Vorwort

Die Themen im Beton-Kalender 2015 befassen sich schwerpunktmäßig mit dem Erhalt unserer Bausubstanz und mit dem Betonbrückenbau. Die Erhaltung von Bauwerken im Allgemeinen Hochbau und im Ingenieurbau sowie das Management der Inspektion, Bewertung und Durchführung von Instandsetzungs- und Ertüchtigungsmaßnahmen verlangen vom Bauingenieur ein umfassendes Systemdenken sowie solide Kenntnisse über die Methoden. Zudem erleben wir das konzeptionelle Altern (conceptual aging), dass nämlich ältere Bauwerke in anderen Entwurfsprozessen geplant und nach anderen Richtlinien und Normen bemessen und konstruiert wurden als heute. Haben wir früher Ingenieurverstand und -erfahrung mehr vertraut und mit weniger Normvorschriften konstruiert, so steht heute theoretisch sehr viel mehr Wissen zur Verfügung; was jedoch nicht immer bedeutet, dass die Bauwerke von höherer Qualität sind. Diese Ambivalenz kann nur durch kontinuierlichen Erkenntnis- und Erfahrungsgewinn und unter Aufbietung von genügend Zeit und Sorgfalt bei entsprechender Vergütung für das Entwerfen, Konstruieren und Bauen aufgelöst werden.

Peter Mark und Pia Neugebauer zeigen eindrucksvoll die Notwendigkeit zum Erhalt unserer Bausubstanz sowie den Erhaltungskreislauf bei Brücken auf. Exemplarisch werden einzelne Schäden an Brückenbauwerken herausgegriffen, um die Notwendigkeit der Überwachung, des Monitorings sowie der periodischen Überprüfung und der Nachrechnung zu verdeutlichen. Wertvoll sind auch die neuen Erkenntnisse aus der Simulation von Schädigungen, um Prognoserechnungen durchzuführen und die Restnutzungsdauer von Bauwerken abzuschätzen.

Frank Fingerloos, Steffen Marx und Jürgen Schnell beschäftigen sich mit der Tragwerksplanung im Bestand. Zuerst werden die wesentlichen Grundsätze des Bestandsschutzes und dann die besonderen Ingenieurvoraussetzungen bei der Bewertung bestehender Bauwerke aufgezeigt. Interessant sind dabei die historischen Berechnungs- und Bewehrungsregeln sowie Normen, welche sich vielfach an den Hauptspannungen orientierten. Der Ermittlung der maßgeblichen Materialkennwerte bestehender Tragwerke wird ein besonderes Augenmerk geschenkt; dabei haben die Autoren auch festgehalten, dass bei der Nachrechnung alter Betonkonstruktionen eine höhere Ausnutzung der Betondruckzone unter Berücksichtigung des Parabel-Rechteckdiagramms bis in den plastischen Bereich erfolgen kann. Modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte für Bestandsbauwerke in Abhängigkeit des Variationskoeffizienten für Beton und Betonstahl werden angegeben, mit Beispielen ergänzt und erwähnt, dass ein kontinuierliches Monitoring sehr hilfreich sein kann. Die bekannte Untersuchung der Tragfähigkeit mit Belastungsversuchen wurde speziell für die Bewertung von Bestandsbauteilen im Hochbau erweitert. Ein ergänzender Abschnitt behandelt Fragen zur Abschätzung der Feuerwiderstandsdauer historischer Betonkonstruktionen. Abschließend gibt es noch eine Übersicht über die historischen Bestimmungen für die Beton- und Stahlbetonbemessung.

Christian Sodeikat und Till F. Mayer geben einen Überblick über die Instandsetzung von Tiefgaragen und Parkhäusern. Einige konstruktive Anforderungen, wie die Entwässerungs- und Gefällesituation, Arbeits- und Dehnfugen sowie zulässige Rissbreiten werden anhand von Beispielen dargelegt. Die Beratungs- und Aufklärungspflicht des Planers gegenüber dem Bauherrn, die rechtlichen Grundlagen bei der Instandsetzung von Parkbauten sowie die Regelwerke zu Schutz und Instandsetzung von Betontragwerken stellen die Voraussetzungen bei jeder Instandsetzung dar. Ausführlich gehen die Autoren auf die Korrosion, insbesondere auf die chloridinduzierte Korrosion der Bewehrung ein. Der Hauptteil widmet sich der Instandsetzung auf der Basis der DAfStb-Instandsetzungs-Richtlinie in der Fassung von 2001; die Neufassung soll frühestens 2016 erscheinen. Darüber hinaus werden die aktuellen Untersuchungsmethoden zur Feststellung des Istzustandes, die Instandsetzungsmethoden an einzelnen Beispielen sowie die Ausführungsvarianten aus dem DBV-Merkblatt "Parkhäuser und Tiefgaragen" und einige interessante Instandsetzungsdetails dargestellt. Mit einem Abschnitt über die Wartung, Instandhaltung und Überwachung sowie den zusätzlichen Wert eines Monitorings über den gesamten Lebenszyklus schließt dieser wissenschaftlich und baupraktisch wertvolle Beitrag ab.

Andreas Westendarp, Holger Becker, Jörg Bödefeld, Helmut Fleischer, Claus Kunz, Matthias Maisner, Hilmar Müller, Amir Rahimi, Thorsten Reschke und Frank Spörel erläutern Methoden der Erhaltung und Instandsetzung von massiven Verkehrswasserbauwerken. Die Wichtigkeit funktionstüchtiger Wasserstraßen zeigt sich darin, dass die Mehrzahl der Großstädte sowie Industriezentren der Bundesrepublik Deutschland, aber auch die Städte entlang der Donau über Wien nach Budapest biszum Schwarzen Meer, darüber verbunden sind. Neben den eigentlichen Wasserbauwerken gewährleisten etwa 1.600 Brücken in Deutschland einen zuverlässigen Betrieb der Wasserstraßen. Etwa 50 % dieser Bauwerke sind älter als 80 Jahre und etwa 30 % sind älter als 100 Jahre. Nach einem Überblick über die aktuellen Regelwerke werden die Bauweisen, die Verfahren zur Zustandsbeurteilung sowie aktuelle Ergebnisse von Bauwerksinspektionen an Schleusen und Wehren dargestellt. Sehr detailliert wird auf die Methoden und Systeme der Instandsetzung auch unter Berücksichtigung der Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen - Wasserbau (ZTV-W) für Schutz und Instandsetzung der Betonbauteile von Wasserbauwerken (LB 219 - 2013) eingegangen. Eine Bereicherung für die Praxis stellen die beschriebenen Beispiele der Instandsetzung von Bewegungsfugen und weiterer konstruktiver Details dar.

Thorsten Eichler und Susanne Gieler-Breßmer behandeln den kathodischen Korrosionsschutz. Im Allgemeinen ist diese Instandsetzungsmethode immer dann wirtschaftlich, wenn hohe Chloridgehalte mit einer Depassivierung der Bewehrung einhergehen, die jedoch noch nicht zu einer starken Schädigung des Bauwerks geführt haben. Detailliert werden die chemischen Grundlagen aus der neuesten Literatur zusammengestellt und ein guter Überblick über die Anodensysteme und Anwendungen gegeben. Die wichtigsten Regelwerke, wie DIN EN ISO 12696 für den kathodischen Korrosionsschutz und DIN EN 15257 für die organisatorischen Abläufe, werden erläutert. Die Anwendungsbeispiele zeigen die Wirksamkeit als präventive oder als Instandsetzungsmaßnahmen.

Christoph Gehlen, Amir Rahimi, Thorsten Reschke und Andreas Westendarp beschäftigen sich mit der Bewertung der Leistungsfähigkeit von Instandsetzungsmaterialien und der Lebensdauer von instand gesetzten Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwirkung. Wertvoll sind die Beschreibungen von Versuchsergebnissen der Chloriddiffusion und -migration mit deren zeitlicher Entwicklung. Damit kann durch geeignete Untersuchungen die Leistungsfähigkeit der Instandsetzungsmaterialen bewertet werden, da die Zusammensetzungen dieser Materialien vielfach nicht bekannt sind. Die Bemessung der Lebensdauer von instand gesetzten Stahlbetonbauteilen kann mit dem bekannten Sicherheitsindex ß auf der Grundlage eines prognostizierten Chloridtransports erfolgen.

Konrad Bergmeister, Peter Mark, Michael Österreicher, David Sanio, Peter Heek, Alexander Krawtschuk, Alfred Strauss und Mark Alexander Ahrens zeigen in ihrem Beitrag über innovative Monitoringstrategien für Bestandsbauwerke den aktuellen Stand des Wissens im Bereich zerstörungsfreie Baustoffuntersuchung und Monitoring. Den Grundlagen für das Monitoring, den statistischen Auswertungen, wird besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Innovativ ist die holistische Lebenszyklusbetrachtung, bei der jedem Bauwerk und Bauteil eine bestimmte Lebensdauer zugeordnet wird. Die mathematischen Grundlagen der dynamischen Monitoringsysteme mit digitaler Signalverarbeitung sowie die Näherungsverfahren zur automatisierten Bestimmung der Dämpfung bilden das Wissen, um Feldmessungen an realen Bestandsbrücken zu interpretieren. Interessant ist die satellitengestützte Radarinterferometrie zum großflächigen Setzungsmonitoring von Gebäuden. Beeindruckend ist die erzielbare Genauigkeit vertikaler Verformungswerte im Submillimeterbereich. An Bestandsbrücken wurden Bauwerksmonitoring zur Beurteilung der Ermüdung sowie Georadarmessungen zur Untersuchung des Hinterfüllmaterials verwendet. In diesem Beitrag wird nachgewiesen, dass Monitoringsysteme bereits bei der Planung der Lebenszyklen mitgedacht und bei Neubauten eingesetzt werden sollten.

Claudia Westerkamp-Freitag und Johann-Dietrich Wörner haben die theoretischen Grundlagen der Baudynamik und deren Berechnungsverfahren zusammengestellt. Ein Abschnitt widmet sich den experimentellen Untersuchungen zur Bestimmung wichtiger Verhaltensparameter, wie Dämpfung und Steifigkeit. Wertvoll sind die Darstellungen der Einwirkungen, wie beispielsweise Glockenlasten, Maschinenlasten, Wind-...