Hochtief (Czechia)

Abstract Die Digitalisierung im Bauwesen schreitet voran, das Thema BIM (Building Information Modeling) ist in aller Munde und viele Unternehmen und Projekte machen erste Erfahrungen mit der digitalen Arbeitsmethode. Die Prozesse im Lebenszyklus einer baulichen Anlage (oder Anwendungsfälle digitaler Methoden) können dann effizient qualitätsvolle Ergebnisse liefern, wenn Daten aus weiteren Quellen wie etwa Terminpläne, Dokumente, digitale Abnahmeformulare oder von verbauten Sensoren miteinander vernetzt werden. Es geht um Transparenz und das Auflösen von Datensilos. Ein Beispiel hierfür ist das übergeordnete Management von vertraglich vereinbarten Kundenanforderungen. Mithilfe von einheitlich strukturierten Datenmodellen werden die Silos von aktuellen und zukünftigen Prozessen überwunden, so wird eine Ende‐zu‐Ende‐Transparenz geschaffen. Damit stehen mehr Daten und Informationen für fundiertere Entscheidungen und ein besseres Risikomanagement zur Verfügung. Zusätzlich ermöglicht ein einheitliches Datenmodell eine Reduzierung von Abhängigkeiten durch die genutzten Softwaresysteme – die Daten‐Interoperabilität kann in verschiedenen Projektszenarien besser gewährleistet werden. Dies hat einen Einfluss auf das Management einzelner Projekte sowie die Vergleichbarkeit und die Steuerung über Projektgrenzen hinweg. Um diesen Mehrwert nutzbar zu machen, braucht es – fernab von technologischen Voraussetzungen – neue Kompetenzen, die datengetriebene Denk‐ und Arbeitsweisen bei allen Stakeholdern eines Projekts vorantreiben. So kann der Weg zu einem echten Digitalen Zwilling in allen Lebenszyklusphasen baulicher Anlagen bereitet werden. Effiziente und fundierte Entscheidungen sind ein Hebel, den Herausforderungen großer Veränderungen in allen Bereichen des Bauwesens, v. a. auch dem nachhaltigen Wandel in Verkehrs‐ und Energieinfrastruktur, zu begegnen.

Abstract Der Digitale Zwilling Brücke leistet einen wichtigen Beitrag auf dem Weg zum prädiktiven Lebenszyklusmanagement. In der Lebenszyklusphase „Betrieb“ kann der Digitale Zwilling Brücke als effizientes Werkzeug in Bezug auf Analysieren, Vorhersagen, Steuern und Überwachen dienen. Ziel ist eine optimierte Erhaltung, deren Bedeutung angesichts der aktuellen Herausforderungen für Ingenieurbauwerke weiter steigt. Relevante Stakeholder mit ihren Bedarfen und Anforderungen müssen frühzeitig in die Konzeption des Digitalen Zwillings Brücke eingebunden werden. Dieser Weg wird durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in vielfältigen Forschungsprojekten verfolgt und auch in einem laufenden Projekt zur Entwicklung einer Gesamtkonzeption des Digitalen Zwillings Brücke fortgeführt. Mögliche Anwendungsfälle wurden gesammelt und den Themenbereichen „Betriebsprozesse“, „Erhaltungsplanung und ‐durchführung“ sowie „Strategisches Lebenszyklusmanagement“ zugeordnet. Im Rahmen eines Workshops dienten die Anwendungsfälle der Diskussion und zur initialen Priorisierung mit Stakeholdern. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für die Ausarbeitung des modularen Gesamtkonzepts Digitaler Zwilling Brücke und den Weg in die Praxis.

Abstract Concrete structures are often exposed to cyclic loads induced by traffic or machine vibrations. To assess fatigue lifes, SN curves serve, which are usually validated by experiments. During testing, reference specimens are exposed to uniaxial and constant amplitude fatigue. However, under real operating conditions loads occur multiaxially and with alternating amplitude and frequency. Thus, the progressively increasing material damage has to be mathematically captured. In this regard, Palmgren‐Miner's linear accumulation rule is well established, although it neglects distinct sequence effects. In the article, the SN concept is first extended to multiaxial stress states by introducing an equivalent stress under the notion of isotropic damage. Then, a modified damage accumulation procedure is developed taking into account effects of loading and unloading on residual numbers of cycles to failure in multistage loading processes. The new approach is verified to experimental data taken from the literature and elaborated to a design chart. An example demonstrates the practical application.

Abstract Stahlfaserbetonbauteile benötigen gegenüber konventionellen Stahlbetonbauteilen besondere Methoden zur Dimensionierung. Lineare Schnittgrößenberechnungen sind meist wenig hilfreich, weil sie Tragreserven aus Umlagerungsmöglichkeiten deutlich unterschätzen. Materiell nichtlineare Berechnungen wie die Bruchlinientheorie bieten sich an. Für die Bemessung ist der aus der Faserwirkung additiv entstehende Zuganteil einzubeziehen, was gesonderte Ansätze und Verfahren zur Gleichgewichtsiteration erfordert. Die Fasertragwirkung wird dabei als Eingangswert über Leistungsklassen gewählt und nicht etwa wie bei klassischen Bemessungen als Ergebnis bestimmt. Es bleibt dann unklar, ob die a priori getroffene Wahl wirklich wirtschaftlich war. Der Beitrag stellt dazu eine gekoppelte Lösungsstrategie vor. Sie nutzt zunächst wirtschaftliche, nichtlineare Schnittgrößenermittlungen. Auf Querschnittsebene werden die Schnittgrößen zur Biege‐ und Querkraftbemessung von beliebig bewehrten Rechteckquerschnitten verwendet. Angeschlossen ist dabei auch die Rissbreitenbeschränkung. Letzter Schritt ist die rückwärtsgerichtete Optimierung der Faserklassen, welche die Leistungsklassen in Wertung der Bemessungsergebnisse auf tatsächlich nötige Größen reduziert. Das gekoppelte Verfahren ist in einem intuitiv nutzbaren Tabellenkalkulationsprogramm implementiert, welches zum freien Download zur Verfügung steht. Beispiele zeigen die Anwendung und Konsequenzen für die Praxis.

The way to an economic design in the final lining in conventionally driven tunnels lies in structural analysing based on the actually encountered geotechnical conditions. Regarding reinforced concrete structures, many standards and regulations applicable to designing and building structures and taking them over by the client before their commissioning and before the end of the warranty period respectively exist in the Czech Republic. If the local conditions allow it, it is possible to design the final lining as an unreinforced concrete structure. In such a case it is necessary to take the differences into consideration in the structural design and in the possibilities of the lining behaviour and to set criteria for taking over the lining allowing for its use. Setting too stringent criteria for cracking can lead to an increase in the contract price, either because of the necessity for reinforcing the lining or because of the fact that the contractor reduces the risk by incorporating the assumed cost of repairs into the total cost. The paper describes basic differences in the approach to reinforced concrete and unreinforced concrete linings, the possibilities of limiting formation of cracks by means of the concrete mix design, by selection of the technological procedure of the work and the method of curing after stripping. The text contains a comparison of criteria for assessing the surface of an unreinforced concrete lining with criteria in foreign regulations.

Abstract Bei der Planung und Ausführung von Anlagen, in denen wassergefährdende Stoffe gelagert werden (sog. L‐Anlagen), müssen nach § 62 Absatz 1 des Wasserhaushaltsgesetzes [1] Maßnahmen zur primären und sekundären Sicherheit getroffen und die Standsicherheit, aber auch die Dichtigkeit nachgewiesen werden. Planung und Umsetzung sollen beispielhaft für ein Projekt der chemischen Industrie an einem deutschen Standort aufgezeigt werden.HOCHTIEF wurde im Rahmen eines Design‐and‐Build‐Projekts mit der Bauplanung und Bauausführung eines Tanklagers beauftragt. Der Auftrag umfasste im Wesentlichen die Errichtung von drei Tanktassen, die im Havariefall als sekundäre Barriere dienen. Eine Tanktasse wurde dabei in Form einer Edelstahlwanne ausgebildet und die zweite als Stahlbetoncontainment mit innen liegender Beschichtung. Das dritte Containment wurde als Betonkonstruktion mit Dichtigkeitsnachweis nach DAfStb‐Richtlinie [2] geplant und ausgeführt, wobei die Ringwand horizontal vorgespannt war. Der Artikel geht auf die Besonderheiten in der Planung und bei der Bauausführung ein.

Abstract Design und Build‐Vergaben sind für Bauherren insbesondere dann interessant, wenn kurze Ausführungsfristen für die Fertigstellung und Inbetriebnahme von Gebäuden realisiert werden müssen und die Bauvorhaben einen erhöhten Komplexitätsgrad aufweisen. Unter diesen Voraussetzungen entscheiden sich Bauherren des Öfteren dafür, getrennte Planungs‐, Vergabe‐ und Ausführungsabläufe mit den erforderlichen Schnittstellenkoordinationen aus Effizienzgründen in einem Paket zu vergeben. Beim Neubau einer dreistöckigen Messwarte mit angeschlossenen Laborgebäude für eine neue Produktionsanlage von Toluoldiisocyanat (TDI) am Standort Ludwigshafen hat die BASF SE daher die HOCHTIEF Building GmbH mit einem Design und Build‐Projekt beauftragt. Die Planung wurde dabei federführend durch die Abteilung Consult IKS Energy der HOCHTIEF Engineering GmbH am Standort Frankfurt durchgeführt. Die Planung umfasste dabei teilweise die Entwurfs‐ und Genehmigungsplanung sowie die vollständige Ausführungsplanung für alle bautechnisch erforderlichen Planungsgewerke, angefangen von der Objektplanung über die Tragwerksplanung und Fassadenplanung bis hin zu bauphysikalischen Nachweisen und der TGA‐ und Laborplanung. Darüber hinaus musste der auf einer Pfahlgründung in Massivbauweise errichtete Gebäudekomplex druckwellenfest ausgelegt werden. Bei der Gebäudeauslegung und Planung waren für den Notfall zusätzlich Anforderungen zur Gasdichtheit inklusive einer gebäudeinternen Atemluftversorgung zu berücksichtigen.Design‐and‐Build Project: Design and construction of a control room with laboratoryDesign and build contracts are of particular interest for clients if tight schedule requirements for the completion and commissioning of buildings have to be considered and the projects have a high level of complexity. With these preconditions clients rather decide to award separate planning, procurement and construction processes with all necessary interface coordination to one contractor for reasons of efficiency. BASF SE has awarded a design and build contract to HOCHTIEF Building GmbH for a three‐storey control room building with laboratory for a new production plant of toluoldiisocyanat (TDI) at the main BASF site in Ludwighafen, Germany. The planning was performed by the department Consult IKS Energy of the HOCHTIEF Engineering GmbH in Frankfurt. The scope of planning included partially the design engineering and the approval planning as well as the full detail planning for all disciplines (architectural planning, structural and façade engineering, building physics, HVAC engineering and laboratory planning). Furthermore, the reinforced concrete structure built on a pile foundation had to be designed blast wave resistant. In addition the requirement for gas tightness had to be considered in the building design, including the execution of an internal air supply in the case of emergency.

Das Hochtief Murphy Joint Venture hat für das Infrastrukturprojekt Crossrail in London zwei 2,6 km lange Tunnelröhren unter der Themse mit zwei SM-V mit Flüssigkeits-/Druckluftstützung aufgefahren. Der Tunnelvortrieb war von den Herausforderungen des innerstädtischen Tunnelbaus, geringer Überdeckung und dem Tideneinfluss der Themse geprägt. Durch die Anwendung innovativer Bautechniken konnten minimale Setzungen, maximale Optimierung des Bauablaufs und höchste Qualität erreicht werden. Maßgebend waren die Auswahl der TBM und der Separationsanlage sowie detaillierte Stützdruckanalysen und das Risikomanagement in außergewöhnlichen Situationen.

Die Facility Services der 1000er Gruppe umfassen die „Integration der Produkte auf taktischer Ebene“ sowie „Prozesse des mittleren Managements fur die Serviceabwicklung samtlicher Produkte in Bezug auf Flache und Infrastruktur“. Als beispielhafte spezifische Aktivitaten auf dieser Ebene nennt DIN EN 15221-4: „Umsetzungsstrategien, Kommunikation mit den Kunden, Planung von Anpassungen an kurzfristige Veranderungen, Bestellservices, Kostenkontrolle, Leistungsuberwachung, und Berichterstattung an das strategische Management in Bezug auf Flache und Infrastruktur“ (DIN EN 15221-4 2011, S. 20). Diese sehr theoretische Abgrenzung wird durch ein Zitat aus DIN EN 15221-1 erlautert: