahmen die Ermittlung der Materialkennwerte von Pappel (Populus sp.), Kiefer (Pinus silvestris L.), Balsa (Ochroma boliviana R.), Buche (Fagus sylvatica L.) und Linde (Tilia sp.) hinsichtlich der Querzugfestig- und Steifigkeit ein. Es erfolgten Messungen zum Verdichtungsverhalten und zur Rückerinnerung von Kleinprobekörpern sowie die Untersuchung von uni- und biaxial verdichteten Platten bezüglich der eingebrachten Verformung in Betrag und Verteilung. Es wurde eine Wichtung der Einflußgrößen Holzfeuchtigkeit, Temperatur, Jahrringlage und Holzart vorgenommen. In der Auswertung wurden Möglichkeiten zur Manipulation einzelner Parameter betrachtet. Die Erfassung der neutralen Faser, sowie der Zug- und Druckzonen am beanspruchten Probekörper lies Rückschlüsse auf das Materialverhalten bei der Umformung zu. Für die Berechnung der Probekörpergeometrie wurde ein Dehnungsverhältnis (Zug/Druck) von 70% zu 30% zu Grunde gelegt. Im zweiten Teil der Arbeit wurden die technologischen Parameter beim Übergang vom Labormaßstab zur industriellen Anwendung, unter besonderer Beachtung der praktischen Aspekte der Herstellung von nachformbaren Massivholzplatten, beschrieben. Die Rasterfeldanalyse (GSA-Grid Strain Analysis) ermöglichte eine Abschätzung der Umformungsgrenzen von biaxial verdichteten Hirnholzplatten und deren Bewertung in einem FLD (Forming Limit Diagram). Es wurden Zug- und Tiefungsversuche in Anlehnung an Nakajiama (DIN EN ISO 12004-2) zur Charakterisierung der 3D-Formbarkeit, der Bestimmung des Umformgrades phi und der Versagensgrenzen zur fehlerfreien Herstellung eines Ellipsoidenelementes aus biaxial verdichteten Hirnholzelementen durchgeführt. Die Materialdehnungen betrugen mehr als 25%. Im Ergebnis der technologischen Umsetzung wurden 18 großformatige, uniaxial verdichtete Massivholzplatten im Gesenkbiegeverfahren zu Profilen mit 300mm Durchmesser und 3m Länge für eine Windkraftanlage hergestellt.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungs- und Formelverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Gegenstand und Zielsetzung der Arbeit 1.2 Struktur und Lösungsweg 2 Stand der Wissenschaft und Technik 2.1.1 Materialgrundlagen 2.1.2 Anatomie des Holzes 2.1.3 Chemie des Holzes 2.1.4 Physik des Holzes 2.1.4.1 Dichteeinfluß 2.1.4.2 Feuchtigkeitseinfluß 2.1.4.3 Temperatureinfluß 2.1.4.4 Temperatur-Feuchtigkeits-Einfluß auf den Glasübergang (Tg) 2.1.4.5 Einfluß der Porosität 2.2 Holzmodifikation 2.2.1 Umformverfahren 2.2.2 Holzumformung 2.2.2.1 Umformung längs zur Faserrichtung 2.2.2.2 Umformung quer zur Faserrichtung 2.2.2.3 Umformung von porösen Material 3 Eigene Versuche: Material, Methoden und Verfahren 3.1 Vorgehen und Arbeitsschritte 3.2 Materialien 3.2.1 Holz 3.2.1.1 Allgemein 3.2.1.2 Kleinproben 3.2.1.3 Großproben 3.2.1.4 Plattenherstellung 3.2.2 Thermo-hygro-mechanische Umformung (THMU) von Holz 3.2.2.1 Plastifizieren 3.2.2.2 Verdichtung (thermo-mechanisch) 3.2.2.3 Umformung (thermo-hygro mechanisch) 3.2.2.4 Fixierung 3.2.3 Textile Strukturen 3.2.4 Klebstoffe 3.2.4.1 Druckscherversuche DIN EN 386 3.2.4.2 Biegeversuche quer zur Faser in Anlehnung an DIN 52186 (1978) 3.2.4.3 Delaminierungsversuche (DIN EN 391) uniaxial verdichteter Platten 3.2.4.4 Delaminierungsversuche biaxial verdichteter Hirnholzplatten 3.3 Verfahren der Verdichtung und Umformung 3.3.1 Verdichtung 3.3.1.1 Vorrichtungen 3.3.1.2 Prozeß 3.3.1.3 Einflußparameter auf die Verdichtung 3.3.2 Umformung - Technologie 3.4 Methode 3.4.1 Rohdichtebestimmung nach DIN 52182 3.4.2 Feuchtigkeitsbestimmung nach DIN 52183 3.4.3 Temperaturbestimmung 3.4.4 Querzugversuch nach DIN EN 408 3.4.5 Quelldruckversuch 3.4.6 Verdichtung (Compression set) und Rückerinnerung (Recovery set) 3.4.7 Bestimmung der Lage der neutralen Faser 3.4.8 Tiefungsversuch in Anlehnung an DIN ISO 20482 4 Ergebnisse 4.1 Rohdichtemessung 4.2 Quelldruck 4.3 Querzug 4.4 Verdichtung und Rückerinnerung von Kleinproben 4.4.1 Uniaxiale Umformung 4.4.2 Diskussion 4.4.3 Biaxiale Verformung 4.4.4 Diskussion 4.5 Rückerinnerung und Umformung von Plattenprobekörpern 4.5.1 Prüfung ausgewählter Klebstoffeigenschaften an verdichteten Platten 4.5.1.1 Betrachtungen zur Klebstoffauswahl 4.5.1.2 Druckscherversuche nach DIN EN 386 4.5.1.3 Biegeversuche quer zur Faser in Anlehnung an DIN EN 310 (1993) 4.5.1.4 Delaminierungsversuche mit unidirektional verdichteten Platten 4.5.1.5 Delaminierungsversuche mit bidirektional verdichteten Platten 4.5.1.6 Diskussion 4.5.2 Umformung von verdichteten Platten 4.5.2.1 Bestimmung neutrale Faser 4.5.2.2 Einfluss des Verdichtungsgrades 4.5.2.3 Einfluss der Plattendicke 4.5.2.4 Diskussion 4.5.2.5 Uniaxiale Umformung großformatiger Platten 4.5.2.6 Biaxiale Umformung großformatiger Platten 4.5.2.7 Diskussion 5 Zusammenfassung und Ausblick 6 Literaturverzeichnis 7 Anhang / Over the last decades, the general use of wood was displaced by the development of non-lingo-cellulosic materials. Today’s engineering perception of wood is characterized by anisotropy and inhomogeneity, low durability, and large variance. The implementation and adaption of new technologies in wood processing reduced specific disadvantages in material and designs and allowed to achieve continuously reproducible properties. Despite these advances, today two main processing methods are used for wood: sawing and gluing. In the presented work, a forming process has been investigated according to DIN 8582: thermo-hydro mechanical densification with press brake bending and deep drawing. The key aspect of this studies was focused on the wood fiber direction perpendicular to the bending line. It was based on the patents DE 102 24 721 „ Wood Profile and Method of the Production of the Same” and DE 502 08 785 „Wood Profile and Process of the Production of the Same”. The major interest was determined by densification and forming of wood structure profiles utilizing recovery. In the presented study, density distribution and stress-strain behavior was analyzed during densification, recovery, and forming process. A major part of the work was the evaluation of material properties of poplar (Populus sp.), pine (Pinus silvestris L.), balsa (Ochroma boliviana R.), beech (Fagus sylvatica L.) and lime (Tilia sp.) regarding their strength and stiffness. Furthermore, tests were performed evaluating the imposed plastic deformations with regard to amount and distribution on small test cubes (60 by 60 by 50 mm³) and uni- and biaxial densified boards. Parameters like wood moisture, temperature, annual ring direction and wood species as well as a description of the different impact on the forming results were assessed. The analysis of neutral axis as well as the tension- and compression zones on the tested specimens allowed for conclusions on the wood behavior during the forming process. The calculation of specimens geometry was made with the strain relationship (tension / compression) of 70 to 30 percent. The technological parameters were described by up-scaling from laboratory to industrial application with special focus on the practical aspects of producing moldable end-grain boards. The grid strain analysis (GSA) enabled an estimation of forming limits on biaxial densified end grain boards in an FLD (forming limit diagram). Tension and deep drawing tests according to Nakajiama (DIN EN ISO 12004-2) were carried out to characterize the 3D-moldability, to determine the degree of deformation and the failure limit by producing ellipsoid elements on biaxial densified end grain boards. A material strain of more than 25% was achieved. Using press brake bending, 18 wood profiles were manufactured with a diameter of 300mm and a length of 3000mm. The implementation of described wood profiles using uniaxial densified large boards was deployed in a wind power plant.:Inhaltsverzeichnis Abkürzungs- und Formelverzeichnis 1 Einleitung 1.1 Gegenstand und Zielsetzung der Arbeit 1.2 Struktur und Lösungsweg 2 Stand der Wissenschaft und Technik 2.1.1 Materialgrundlagen 2.1.2 Anatomie des Holzes 2.1.3 Chemie des Holzes 2.1.4 Physik des Holzes 2.1.4.1 Dichteeinfluß 2.1.4.2 Feuchtigkeitseinfluß 2.1.4.3 Temperatureinfluß 2.1.4.4 Temperatur-Feuchtigkeits-Einfluß auf den Glasübergang (Tg) 2.1.4.5 Einfluß der Porosität 2.2 Holzmodifikation 2.2.1 Umformverfahren 2.2.2 Holzumformung 2.2.2.1 Umformung längs zur Faserrichtung 2.2.2.2 Umformung quer zur Faserrichtung 2.2.2.3 Umformung von porösen Material 3 Eigene Versuche: Material, Methoden und Verfahren 3.1 Vorgehen und Arbeitsschritte 3.2 Materialien 3.2.1 Holz 3.2.1.1 Allgemein 3.2.1.2 Kleinproben 3.2.1.3 Großproben 3.2.1.4 Plattenherstellung 3.2.2 Thermo-hygro-mechanische Umformung (THMU) von Holz 3.2.2.1 Plastifizieren 3.2.2.2 Verdichtung (thermo-mechanisch) 3.2.2.3 Umformung (thermo-hygro mechanisch) 3.2.2.4 Fixierung 3.2.3 Textile Strukturen 3.2.4 Klebstoffe 3.2.4.1 Druckscherversuche DIN EN 386 3.2.4.2 Biegeversuche quer zur Faser in Anlehnung an DIN 52186 (1978) 3.2.4.3 Delaminierungsversuche (DIN EN 391) uniaxial verdichteter Platten 3.2.4.4 Delaminierungsversuche biaxial verdichteter Hirnholzplatten 3.3 Verfahren der Verdichtung und Umformung 3.3.1 Verdichtung 3.3.1.1 Vorrichtungen 3.3.1.2 Prozeß 3.3.1.3 Einflußparameter auf die Verdichtung 3.3.2 Umformung - Technologie 3.4 Methode 3.4.1 Rohdichtebestimmung nach DIN 52182 3.4.2 Feuchtigkeitsbestimmung nach DIN 52183 3.4.3 Temperaturbestimmung 3.4.4 Querzugversuch nach DIN EN 408 3.4.5 Quelldruckversuch 3.4.6 Verdichtung (Compression set) und Rückerinnerung (Recovery set) 3.4.7 Bestimmung der Lage der neutralen Faser 3.4.8 Tiefungsversuch in Anlehnung an DIN ISO 20482 4 Ergebnisse 4.1 Rohdichtemessung 4.2 Quelldruck 4.3 Querzug 4.4 Verdichtung und Rückerinnerung von Kleinproben 4.4.1 Uniaxiale Umformung 4.4.2 Diskussion 4.4.3 Biaxiale Verformung 4.4.4 Diskussion 4.5 Rückerinnerung und Umformung von Plattenprobekörpern 4.5.1 Prüfung ausgewählter Klebstoffeigenschaften an verdichteten Platten 4.5.1.1 Betrachtungen zur Klebstoffauswahl 4.5.1.2 Druckscherversuche nach DIN EN 386 4.5.1.3 Biegeversuche quer zur Faser in Anlehnung an DIN EN 310 (1993) 4.5.1.4 Delaminierungsversuche mit unidirektional verdichteten Platten 4.5.1.5 Delaminierungsversuche mit bidirektional verdichteten Platten 4.5.1.6 Diskussion 4.5.2 Umformung von verdichteten Platten 4.5.2.1 Bestimmung neutrale Faser 4.5.2.2 Einfluss des Verdichtungsgrades 4.5.2.3 Einfluss der Plattendicke 4.5.2.4 Diskussion 4.5.2.5 Uniaxiale Umformung großformatiger Platten 4.5.2.6 Biaxiale Umformung großformatiger Platten 4.5.2.7 Diskussion 5 Zusammenfassung und Ausblick 6 Literaturverzeichnis 7 Anhang

In dieser Arbeit wurde eine 110 m weit spannende Netzwerkbogenbrücke für eingleisigen Eisenbahnverkehr unter Lastmodell (LM) 71, auf Basis der Forschungsergebnisse Teichs entworfen und nach den Vorgaben der DIN EN 1990, 1991 und 1993 bemessen. Im Rahmen des Entwurfs wurde eine Variantenuntersuchung durchgeführt. Ferner wurde ein Montagekonzept erstellt.

Der Baufortschritt in Deutschland und global betrachtet ist immens. Es werden jedoch nicht nur Neubauwerke errichtet, sondern auch immer mehr Tragstrukturen erhalten. Die Gründe dafür können vielfältig sein. Um jedoch Bauwerke nachträglich zu verstärken, müssen die Tragmechanismen des Verstärkungsmaterials gut erforscht und verstanden sein, bevor es auf dem Markt angewendet werden kann. In dieser Arbeit sind Versuche zur Beschreibung des Torsionstragverhaltens carbonbetonverstärkter Plattenbalken durchgeführt worden. Es wird zunächst in gebotener Kürze der Stand des Wissens zusammengefasst. Anschließend werden das Versuchsprogramm und die Probekörper inklusive der Materialkennwerte vorgestellt. Neben einer ausführlichen Beschreibung der Torsionsmomenten-Verwindungs-Beziehungen, der Dehnungsverteilungen im Zustand I und Zustand II sowie den Rissabständen und Risswinkeln wird eine Möglichkeit gezeigt, das einwirkende Torsionsmoment anhand der gemessenen Materialkennwerte zum Betrachtungszeitpunkt bei erreichter Maximallast zu bestimmen und somit Informationen über die vorhandene Kräfteverteilung der Druck- bzw. Zugstreben zu erhalten. Die durchgeführten Versuche stellen nur einen Bruchteil der notwendigen Untersuchungen dar, um das Tragverhalten von carbonbetonverstärkten Bauteilen auf Torsionsbeanspruchung beispielsweise in einer Richtlinie zu regeln. Sie bieten jedoch einen Anfang. Es wäre interessant zu erfahren, ob bei Plattenbalken mit abweichender Geometrie ein vergleichbares Tragverhalten beobachtet werden kann. Zudem wäre ausführlich die Verankerungsmöglichkeit der Carbonbewehrung im Torsionsfall zu untersuchen, da mit den momentan verfügbaren Bewehrungsmatten bei Plattenbalken teilweise nur bündige Stöße möglich sind. Trotz dieser konstruktiven Mängel ist dennoch eine Tragfähigkeitssteigerung möglich, die nicht nur mit der aufgebrachten Feinbetonschicht zu erklären ist.:Inhaltsverzeichnis ........................................................................................................................... I Symbolverzeichnis ........................................................................................................................ III Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................. VII Tabellenverzeichnis ...................................................................................................................... XI 1 Einleitung ................................................................................................................................. 1 1.1 Ausgangslage ................................................................................................................... 1 1.2 Zielsetzung und Aufbau der Arbeit ................................................................................ 3 1.3 Abgrenzung ...................................................................................................................... 3 2 Stand des Wissens................................................................................................................... 5 2.1 Stahl- und Carbonbeton im Überblick ........................................................................... 5 2.1.1 Die Anfänge in Deutschland .................................................................................... 5 2.1.2 Werkstoffverhalten des Betons und der Stahl- und Carbonbewehrung ............ 9 2.1.3 Verbund- und Tragverhalten von Stahl- und Carbonbeton ............................... 13 2.2 Torsion ........................................................................................................................... 17 2.2.1 Durchgeführte Untersuchungen seit 2011 .......................................................... 17 2.2.2 Tragverhalten von torsionsbeanspruchten Stahlbetonbauteilen ..................... 19 2.2.3 Berechnungsmodelle zur Bestimmung der Torsionstragfähigkeit .................... 21 3 Versuchsprogramm .............................................................................................................. 33 3.1 Torsionsbeanspruchte Plattenbalken ......................................................................... 33 3.2 Kleinteilige Standardtests ............................................................................................. 34 4 Probekörper........................................................................................................................... 37 4.1 Eigenschaften und Abmessungen ............................................................................... 37 4.1.1 Plattenbalken für Torsionsversuche .................................................................... 37 4.1.2 Kritik am Versuchskörper ...................................................................................... 39 4.2 Materialien ..................................................................................................................... 40 4.2.1 Beton- und Stahlkennwerte – Plattenbalken ....................................................... 40 4.2.2 Carbonbewehrung ................................................................................................. 40 4.3 Herstellung .................................................................................................................... 41 4.3.1 Plattenbalken für Torsionsversuche .................................................................... 41 4.3.2 Bauteilverstärkung ................................................................................................. 42 4.4 Routine- und Begleitprobekörper ................................................................................ 42 5 Experimentelle Untersuchungen ......................................................................................... 45 5.1 Variante I des Torsionsversuchsstandes ..................................................................... 45 5.2 Variante II des Torsionsversuchsstandes .................................................................... 47 5.3 Versuchsdurchführung ................................................................................................. 49 5.4 Messtechnik ................................................................................................................... 50 6 Versuchsergebnisse .............................................................................................................. 55 6.1 Routine- und Begleitprobekörper ............................................................................... 55 6.2 Ergebnisse der auf Torsion verstärkten Plattenbalken ............................................. 57 6.2.1 Einleitung einer Vorschädigung in die Plattenbalken ......................................... 57 6.2.2 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Torsions-Verwindung-Verhalten ...... 59 6.2.3 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Dehnungen ε ..................................... 70 6.2.4 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Rissabstände und -winkel ................ 77 6.2.5 Ergebnisse der Plattenbalkenversuche – Torsionssteifigkeit-Verhalten ........... 83 6.3 Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse nach Versagensfall ............................. 84 7 Nachrechnung der Plattenbalkenversuche ........................................................................ 87 7.1 Überprüfung der Ansätze von Schladitz ..................................................................... 87 7.1.1 Berechnung des Erstrissmomentes der Probekörper ........................................ 87 7.1.2 Berechnung des Zustands II der unverstärkten Probekörper nach EC 2 [34] .. 89 7.1.3 Berechnung der Tragfähigkeit der verstärkten Probekörper im Zustand II nach Schladitz [95] ......................................................................................................................... 91 7.1.4 Verwindungen im Zustand I und Zustand II ........................................................ 94 7.2 Erweiterung der Ansätze von Schladitz [95] ............................................................... 97 7.2.1 Nachrechnung des Erstrissmoments eines carbonbetonverstärkten Plattenbalkens ....................................................................................................................... 97 7.2.2 Modifizierten Ansatz im Zustand II .................................................................... 100 7.2.3 Parameterstudie mit der SITgrid 040 Carbonbewehrung nach Ansatz (3) ..... 104 7.2.4 Parameterstudie mit der solidian-Carbonbewehrung nach Ansatz (3) .......... 108 7.2.5 Vergleich und Interpretation der aufgestellten Berechnungen....................... 111 8 Zusammenfassung und Ausblick ....................................................................................... 115 9 Literaturverzeichnis ............................................................................................................ 119 Anhang A – Materialkennwerte ................................................................................................ 127 Anhang B – Bruchbilder der Plattenbalken ............................................................................. 167 Anhang C – Messwerte der experimentellen Untersuchungen ............................................. 183 Anhang D – Vergleich der Berechnungen Ansatz 1 und Ansatz 2 ......................................... 253

Auf der Grundlage der Auswertung von Achslastwägungen auf Bundesautobahnen werden Verfahren zur Bestimmung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf Straßen ohne Achslastwägungen entwickelt und gegenübergestellt. Im Ergebnis stellt sich das Verfahren mit Erhebung des kompletten Fahrzeugtypkollektivs in situ und anschließender Überlagerung der relativen Fahrzeugtyphäufigkeiten mit standardisierten, fahrzeugtypischen Achslastverteilungen als das geeignetste Verfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs ohne verfügbare Achslastdaten heraus.:1 Einleitung 1.1 Ausgangslage 1.2 Problem- und Zielstellung 1.3 Stand von Wissenschaft und Technik, Literaturrecherche 2 Vorgehensweise 3 Datengrundlage 3.1 Datenbestand 3.2 Datenstruktur 3.3 Plausibilitätsanalyse 3.3.1 Allgemeines 3.3.2 Dimensionierungsrelevante Daten 3.3.3 Informationsrelevante Daten 3.3.4 Datenbestand zur Plausibilitätsanalyse 3.3.5 Methodik der Plausibilitätsanalyse 3.3.6 Definition der Plausibilitätskriterien 3.3.7 Implementierung der Plausibilitätskriterien 3.3.8 Berechnungsalgorithmus 3.3.9 Plausibilitätsfilter 3.3.10 Berechnungsergebnisse und Behandlung unplausibler Daten 3.4 Zusammenfassung 4 Datenauswertung 4.1 Zusammensetzung des Schwerverkehrs 4.2 Häufigkeitsverteilung der Achslasten 4.2.1 Datenbasis und statistische Grundlagen 4.2.2 Grafische Auswertung 4.2.3 Beschreibung mittels statistischer Kenngrößen 4.3 Klassifizierung des qualitativen Achslastniveaus 4.4 Zusammenfassung 5 Dimensionierung der Befestigung nach den Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO) 5.1 Allgemeines 5.2 Berechnungsverfahren und Eingangsgrößen 5.2.1 Kriterium Frostsicherheit 5.2.2 Kriterium Tragfähigkeit 5.3 Bemessungsrelevante Beanspruchung und Bauklasse 5.3.1 Gegenüberstellung der Berechnungsergebnisse 5.3.2 Achszahlfaktor 5.3.3 Mittlerer Lastkollektivquotient 5.3.4 Auswirkungen auf die Bauklasse und den Befestigungsaufbau 5.4 Festlegung des Schichtenaufbaus 5.4.1 Schichtenaufbau nach den RStO 01 5.4.2 Schichtenaufbau nach den RStO 12 6 Dimensionierung der Befestigung nach den Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflächen mit Asphaltdeckschicht (RDO Asphalt 09) 6.1 Allgemeines 6.2 Berechnungsverfahren und Eingangsgrößen 6.3 Angewandtes Programmsystem zur rechnerischen Dimensionierung 64 6.4 Dimensionierungsberechnungen 6.4.1 Zielstellung 6.4.2 Variation der Achslastklassenbreite 6.4.3 Variation der Achslastverteilung 6.4.3.1 Allgemeines 6.4.3.2 Achslastverteilung auf der Grundlage von Messdaten am Messquerschnitt 6.4.3.3 Achslastverteilung auf der Grundlage standardisierter BAB-Typen 6.4.3.4 Achslastverteilung auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 6.4.3.5 Achslastverteilung auf der Grundlage klassifizierter Fahrzeugtypgruppen 6.4.3.6 Gegenüberstellung der Achslastverteilungen 6.4.3.7 Berechnungsergebnisse 6.4.4 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen für die Praxis 7 Ersatzverfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs 7.1 Allgemeines 7.2 Prinzip der Ersatzverfahren zur Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs 7.3 Ersatzverfahren E1 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage des gesamten Fahrzeugtypkollektivs 7.4 Ersatzverfahren E2 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 7.5 Ersatzverfahren E3 - Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage von Fahrzeugtypgruppen 7.6 Ersatzverfahren E4 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage der aktualisierten Achslastverteilungen nach den RDO Asphalt 09 7.7 Statistisches Vergleichsverfahren 7.7.1 Allgemeines 7.7.2 Angewandtes statistisches Verfahren 7.7.3 Methodisches Vorgehen 7.8 Standardachslastverteilungen der Fahrzeugtypen nach den TLS 2012 7.9 Praktische Anwendung der Ersatzverfahren 7.9.1 Stichproben im nachgeordneten Straßennetz 7.9.2 Standardachslastverteilungen für Fahrzeugtypen außerhalb der TLS 2012 sowie für Fahrzeugtypen außerhalb der Standardverteilungen 7.9.3 Anwendung des Ersatzverfahrens E1 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage des gesamten Fahrzeugtypkollektivs 7.9.4 Anwendung des Ersatzverfahrens E2 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage eines reduzierten Fahrzeugtypkollektivs 7.9.5 Anwendung des Ersatzverfahrens E3 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage von Fahrzeugtypgruppen 7.9.6 Anwendung des Ersatzverfahrens E4 – Ermittlung des dimensionierungsrelevanten Achslastkollektivs auf der Grundlage der aktualisierten Achslastverteilungen nach den RDO Asphalt 09 7.9.7 Vergleich der dimensionierungsrelevanten Achslastkollektive nach den Ersatzverfahren E1 bis E4 7.9.8 Dimensionierungsberechnungen 7.9.8.1 Dimensionierung des Oberbaus nach den RStO 12 7.9.8.2 Dimensionierung des Oberbaus nach den RDO Asphalt 09 7.9.8.3 Gegenüberstellung der Ergebnisse der Dimensionierung des Oberbaus 7.9.8.4 Bewertung der Ersatzverfahren 8 Zusammenfassung und Ausblick Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen Literaturverzeichnis Anlagenverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

With the ongoing development of building information modelling (BIM) towards a comprehensive coverage of all construction project information in a semantically explicit way, visual representations became decoupled from the building information models. While traditional construction drawings implicitly contained the visual representation besides the information, nowadays they are generated on the fly, hard-coded in software applications dedicated to other tasks such as analysis, simulation, structural design or communication. Due to the abstract nature of information models and the increasing amount of digital information captured during construction projects, visual representations are essential for humans in order to access the information, to understand it, and to engage with it. At the same time digital media open up the new field of interactive visualizations. The full potential of BIM can only be unlocked with customized task-specific visualizations, with engineers and architects actively involved in the design and development process of these visualizations. The visualizations must be reusable and reliably reproducible during communication processes. Further, to support creative problem solving, it must be possible to modify and refine them. This thesis aims at reconnecting building information models and their visual representations: on a theoretic level, on the level of methods and in terms of tool support. First, the research seeks to improve the knowledge about visualization generation in conjunction with current BIM developments such as the multimodel. The approach is based on the reference model of the visualization pipeline and addresses structural as well as quantitative aspects of the visualization generation. Second, based on the theoretic foundation, a method is derived to construct visual representations from given visualization specifications. To this end, the idea of a domain-specific language (DSL) is employed. Finally, a software prototype proofs the concept. Using the visualization framework, visual representations can be generated from a specific building information model and a specific visualization description. / Mit der fortschreitenden Entwicklung des Building Information Modelling (BIM) hin zu einer umfassenden Erfassung aller Bauprojektinformationen in einer semantisch expliziten Weise werden Visualisierungen von den Gebäudeinformationen entkoppelt. Während traditionelle Architektur- und Bauzeichnungen die visuellen Reprä̈sentationen implizit als Träger der Informationen enthalten, werden sie heute on-the-fly generiert. Die Details ihrer Generierung sind festgeschrieben in Softwareanwendungen, welche eigentlich für andere Aufgaben wie Analyse, Simulation, Entwurf oder Kommunikation ausgelegt sind. Angesichts der abstrakten Natur von Informationsmodellen und der steigenden Menge digitaler Informationen, die im Verlauf von Bauprojekten erfasst werden, sind visuelle Repräsentationen essentiell, um sich die Information erschließen, sie verstehen, durchdringen und mit ihnen arbeiten zu können. Gleichzeitig entwickelt sich durch die digitalen Medien eine neues Feld der interaktiven Visualisierungen. Das volle Potential von BIM kann nur mit angepassten aufgabenspezifischen Visualisierungen erschlossen werden, bei denen Ingenieur*innen und Architekt*innen aktiv in den Entwurf und die Entwicklung dieser Visualisierungen einbezogen werden. Die Visualisierungen müssen wiederverwendbar sein und in Kommunikationsprozessen zuverlässig reproduziert werden können. Außerdem muss es möglich sein, Visualisierungen zu modifizieren und neu zu definieren, um das kreative Problemlösen zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Gebäudemodelle und ihre visuellen Repräsentationen wieder zu verbinden: auf der theoretischen Ebene, auf der Ebene der Methoden und hinsichtlich der unterstützenden Werkzeuge. Auf der theoretischen Ebene trägt die Arbeit zunächst dazu bei, das Wissen um die Erstellung von Visualisierungen im Kontext von Bauprojekten zu erweitern. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Referenzmodell der Visualisierungspipeline und geht dabei sowohl auf strukturelle als auch auf quantitative Aspekte des Visualisierungsprozesses ein. Zweitens wird eine Methode entwickelt, die visuelle Repräsentationen auf Basis gegebener Visualisierungsspezifikationen generieren kann. Schließlich belegt ein Softwareprototyp die Realisierbarkeit des Konzepts. Mit dem entwickelten Framework können visuelle Repräsentationen aus jeweils einem spezifischen Gebäudemodell und einer spezifischen Visualisierungsbeschreibung generiert werden.

Diese Dissertation fokussiert auf den Hochduktilen Beton, eine Entwicklung faserverstärkten Feinbetons, mit erheblichem Zugdehnungspotential. In Laborversuchen stellen Dehnwerte von 4 - 5% keine Seltenheit dar. Die praktische Anwendbarkeit dieses Werkstoffs leidet unter einigen Wissenslücken bezüglich der mechanischen Eigenschaften und der Langzeitstabilität. Eine Vielzahl der bisher mit diesem Material geleisteten Forschungsarbeit wurde im Labormaßstab mit Proben unter 40 cm in der längsten Dimension und im Bereich der Faser-Matrix-Interaktion durchgeführt. Bisher ausgeführte großmaßstäbliche Anwendungen beruhen zumeist auf diesen kleinmaßstäblichen Versuchen. Die im Buch beschriebenen experimentellen und theoretischen Arbeiten beleuchten das Feld des zyklischen Materialverhaltens. Bei den Untersuchungen stehen das grundlegende Verständnis des Materialverhaltens und die Beschreibung der Schädigungsmechanismen im Vordergrund. Dazu wurden verschiedene quasi-statische und zyklische Zug-Schwell- als auch Wechselbelastungen am Kompositwerkstoff untersucht. Aufgrund der Vielzahl experimenteller Ergebnisse konnte die Dominanz einzelner Schadmechanismen in Abhängigkeit der Belastung bestimmt werden. Darauf aufbauend konnte das Auftreten der beschriebenen Degradationsmechanismen auch an großmaßstäblichen Prüfkörpern unter zyklischer Belastung nachgewiesen werden und somit ein erster Transferschritt vom Labormaßstab zu praxisrelevanten Abmessungen erfolgen. Zur Vereinheitlichung des gemeinsamen Verständnisses zwischen Numerik und Experiment wurde eine Modellvorstellung basierend auf rheologischen Elementen entwickelt. Diese ermöglichen eine realitätsnahe Beschreibung der Vorgänge rückgeführt auf die physikalischen Prozesse und erleichtern somit die Darstellung des Schädigungsablaufes. Basierend auf dem entwickelten Modell werden maßgebliche Einflussgrößen auf die Schädigung herausgestellt und somit Ansätze für Materialoptimierungen geliefert.

Der Digitale Zwilling Brücke unterstützt den Übergang von einer bisher reaktiven Erhaltung zu einem prädiktiven Lebenszyklusmanagement von Brücken. Damit wird das übergeordnete Ziel verfolgt, eine optimierte Unterstützung der Bauwerksbetreibenden bei der Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit zu leisten. Der digitale Zwilling eines Ingenieurbauwerks kann als ein digitales Abbild eines realen Bauwerks verstanden werden und spiegelt sämtliche Eigenschaften und sein Verhalten anhand verschiedener Modelle über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg. Der digitale Zwilling aktualisiert sich kontinuierlich, um den aktuellen Status des realen Bauwerks sowie die daraus ableitbaren Prognosen möglichst zeitnah darzustellen. Zu diesem Zweck greift er auf große Datenmengen zurück, die u. a. am realen Bauwerk, dem Reallabor, gesammelt werden. Die Umsetzung des digitalen Zwillings für Brückenbauwerke ist aktuell Forschungsgegenstand, die Entwicklung einer Gesamtkonzeption für den Digitalen Zwilling Brücke und einzelner Komponenten steht aktuell im Fokus der BASt-Forschung. Hierbei sind die Anwendung von virtueller und erweiterter Realität in der Bauwerksprüfung, die KI-basierte (teil-)automatisierte Ableitung von Bestandsmodellen, und der Einsatz von KI-Verfahren zur Erkennung von Anomalien Beispiele für die Umsetzung einzelner Komponenten. Ein möglicher Einsatz des digitalen Zwillings kann über verschiedene Anwendungsfälle erfolgen, neben dem Themenbereich Erhaltungsplanung und -durchführung“ sind die Themenbereiche „Betriebsprozesse“ sowie „Strategisches Lebenszyklusmanagement“ von Relevanz. Für den Themenbereich „Erhaltungsplanung und -durchführung“ sind u. a. die Anwendungsfälle „Schadensanalyse“ und „Intervallbezogene Zustandserfassung“ von Bedeutung.

Was mag es mit der Bezeichnung X-Brücke wohl auf sich haben? Mit diesem ungenormten Begriff wurden in der Vergangenheit Bauwerke bezeichnet, auf denen sich verschiedene Verkehrsverbindungen über einem Hindernis niveaugleich kreuzten. Da diese Verkehrskreuzungen in der Draufsicht meist einer X-Form entsprechen, wurde dieser Begriff für diese Besonderheit im Brückenbau verwendet. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die X-Pont in Le Mans über den Fluss Sarthe aus dem Jahre 1896 in Frankreich, auf der sich zwei Straßenbahnlinien X-förmig kreuzen. Diese Brücke wurde, das Datum ist dem Autor nicht bekannt, zerstört. Nicht zerstört, und immer noch zu bewundern, ist eine prinzipiell ähnliche Brücke im Zuge der Staatstraße 132 in Zittau. Hier kreuzen sich X-förmig zwei unterschiedliche Verkehrsarten und zwar eine Straßen- und Gehwegverbindung mit der Eisenbahnstrecke der Zittauer Schmalspurbahn einschließlich der dazu erforderlichen Brückenkonstruktionen niveaugleich mitten über dem Fluss Mandau.