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Research, DevelopmentInnovation 2015 /16

Der STRABAG-Konzern auf einen Blick

Bauwertschöpfungskette anbieten können – vom Entwurf über die Planung und den Bau bis hin zu Property & Facility Services bzw. Betrieb und Abbruch. So erwirtschaften wir jährlich eine Leis-tung von etwa € 14 Mrd. Dabei erweitert ein dichtes Netz aus zahlreichen Tochtergesellschaften in vielen europäischen Ländern und zunehmend auf anderen Kontinenten unser Einsatzgebiet weit über Öster-reichs und Deutschlands Grenzen hinaus. Diese breite Aufstellung versetzt uns in die Lage, kosten- und ressourcenoptimiert zu bauen.

Unsere Vision haben wir im Blick, wenn wir unsere Zukunft planen und Ressourcen – wie etwa finanzi-elle Mittel oder Mitarbeiterkapazitäten – im Unter-nehmen verteilen. Außerdem lassen wir uns bei all unseren Überlegungen von diesen Werten leiten:

STRABAG ist ein europäischer Technologiekonzern für Baudienstleistungen, führend in Innovation und Kapitalstärke. Unser Angebot umfasst sämtliche Bereiche der Bauindustrie. Dabei schaffen wir Mehr- wert für unsere Auftraggeberschaft, indem unsere spezialisierten Unternehmenseinheiten die unter-schiedlichsten Leistungen integrieren und Verant-wortung dafür übernehmen: Wir bringen Menschen, Baumaterialien und Maschinen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort und realisieren dadurch auch kom-plexe Bauvorhaben – termin- und qualitätsgerecht und zum besten Preis. Kurz: Wir übernehmen Teile des Risikos und entlasten dadurch unsere Auftrag-geberschaft.

Durch das Engagement unserer 73.000 Mitarbeite-rinnen und Mitarbeiter sind wir eines der wenigen Unternehmen, die Leistungen entlang der gesamten

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•UNSER GESCHÄFT: LEISTUNGEN ENTLANG DER BAUWERTSCHÖPFUNGSKETTE INTEGRIEREN UND VERANTWORTUNG DAFÜR ÜBERNEHMEN

• € 13,6 MRD. LEISTUNG 2014 ERWIRTSCHAFTET

• GESCHÄFT IN VIER SEGMENTEN ERBRACHT: NORD + WEST (46 % DER KONZERNLEISTUNG), SÜD + OST (31 %), INTERNATIONAL + SONDERSPARTEN (22 %) UND SONSTIGES (1 %)

Unsere Vision und Werte

STRABAG ist ein europäischer Technologie-konzern für Baudienstleistungen, führend in Innovation und Kapitalstärke. Unser Angebot umfasst sämtliche Bereiche der Bauindustrie. Dabei schaffen wir Mehrwert für unsere Auf-traggeberschaft, indem unsere spezialisierten Unternehmenseinheiten die unterschiedlichsten Leistungen integrieren und Verantwortung dafür übernehmen: Wir bringen Menschen, Bau- materialien und Maschinen zur richtigen Zeit an den richtigen Ort und realisieren dadurch auch komplexe Bauvorhaben – termin- und qualitäts-gerecht und zum besten Preis. Kurz: Wir über-nehmen Teile des Risikos und entlasten dadurch unsere Auftraggeberschaft.

Durch das Engagement unserer 73.000 Mitar-beiterinnen und Mitarbeiter sind wir eines der wenigen Unternehmen, die Leistungen entlang

der gesamten Bauwertschöpfungskette anbieten können – vom Entwurf über die Planung und den Bau bis hin zu Property & Facility Services bzw. Betrieb und Abbruch. So erwirtschaften wir jährliche 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. Diese breite Aufstellung versetzt uns in die Lage, kosten- und ressourcenoptimiert zu bauen.

Unsere Vision haben wir im Blick, wenn wir un-sere Zukunft planen und Ressourcen – wie etwa finanzielle Mittel oder Mitarbeiterkapazitäten – im Unternehmen verteilen. Außerdem lassen wir uns bei all unseren Überlegungen von diesen Werten leiten:

DER STRABAG-KONZERN AUF EINEN BLICK

Was wir im Detail unter diesen Werten verstehen ->www.strabag.com Partnerschaftlichkeit

Bescheidenheit

Vertrauen

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€ 13,6 Mrd. Leistung

Was wir im Detail unter diesen Werten verstehen -> www.strabag.com

The STRABAG Group at a glance

from operation all the way to demolition. In this way, we 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. This broad diversification puts us in a position to build cost- and resource- effectively.

We keep our mission statement in mind when planning our future and distributing our resources – such as financial means or employee capacities – within the company. Moreover, we let the following principles guide us in all of our considerations:

STRABAG 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. We create added value for our clients by our specialised 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 complex construction projects – on schedule, of the highest quality and at the best price. In short: We assume a part of the risk, thus relieving our clients.

Thanks to the hard work and dedication of our 73,000 employees, we are one of the few companies capable of offering services along the entire construction value chain – from design to planning, from construction to property and facility services,

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•OuR businEss: intEgRatE sERviCEs alOng thE COnstRuCtiOn valuE Chain and assumE REspOnsibility fOR thEm

•Output vOlumE Of € 13.6 billiOn in 2014

•businEss in fOuR OpERating sEgmEnts: nORth + wEst (46 % Of thE gROup Output vOlumE), sOuth + East (31 %), intERnatiOnal + spECial divisiOns (22 %) and OthERs (1 %)

Our mission statement and guiding principles

STRABAG 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. We create added value for our clients by our specialised 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 re-alise even complex construction projects – on schedule, of the highest quality and at the best price. In short: We assume a part of the risk, thus relieving our clients.

Thanks to the hard work and dedication of our 73,000 employees, we are one of the few com-panies capable of offering services along the entire construction value chain – from design to

planning, from construction to property and facility services, from operation all the way to demolition. In this way, we 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. This broad diversification puts us in a position to build cost- and resource-effectively.

We keep our mission statement in mind when planning our future and distributing our resources – such as financial means or employee capacities – within the company. Moreover, we let the following principles guide us in all of our considerations:

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How we see these values in detail -> www.strabag.com

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€ 13.6 billion

How we see these values in detail -> www.strabag.com

Forschung, Entwicklung & Innovation bei STRABAG

Research, development & innovation at STRABAG

Federführend bei der Planung und Durchführung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten inner-halb der STRABAG-Gruppe sind die Zentralberei-che Zentrale Technik (ZT) und die Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovation (TPA), die dem Vorstandsvorsitzenden unterstehen. In der Regel werden die FuE-Projekte mit operativen Organisati-onseinheiten durchgeführt, um dem unmittelbaren Entwicklungsbedarf aus der Projektsicht Rechnung zu tragen. Je nach Aufgabenstellung beteiligen sich auch Expertinnen und Experten aus der Baumaschi-nentechnik (BMTI) und der IT (BRVZ).

Mit ca. 900 hoch qualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an 25 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 Angebotsbe-arbeitung und die Ausführungsplanung bis hin zur Fachbauleitung bietet die ZT innovative Lösungen

u. a. zu Baustofftechnologie, Baubetrieb und -physik sowie Software-Lösungen an. Darüber hinaus unter- stützt die ZT mit ihrer Expertise zu LEAN Construction bei der Planung von effizienten Liefer- und Pro- duktionsketten und entwickelt die modellbasierte Arbeitsweise für Anforderungen aus dem Building Information Modelling (BIM).

Die TPA ist das Kompetenzzentrum der STRABAG- Gruppe für Qualitätsmanagement und baustofftech-nische Forschung und Entwicklung. Zu den Haupt-aufgaben zählen die Sicherstellung der Qualität der Baustoffe, Bauwerke und Dienstleistungen und der Sicherheit der Prozesse sowie die Entwicklung und Prüfung von Standards für die Be- und Verarbeitung von Baustoffen und -materialien. Die TPA beschäf-tigt rund 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an 130 Standorten in mehr als 15 Ländern und ist damit eine der größten privaten Laborgesellschaften Europas.

At STRABAG the ZT (Central Technical Division) and TPA (Quality Control and Innovation) are in charge of planning and conducting research and development projects. Both report directly to the CEO. In the usual case, RDI-projects are carried out with the operative unit, in order to take into account requirements from the project view. Depending on the task at hand experts from the maschinery technology unit (BMTI) as well from the IT (BRVZ) are deeply involved.

Approximately 900 highly qualified employees at 25 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. In addition, LEAN Construction experts support the planning of efficient supply and production chains and develop the modelling- based approach in order to meet requirements from the Building Information Modelling (BIM) approach.

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. TPA has 800 employees at 130 locations in more than 15 countries, making it one of Europe’s largest private laboratory companies.

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2 I 3Vorwort / Introduction

Ein Ziel, ein Team.One goal, one team.

Siegfried WankerMitglied des Vorstands STRABAG SE / Member of the Management Board

Verehrte Leserin, verehrter Leser,

da waren sie, die Weltmeister aus Rio. Nachdem Michael Haydn und Alexander Hiesberger, die frisch- gebackenen Weltmeister im Schalungsbau, in der Ankunftshalle des Wiener Flughafens – trotz der langen Rückreise noch aufmerksam und ruhig – der wartenden Presse Auskunft gegeben hatten, be-richteten die beiden STRABAG-Mitarbeiter auf der Fahrt in die Konzernzentrale von ihren Eindrücken während der ersten World Skills Berufsmeister-schaft (WM), die im Sommer 2015 in Brasilien zu ihrem goldenen Sommermärchen wurde.

Bei dieser WM traten Berufseinsteigerinnen und -ein- steiger in 60 Berufsfeldern gegeneinander an. Haydn und Hiesberger hatten sich in der Kategorie Scha-lungsbau gegen die Silber- und Bronzemedaillenge-winner aus Deutschland und Brasilien durchgesetzt. Obendrein bekamen die beiden Weltmeister auch den TEAMS AWARD von Dr. Birtel mit den Worten „Ohne die perfekte Zusammenarbeit vor Ort und die monatelange Vorbereitung durch ein eingespieltes Team hätten Sie den Titel nicht nach Hause geholt“ überreicht.

Michael Haydn und Alexander Hiesberger kennen sich seit sieben Jahren. Gemeinsam begannen sie ihre Ausbildung; seit jeher verstehen sie sich gut, arbeiteten immer häufiger zusammen. Die Abstim-mung untereinander gelang bald blind und führte zu außergewöhnlichen Leistungen. Mit dem Gewinn der nationalen Meisterschaft in Salzburg im Jahr zuvor lösten sie das Ticket nach Brasilien.

Man muss Fehler machen, um zu erkennen, dass man sich verbessern kann.„ “You have to make mistakes,

to realise that you can improve.

Michael Haydn, Berufsweltmeister 2015 im Schalungsbau / Michael Haydn, Professional World Champion 2015 in formwork construction

Dear reader,

and there they were, the two world champions from Rio. Michael Haydn and Alexander Hiesberger, the new World Champions in formwork construction, calmly attended numerous journalists that had been waiting for them at the Vienna Airport Arrival Hall as they returned from their long journey. On the way to the STRABAG headquarters, the two STRABAG employees shared their impressions of the first World Skills Professional Championship, which became their 2015 summer fairy tale in Brazil.

During this World Championship, young professionals in 60 occupational fields competed against each other. Haydn and Hiesberger were able to beat the silver and bronze medalists from Germany and Brazil in the category Formwork. Additionally, both champions were awarded with the STRABAG TEAMS AWARD from Dr. Birtel with the words “Without the perfect collaboration on site and the months of preparation with a perfectly coordinated team they would not have been able to bring the title home.”

Michael Haydn and Alexander Hiesberger have been acquainted for seven years. They began their vocational training together, know each other very well, and throughout time increasingly worked more and more together. Coordination among them was soon based on blind faith, which led to extraordinary achievements. By winning the national championship in Salzburg they qualified for Brazil.

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4 I 5Research, Development, Innovation 2015 / 16 Vorwort / Introduction

Voneinander lernen

Wie kann das Erfolgsrezept eines Zweier-Teams auf unser Unternehmen mit über 70.000 Mitarbeiterin-nen und Mitarbeitern übertragen werden? Der Ge-danke, dass wir als Baukonzern von diesen beiden baubegeisterten Menschen lernen könnten, elektri-sierte mich.

Ein Team braucht Zeit – und jeder kleine Schritt muss eingeübt werden

Diese beiden jungen und doch erfahren wirkenden Männer schilderten genau und schnörkellos, wie sie die Abläufe ihrer Arbeit stetig verbesserten: Vertrauen spielt besonders in einem kleinen Team eine ent-scheidende Rolle. Es ermöglicht, die Handlungen des Partners oder der Partnerin im Voraus zu ahnen und verleiht damit dem Eingespielten eine besondere Qualität. Als hätten sie meine Frage erwartet, ergänzten Haydn und Hiesberger unbefangen, dass es für die Baustellenabwicklung vorteilhaft wäre, würde das Baustellenpersonal nicht so häufig wech- seln, denn ein Team braucht Zeit, um sich einzu-spielen. Das würde bedeuten: mehr Eigenpersonal, mehr Eigenleistung und Einsatz von Nachunterneh-men nur wo notwendig.

Trotz der Freude an ihrem Erfolg und ihrem per- sönlichen Anspruch besser zu werden, betonten

Haydn und Hiesberger auch die herausragende Rolle ihrer beiden Mentoren, die sie während ihrer Ausbildungszeit kennenlernten – und bis heute noch zurate ziehen, zuletzt für die Vorbereitung der Weltmeisterschaft. Den Mentoren verdanken sie ei-nen großen Teil des Erfolgs; sie berichteten schmun-zelnd, wie sie nach langen Trainingstagen noch beim Abendessen mit ihren beiden Ausbildern („der eine hart, aber fair, der andere motivierend“) bis spät in die Nacht an Details zur Verbesserung feilten. Be-sonders gefiel mir, wie die beiden Schalungsbauer ihre Erkenntnisse auf den Punkt brachten: „Ein Fehler entsteht erst, wenn man zum zweiten Mal eine schlechte Lösung wählt – das erste Mal dient dem Lernen.“ Haydn und Hiesberger waren jetzt nicht mehr zu bremsen – auch ihre derzeitigen Po-liere nehmen sie als Vorbilder, von denen sie stetig lernen. Sie selber haben fast fünf Jahre gebraucht, um die meisten Tricks der alten Hasen selbst an-wenden zu können.

Für eine weltmeisterliche Leistung reichte dies aller-dings noch nicht: Ihren Erfolg schreiben sie zu 70 % ihrem Training zu, zu 20 % der Tagesform – und zu 10 % dem Glück. Glück, dass das Gelernte sich zum richtigen Zeitpunkt optimal abrufen lässt. Und immer wieder betonen sie: „das Ziel im Blick und üben, üben, üben. Jeder kleine Schritt muss einge-übt werden.“

Lassen sich Erfolgsfaktoren kleiner Teams auf große Organisationen übertragen?

Das Erfolgsrezept der Kollegen Haydn und Hiesber-ger liegt auf der Hand. Ihr stetiges Üben verbessert ihre Abläufe mit dem Ziel der Perfektion – so weit, dass sie sich sogar blind verstehen. Subjektive und persönliche Aspekte wie Sympathie und Vertrauen sind Erfolgsfaktoren, die Abläufe harmonieren lassen, ohne sie zuvor formal beschrieben zu haben.

Berufsweltmeister Alexander Hiesberger und Michael Haydn mit Franz Grandits, Siegfried Wanker, Markus Fischer (hinten, v.l.n.r.) und Thomas Huber (vorne) / World Champions Alexander Hiesberger and Michael Haydn with Franz Grandits, Siegfried Wanker, Markus Fischer (back, from left to right) and Thomas Huber (front)

To learn from each other

How can the recipe for success of a two-man team be applied to our company with over 70,000 employees? The thought that we, as a construction company, could learn from these two construction enthusiasts intrigued me.

A team needs time – and every small step must be rehearsed

These two young men, described in a straightforward and seemingly experienced manner how they were always able to improve their work processes: Trust plays a crucial role especially in a small team. It allows the actions of ones partner to be guesssed beforehand, which thus hones the rehearsed steps with a special quality. As if they had anticipated my next question, Haydn and Hiesberger quite unselfconsciously added that it would be beneficial to the construction site management, if the site personnel would not change frequently, because a team needs time to get used to each other. This would mean: more own personnel, more internal labor and use of subcontractors only where necessary.

Despite enjoying their work and their personal claim to always improve, Haydn and Hiesberger also stressed the important role of their two mentors,

whom they met during their vocational training period – and from whom they still receive advice – most recently for the preparation of the World Championship. Haydn and Hiesberger are very grateful to their mentors (“one was tough, but fair, the other was the motivator”) for being a major part of their success. They recounted with a smile, how they would fine tune details at dinner with their mentors after days of long training sessions. I especially liked how the two formwork constructors brought their knowledge to a point: “An error can only arise when you choose a bad solution for a second time – the first time is intended for learning”. Haydn and Hiesberger also see their current foremen as role models from whom they learn constantly.

This certainly was not enough for a world championship performance: they attribute 70 % of their success to training, 20 % to their fitness level on the day of competition, and 10 % to luck. To be fortunate enough to be able to apply what was learned at the given moment in time. And they repeatedly emphasized: “to focus on your goal and practice, practice, practice. Every little step must be rehearsed”.

Can success factors of small teams be transferred to large organisations?

The recipe for success of Haydn and Hiesberger is obvious. Their constant training improves their processes with the goal of being perfect – to the level of blind faith. Subjective and personal aspects such as liking and respecting one another are success factors that can harmonise processes without having had to formally describe them.

While a team of few is able to efficiently and effectively perform tasks by means of implicit mutual under-standing, this approach no longer works for larger

Berufsweltmeister Alexander Hiesberger und Michael Haydn (Mitte) bei der Siegerehrung in Rio de Janeiro / World Champions in formwork construction Alexander Hiesberger and Michael Haydn (middle) at the award ceremony in Rio de Janeiro

Wenn Du Dich nicht verbessern willst, bist Du fehl am Platz.„ “If you do not want to improve, you

don’t belong here.

Alexander Hiesberger, Berufsweltmeister 2015 im Schalungsbau / Alexander Hiesberger, Professional World Champion 2015 in formwork construction

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Dass dies so ist, liegt an grundsätzlichen Randbe-dingungen und Kräften, die unseren Bemühungen entgegenwirken, Tätigkeiten effizient und wirksam aneinanderzureihen. Besonders, wenn zahlreiche Tätigkeiten von vielen Menschen (in einer Organisa-tion) erledigt werden sollen. So beobachte ich:• Überlässt man Systeme sich selbst, geraten sie

in Unordnung. Diese Erfahrung macht man von Kindheit an und die Naturwissenschaften haben dafür sogar ein eigenes Gesetz (den Zweiten Satz der Thermodynamik) definiert. Kleinste Abwei-chungen werden sehr schnell größer, vor allem wenn Tätigkeiten rasch aufeinanderfolgen und man nicht eingreift. Eine Wartungsverzögerung, eine defekte Dichtung, eine leicht verspätete Komponentenanlieferung – und schon „laufen die Abläufe auseinander“. Tätigkeiten (und deren Ergebnisse), die sich gegenseitig bedingen, stel-len ein komplexes System dar.

• Verbesserungsvorschläge sind immer subjektiv. Das liegt in der Natur der Beteiligten. Diese bringen i.d.R. ihre Sicht auf die Tätigkeit ein, ohne die Auswirkungen der durch ihre Verbesserung er-

Während also ein Team von Wenigen mittels eines impliziten Verständnisses untereinander Tätigkeiten sehr effizient und wirksam abarbeiten kann, funktio-niert dieser Ansatz nicht mehr bei größeren Grup-pen, da eine ständige, persönliche Abstimmung zwischen den Beteiligten nicht mehr möglich ist. Daher sind komplexe Abläufe mit zahlreichen Tätig-keiten unter Einbeziehung vieler Menschen formal zu organisieren.

Verbessern ist doch einfach! Dafür braucht es doch nur gesunden Menschenverstand

Es begeistert mich, wenn Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter von sich aus mit Vorschlägen kommen, um ihre und unser aller Arbeit zu verbessern. Als Konzern sind wir auf die Beiträge aller angewiesen. Allerdings bin ich mit der recht häufig gehörten Aussage, dass zur Verbesserung lediglich gesunder Menschenverstand erforderlich sei, nicht einver-standen. Denn so einfach ist das Verbessern leider nicht, vor allem wenn zahlreiche Personen mitwirken.

Das Empire State Building: Ikone der Hoch- häuser und Weltrekordhalter in mehreren Disziplinen. 40 Jahre lang das höchste Ge- bäude der Welt. Von der Beauftragung der Architekten bis zum Ausbau vergingen 21 Monate. In Spitzenzeiten wuchs der Stahlrahmen 4 1/2 Stockwerke in der Wo-che. Die Errichtung des Rohbaus selbst dauerte nur 13 Monate. Wie war das möglich für ein 102-stöckiges Gebäude, das zuvor noch nie so gebaut worden war? Für das zuvor ein ganzer Block pla-niert, das in beengten Verhältnissen er-richtet werden musste. Das im Zeitplan fertig wurde und den Kostenrahmen un-terschritt.

Realisiert wurde diese Leistung mit einem bis dahin völlig neuen Ansatz: Planung und Projektmanagement wurden kombiniert mit Erfahrungen aus der Automobilindus-trie, deren Verfahren zur Massenproduk- tion sich in den USA in jener Zeit rasant entwickelten. Daraus entstand das Pro-duktionsmanagement. Der Auftraggeber-schaft Empire State Inc., angeführt vom früheren General Motors Vize-Vorsitzenden John J. Raskob war schnell klar, dass die Projektabwicklung nicht allein den Archi-tekten überlassen werden konnte. Ein Ex-

WIE DIE AUTOMOBILHERSTELLUNG DEN BAU REVOLUTIONIERTEHOW THE AUTOMOTIVE INDUSTRY REVOLUTIONISED CONSTRUCTION

INFO

pertenteam aus Eigentümern, Baufirmen, Architekten, Statikern und Tragwerkspla-nern, Fahrstuhlberatern und Immobilien-maklern hatte die Vorgabe erhalten, zu-sammenzuarbeiten.

Dieser Ansatz der „kollaborativen Produk-tion und Entscheidungsfindung“, bei dem alle Beteiligten an einem Tisch sitzen und Planung, Errichtung und Nutzung als Ge-samtsystem betrachten und vereinfachen, gestattete es bereits im Vorfeld Verschwen- dung zu erkennen und deren Vermeidung

rücht hartnäckig hielt, die eintreffenden Stahlträger wären noch zu heiß, um mit bloßen Händen angefasst zu werden. Auch berichtete die New York Times, dass die angelieferten Materialien nie den Boden berührten, sondern gleich von den Lade-flächen der Lastwagen in die Höhe gezo-gen wurden. Um diesen Lieferstrom zu garantieren, hatten Zuliefer- und Herstel-lerfirmen sowie Subunternehmen sich einer strengen Präqualifikation zu unterziehen. Sie mussten zeigen, dass sie in der Lage waren, ein Projekt dieser Größenordnung und mit diesen Vorgaben zu stemmen.

Das Tempo für die Gesamtabwicklung des Projektes wurde von den vier konst-ruktiven Bereichen Tragwerk aus Stahl, Zwischendecken, Außenschalung aus Me- tall und Aluminium sowie Außenhaut aus Kalkstein gesteuert. 60 Hauptgewerke wurden damit in vier Produktionsflüsse gruppiert – jeder geführt von einem Takt-geber, um die Komplexität zu reduzieren.

Starrett, einer der Bauherren, wird zitiert mit der Aussage, dass es nicht Aufgabe des Bauunternehmers wäre, Stähle, Zie-gel oder Beton aufzurichten, sondern ein fähiges zentrales Management bereitzu-

stellen, das die Arbeiten der jeweiligen Gewerke räumlich und zeitlich nach einem vorgegebenen Plan aufeinander abstimmt. Der Erfolg dieser sehr spezialisierten Funktion hängt von den persönlichen Fä-higkeiten und der Führung kompetenter Entscheidungsträger ab.

The iconic Empire State Building held multiple world records: For more than 40 years it was the tallest building in the world. The fully enclosed structure was erected in just 13 months, on time, well within the budget, and the first tenants moved in 21 months after signing the contracts . How was this made possible? A revolutionary new approach was introduced by one of the clients. As former Vice President of General Motors John J. Raskob brought in his car manufacturing experience and set up a team consisting of architects, construction specialists, structural engineers, elevator experts and real estate agents. They were asked to apply the approach of collaborative production. Subcontractors had to undergo a strict prequalification process to ensure Just-in-Time delivery of materials due to the extremely limited

storage space. The clients had realized that in order to achieve their goal they had to focus on the overall system of design and construction. In so doing they simplified the system, allowing to effectively identify and eliminate waste. Starrett, another member of the client group, is quoted saying “that a contractor’s function was not to erect steel, brick or concrete, but to provide skillful, centralized management for coordinating the various trades, timing their installations and synchronizing their work according to a predetermined plan, a highly specialised function the success of which depends on the personal skill and direction of capable executives.” This successful project applied some of the main principles of lean construction long before the term was coined.

Baufortschritt am Empire State Building, Foto: Daniel Ahmad / Construction progress at the Empire State Building

groups. Because a permanent, personal coordination between the parties is no longer possible. Therefore, complex processes with many activities involving many people have to be formally organised.

Improving is actually easy! One just needs common sense

It inspires me when employees submit their proposals on how to improve their own and all of our work processes. As a Group, we rely on the contributions of everyone. However, I do not agree with a commonly heard saying that in order to improve, only common sense is needed. Unfortunately, improving is not that simple, especially if there are many people involved.

There are fundamental constraints and forces that counteract our efforts to efficiently and effectively align activities together. Particularly, when many activities from numerous people (in an organization) need to be carried out. I myself have observed:

• If you leave systems to themselves, they become disorderly. This experience starts already in childhood and the natural sciences have given this phenomenon a name (the Second Law of Thermodynamics). The slightest deviations quickly become larger, especially when activities rapidly follow one another and no one intervenes. A maintenance delay, a defective seal, a slightly delayed delivery of a component – and already “the processes begin to drift apart”. Activities (and their results), which are mutually dependent, constitute a complex system.

• Improvement proposals are always subjective. That lies in the nature of the parties involved. People normally bring their perspective about the activity to the table, without being able to fully assess the effects created by their improvement for operations at a later (or even earlier) time. In a group with more than 70,000 employees suggestions and their impact need thus to be examined also on the overall process.

• Skepticism: Because we have been successful (so far) with previous methods and approaches,

Empire State Building: Quellen / References

Partouche Rebecca, Sacks Rafael and Bertelsen Sven (2008). Craft Construction, Mass Construction, Lean Construction: Lessons from the Empire State Building. Proceedings of the 16th Annual Conference of the International Group for Lean Construction (IGLC), Manchester, UK 2008.

Ghosh Somik and Robson Kenneth F. (2014). Analyzing the Empire State Building Project from the Perspective of Lean Project Delivery System. Proceedings of the 50th Annual International Conference of the Associated Schools of Construction (ASC).

zu planen. Damit waren bereits wesentli-che Prinzipien von Lean Construction an-gewendet worden, lange bevor der Begriff eingeführt wurde.

Aufgrund der beengten Platzverhältnisse versorgte ein ausgeklügeltes Anlieferungs-system die Baustelle nach den Pull- und Fluss-Prinzipien. Die Just-in-time-Anliefe-rung war so perfekt, dass sich das Ge-

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Verbesserung benötigt ein Ziel

Um wirksam verbessern zu können, ist zunächst ein Ziel erforderlich, über das sich alle Beteiligten einig sind. Eigeninteressen werden hinten angestellt. Dann müssen wir lernen, mit den Randbedingungen richtig umzugehen:• Naturgesetze können wir nicht ändern. Wir dürfen

unsere Abläufe eben nicht sich selbst überlassen. Das geht nur, indem wir sie aus der Nähe genau verfolgen, damit wir sofort eingreifen können – denn kleine Abweichungen vom Soll sind einfa-cher zu verstehen und damit einfacher zu behe-ben als große.

• Um Hindernisse aus der Organisation und der subjektiven Wahrnehmung zu überwinden, muss es eine klare Vorstellung davon geben, wie sich das gesamte System verhalten soll. Dafür sind alle erforderlichen – wertschöpfende wie auch nicht-wertschöpfende, aber notwendigen – Tätig-keiten und deren Aneinanderreihung nach einem Standard zu beschreiben. Damit wird das Wissen unserer Expertinnen und Experten explizit und für alle in einem Gesamtbild sichtbar (Visualisierung). Kleine Schritte zur Verbesserung können mit einem überschaubaren zeitlichen und technologischen Aufwand in Angriff genommen werden.

Fehler sind dem Grunde nach wertfrei – sie sind weder gut noch schlecht. Sie stellen lediglich Ab-weichungen von den geplanten Abläufen dar (weil damit die Ergebnisse nicht erreicht werden). Die Angst vor Fehlern ist häufig darin begründet, dass wir Negatives damit verbinden; es schwingt die Sorge mit, beschuldigt zu werden. Hier sind wir Führungskräfte gefordert, auch eigene Fehler einzu-gestehen. Damit würde der nötige Freiraum geöff-net, experimentieren zu können. Es sollte eher nach dem „Warum“ gefragt werden, als nach dem „Wer“. In diesen Freiräumen werden Fehler eher akzeptiert, weil sie im Zuge der Erprobungsphase gemacht werden. Seit einigen Jahren schulen wir uns in diesen Methoden und Werkzeugen. Mit der Ausbildung von LEAN Expertinnen und Experten befähigen wir im-mer mehr Organisationseinheiten, ihre Abläufe sys-tematisch zu erfassen (analysieren – visualisieren – optimieren). Dabei drängt sich natürlich die Frage auf, ob ein derart ausgeprägt prozessorientierter Ansatz, mit dem stationäre Industrien wie die Auto-mobilindustrie in den letzten 50 Jahren ihre Produk-tivität um eindrucksvolle 150 % gesteigert haben (während die Bauindustrie eine um 19 % niedrigere Produktivitätsrate als 1964 hat), sich überhaupt auf die Bauindustrie übertragen lässt. Die bemerkens-werte Erstellung des Empire State Buildings zeigt,

only possible by monitoring them closely so that we are able to intervene immediately – because small deviations from the goal are easier to understand and therefore easier to fix than larger ones.

• In order to overcome obstacles within the organization and the subjective perception of things, there must be a clear idea of how the entire system should operate. All value-adding and non-value-adding but necessary activities and their alignment should be described according to a standard. Thereby the knowledge of our experts becomes explicit for all to be seen in the big picture. Small steps to improve can then be taken with a manageable effort regarding time and technology.

Errors are basically neutral – they are neither good nor bad. They are simply deviations from planned operations in which the results are not achieved. The fear of making mistakes is often based on our perception as something negative. It resonates with the fear of being blamed. Particularly in this respect, we, as managers are challenged to admit mistakes of our own. That would open up creative freedom to experiment. We should rather ask for the “why” instead for the “who”. In a free space environment mistakes are more likely to be accepted because they are made during the test phase. For several years now we have been training ourselves with these methods and tools. By training LEAN experts we are increasingly enabling organisational units to systematically record their processes (analyse – visualise – optimise). Here, of course, the question arises whether such a pronounced process approach, with which the stationary industries such as the automotive industry, has, in the past 50 years, increased their productivity by an impressive 150 % (while in the construction sector today’s productivity rate is 19 % lower than in 1964), can at all be applied in the construction industry. The remarkable construction of the Empire State Building shows indeed that this approach can also be successful in construction (see Info Box). Developing processes in the context of digitalisationThe comprehensive and fast-paced digitalisation of all data and information, starting from their creation through processing to distribution, has now reached the construction industry with great momentum. A year ago my colleague, Dr. Peter Krammer, wrote on the significance and possibilities of the digital transformation at this point.

zeugten Veränderungen für später (oder sogar zuvor) stattfindende Arbeitsschritte abschätzen zu können. In einem Konzern mit mehr als 70.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sind Vorschläge auch hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Ge-samtprozess zu prüfen.

• Skepsis: Gerade weil wir mit bestehenden Me-thoden und Ansätzen (bisher) erfolgreich waren, wird Vorschlägen zur Verbesserung häufig mit großer Skepsis begegnet. Einen Verbesserungs-vorschlag zu unterstützen, könnte als Eingeständ- nis von bisherigen Fehlern ausgelegt werden. Diese Reaktion ist ein universelles Phänomen von Organisationen und wirkt wie ein institutionelles Immunsystem gegen Veränderungen.

Allein schon vor diesem Hintergrund wird deutlich, warum es einer enormen konzertierten Anstrengung bedarf, um alle Tätigkeiten einer komplexen Aufgabe reibungsfrei ablaufen lassen zu können (ins „Fließen zu bringen“ würden unsere LEAN Expertinnen und Experten sagen). Was können wir also tun?

proposals for improvement often face great skepticism. Supporting a proposal for improvement could be interpreted as admitting of past errors. This reaction is a universal phenomenon of organizations and acts as an institutional immune system against change.

In view of the aforementioned it becomes clear as to why a huge concerted effort is required to ensure that all activities of a complex task run smoothly (to “bring into flow” is what our LEAN experts would say). So what can we do?

Improvement requires a goal

To effectively improve, it is necessary that all parties agree on a goal. Self-interests should be put on the back-burner. We then have to learn how to properly deal with the boundary conditions:• We cannot change the laws of nature. We should

not leave our processes to themselves. This is

Um erfolgreich zu verbessern, müssen wir diszipliniert und zielgerichtet zusammenarbeiten.„ “To successfully improve, we must

be disciplined and work together towards the same goals.

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10 I 11Research, Development, Innovation 2015 / 16 Inhalt / Content

Baubetrieb / Construction Process Management

Konstruktives / Structural Engineering

Gebäude und Bauphysik / Buildings and Building Physics

Baustofftechnologie / Construction Materials Technology

14 Neue Prüfverfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton New test methods for determining the water content of fresh concrete 16 Betontechnologie und Qualitätssicherung für Beton im Gleitbau Concrete engineering and concrete quality management for slipform construction 20 Kunststofffasern zur Bewehrung von Spritzbetonschalen im Tunnelbau Macro-synthetic fiber-reinforced shotcrete in tunnel linings 22 Chargenprotokolle für die Qualitätssicherung bei Asphaltmischanlagen Batch logs for quality control in asphalt mixing facilities

24 „Wie können Verbesserungen umgesetzt werden, Frau Patzelt?“ “How can things be improved, Mrs Patzelt?”

26 LEAN Construction – breite Basis für eine schlanke Baustellensteuerung LEAN Construction – broad basis for lean construction planning 27 Durchgängige LEAN-Struktur auf Direktionsebene im Verkehrswegebau Continuous LEAN structure at sub-division level in the division Transportation Infrastructures Germany 28 Wertstromanalyse Einkauf Value stream analysis procurement 30 LEAN als Basis für eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung an der Bahnstrecke Paris – Ostfrankreich – Südwestdeutschland LEAN as a basis for an economic analysis on the railway line Paris – Eastern France – Germany 32 Zusammenspiel und Wechselwirkungen zwischen dem Last Planner® System und Building Information Modelling am Beispiel des Projekts Flare of Frankfurt Interactions of the Last Planner® System and Building Information Modelling in the construction project Flare of Frankfurt 35 Vernetztes Arbeiten auf Asphaltbaustellen Connected working on asphalt construction sites 36 Standardisierte Werkzeuge zur Taktsteuerung in der Bauausführung Standardised visualisation tools for time-relay control in construction 37 Kalkulationsrichtwerte für die Baulogistik Approximate values for the calculation of construction logistics 37 Baustellen-Online-Avisierungs-Plattform (BOA) Construction site online notification platform

38 Demonstration von größenvariabler Photovoltaik in der Gebäudehülle – Construct PV Demonstration of customised photovoltaic modules for building envelopes – Construct PV

42 Zementausgekleideter Vorschweißflansch als Übergangsformteil – Einsatz für hochaggressive Medien in der Petrochemie Inner lined concrete-WN-flanges as a connection pipe spool – especially for the transport of highly aggressive media 44 Entwicklung von Holztürmen für Windenergieanlagen Design of timber towers for wind turbines 46 Verwendung von Textilbeton im Parkhausbau Use of textile reinforced concrete for car parks 48 Bemessung und Design von Trägern aus ultrahochfestem Beton für weitgespannte Decken Design of ultra-high performance concrete girders for large ceiling spans

dass dieser Ansatz auch in der Bauindustrie erfolgreich sein kann (siehe Info-Box – Empire State Building).

Prozesse entwickeln im Kontext der Digitalisie-rung

Die umfassende und rasante Digitalisierung sämtli-cher Daten und Informationen, von deren Erstellung über deren Verarbeitung bis hin zur Verteilung erreicht nun auch die Bauwirtschaft mit großer Wucht. Über die Bedeutung und Möglichkeiten der digitalen Trans- formation schrieb mein Kollege Dr. Peter Krammer an dieser Stelle vor einem Jahr.

Der Kern seiner Botschaft war für mich, bessere Entscheidungen zum Nutzen der Auftraggeberschaft, der Belegschaft und der Eigentümer treffen zu kön-nen. Aus meiner Sicht wird sich die Digitalisierung besonders stark auf die Zusammenarbeit (Kollabo-ration) aller Beteiligten an einem Projekt und darü-ber hinaus auswirken. Besonders, wenn wir unsere Prozesse gut verstehen. „STRABAG TEAMS WORK.“ bildet dafür ein solides Fundament. Wie Prozesse sowie die dafür erforderliche Zusammenarbeit bzw. Kollaboration verbessert werden können, wird in dieser Broschüre an vielen Stellen sichtbar. Beispiel-haft dafür seien die Multimomentaufnahme (S. 30) und die Wertstromanalyse, die beim Konzernprojekt Vernetzte Baustelle (S. 68 ff.) und für die Analyse des Einkaufs im Verkehrswegebau (S. 28 f.) zur An-wendung kamen, genannt.

Wenn wir die Prozesse in unserem Unternehmen entwickeln, arbeiten wir an der Grundlage unserer Wettbewerbsfähigkeit, denn ein Produkt kann leich-ter von einem Mitbewerber kopiert werden, als die Prozesse, die zu dem Produkt hinführen.

Gutes besser machen

Diese Broschüre – die nun im 10. Jahr erscheint – kann lediglich einen Ausschnitt aus der breit gefä-cherten Entwicklungsaktivität bei STRABAG vor-stellen (auf S. 108 ff. finden Sie einen Überblick aller Projekte im Berichtsjahr). Dieser soll neugierig machen auf das, was wir im Konzern bereits können, und auf die Möglichkeiten, die sich aufgrund der vielsei-tigen und unterschiedlichen Arbeiten noch bieten. Machen wir gemeinsam Gutes besser.

For me the core of his message was that better decisions can be made for the benefit of the clients, the staff and the owners. In my opinion, digitalisation will strongly impact the collaboration of all participants on a particular project and beyond. Particularly, if our processes are well understood. For this, the Group motto „STRABAG TEAMS WORK“ provides a solid foundation. How processes – as well as how the required cooperation and collaboration can be improved, can be seen in many articles of this brochure. Examples include the multi-moment recordings (p. 30), the value stream mapping, which was applied in the group project The Connected Construction Site (p. 68 ff) and for the analysis of purchasing in road construction (p. 28 f).

Making good things better

This brochure – which is now in its 10th year – can only present excerpts from the broad development activity in STRABAG (on p. 108 ff you can find an overview of all projects in the reporting year). This will hopefully inspire you to discover what we are able to accomplish within the Group and what possibilities we can offer due to the versatile and various types of work we perform. Together let us make what is already good, better.

Siegfried WankerMitglied des Vorstands / Member of the Management Board

STRABAG SE Wien, im August 2016

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12 I 13Research, Development, Innovation 2015 / 16 Inhalt / Content

52 Planmäßig vorgespannte nichtrostende Gewindestangen mit Kugelscheibe/Kegelpfanne zur Pfostenverankerung Pre-stressed stainless threaded rods with rounded and conical washer for anchoring of steel posts 54 3D-Druck-Produktion komplexer Bauteilgeometrien Large-scale 3D printing of complex geometric shapes in construction

58 Bodenmechanische Beurteilung von Niederdruckinjektionen im Lockergestein Evaluation methods for grouts and grouted soils 60 Kopplung Verbauberechnung mit den Berechnungen für das Endbauwerk im Programmpaket SOFiSTiK Interface of calculation pit lining with calculation structural works by SOFiSTiK

62 Optimierung der Oberflächengestaltung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise – OBAS Optimising the surface design of asphalt road surfaces – OBAS 64 Entwicklung von Sensoren zur Erfassung des strukturellen Zustands von Asphaltstraßen – Sensorik Development of sensors for detecting the structural conditions of asphalt roads – Sensorik 66 Intelligente und autonome Umgebungen, Maschinen und Prozesse zur Realisierung von cleveren Straßenbauprojekten – SmartSite Intelligent and autonomous environments, machinery and processes to realise smart construction projects – SmartSite 68 Konzernprojekt: Die Vernetzte Baustelle – Digitalbasierte Prozessoptimierung im Straßen- und Bahnbau Corporate project: The Connected Construction Site – Optimising road and railway construction using digital processes

74 „Wie verbessern Sie die Abläufe auf der Baustelle, Herr Eberhart?“ “How do you improve construction site processes, Mr Eberhart?”

76 Generisches Produktionsmodell für die Ausführungsplanung am Beispiel S21 Generic production model using the example of S21 78 Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Überwachung sicherheitsrelevanter Bauwerke – AURIS Autonomous risk and information system for analysis and monitoring of security-sensitive buildings – AURIS 82 Konzernprojekt: Beschleunigte Einführung von BIM.5D® im STRABAG-Konzern Corporate project: Accelerated introduction of BIM.5D® at STRABAG 86 Gutes besser machen! Making good things better!

90 Neue Arbeitsplatzkonzepte – Bürowelt 2020 New workplace concepts – Office 2020 92 Mit Moosen gegen Feinstaub Moss against particulate matter 94 Effizienzsteigerung durch Kombination innovativer in situ Sanierungstechnologien Boosting efficiency by combining innovative in situ remediation technologies 96 Neue Wege zur Stickstoffentfernung aus Bauwasser New methods of removing nitrogen from construction site water

98 Der erste STRABAG iNNOVATIONSTAG First innovation day at STRABAG 100 Vorbereitet sein auf das Bauen von morgen Being prepared to build for tomorrow

102 „Was verstehen Sie unter ‚Verbesserung’, Herr Wanker?“ “How do you define improvement, Mr Wanker?”

104 Liste der Beteiligten – Vernetzte Baustelle List of participants – Connected Construction Site 106 Liste der Beteiligten – Beschleunigte Einführung von BIM.5D® im STRABAG-Konzern List of participants – Accelerated introduction of BIM.5D® at STRABAG 108 FuE+I Projekte 2015 RD+I Projects in 2015 114 Hochschul-Abschlussarbeiten 2015/16 University / College Theses 2015/16 119 Impressum Masthead 120 Ansprechpersonen Contact persons

Geotechnik und Tunnelbau / Geotechnical Engineering and Tunnelling

Straßenbau / Road Construction

Werkzeuge / Tools

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Energie, Umwelt und Nachhaltigkeit / Energy, Environment and Sustainability

Wissen und Kommunikation / Knowledge and Communication

Verzeichnis / Index

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Baustofftechnologie / Construction Materials Technology 14 I 15

Ziel / Ergebnis • alternatives, robustes und zuverlässiges Prüfverfahren für den Wassergehalt im Frischbeton• Prüfergebnis sofort verfügbar

Anwendung / Mehrwert • Betonbau im Allgemeinen• Erhöhung der Zuverlässigkeit bei der Ermittlung des Wassergehalts• Zeitersparnis bei der Annahmeprüfung • rasche Identifizierung von Qualitätsschwankungen• Minimierung von Bauverzögerungen und Mängeln

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: BTI

Art des Projekts intern

Projektlaufzeit Januar 2015 bis Dezember 2015

Ansprechperson Dr. Marcus Walz

Bearbeitung Torsten Dölle, Markus Pötz, Daniel Rüttinger, Sabrina Taubert

Patente / Publikationen • Rüttinger, D.: Untersuchung und Beurteilung eines neuen dielektrischen Messgeräts zur Bestimmung von Frischbeton. Bachelor-Thesis. HTWG Konstanz. 2015

• Taubert, S.: Bestimmung des Wassergehaltes im Frischbeton mittels Feuchtesonde auf Basis der Time-Domain-Reflectometry. Bachelor-Thesis. HTWK Leipzig. 2015

FEUCHTESONDE ZUR BESTIMMUNG DES WASSERGEHALTS VON FRISCHBETON

Frischbeton in Tübbing-schalung / Fresh concrete in a segment mould

Dielektrische Feuchte-messsonde / Dielectric moisture-measuring probe

AUF EINEN BLICK

Neue Prüfverfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton New test methods for determining the water content of fresh concrete

Among the existing concrete testing methods on site, indirect measurements are of great interest concerning a continuous monitoring of ready-mixed concrete. Indirect measuring methods have the advantage of being rapidly executed, non-destructive and reproducible. The dielectric moisture-measuring probe, which is used to determine the water content of fresh concrete, was investigated focusing on the practicability and reliability of the measurement results. Numerous test series and comparative measurements of direct nature were performed. The results prove the usability of dielectric moisture-measuring probes, when the operating person is aware of the influencing parameters and a proper handling. Further investigations on indirect measurement methods will be carried out to identify additional alternatives to direct measuring methods.

HintergrundDer Wassergehalt des Frischbetons beeinflusst in großem Maße die Frischbeton- und Festbetonei-genschaften. Vor allem bei Betonen mit hohen be-tontechnologischen Ansprüchen, beispielsweise In-nenschalenbeton in Tunnelbauwerken und Beton für die Gleitbauweise, ist die Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton für die Qualitäts- sicherung von großer Bedeutung. Hier bedarf es regelmäßiger Annahmekontrollen, die die Frisch- betonkonsistenz für einen sachgemäßen Einbau kontinuierlich überwachen. Der konventionelle Darr-versuch nach DIN 1048 als betontechnologisches Prüfverfahren zur Feuchtebestimmung erscheint je-doch nur eingeschränkt praktikabel in Anbetracht des erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwands. So liegen Messergebnisse zum Wassergehalt des Frischbe-

tons in der Regel erst 30 Minuten nach Anlieferung des Transportbetons auf der Baustelle vor. Neue Prüfverfahren, die frühzeitig belastbare Ergebnisse liefern, sind daher für eine effiziente Qualitätssiche-rung von großem Interesse. Untersuchungen und ErgebnisseWenngleich direkte Prüfverfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton dem Stand der Technik entsprechen, sind Zeitaufwand und schwierige Reproduzierbarkeit des Darrversuchs zu bemängeln. Indirekte Messverfahren können hingegen beliebig oft wiederholt und vergleichsweise zügig durchgeführt werden. Das Prinzip indirekter Messverfahren beruht auf der Bestimmung einer geeigneten Kenngröße, die mit der eigentlichen, gesuchten Messgröße zu-verlässig korreliert. Dieser Umstand kann Mess- ungenauigkeiten verursachen, weshalb Messgeräte für indirekte Prüfverfahren grundsätzlich kalibriert werden müssen. Zur Beurteilung der Funktionalität und Praktikabilität der indirekten Feuchtemessung gilt es, das Messverfahren auf seine Belastbarkeit zu prüfen. Gegenstand erster Untersuchungen war eine Feuchtemesssonde auf Basis der Time-Domain-

Reflectometry (TDR)-Laufzeitmessung, die sich die Dipoleigenschaft des Wassers bei der Erzeugung eines elektromagnetischen Felds zu Nutze macht. Die Prüfergebnisse der dielektrischen Feuchtemes-sung sollten durch begleitende Darrversuche validiert werden. Laborversuche, die parallel dazu durchge-führt wurden, dienten der Kalibrierung der Feuchte-messsonde. Auf Grundlage eines breiten Spekt-rums von Vergleichsmessungen konnten Einfluss- größen der indirekten Feuchtemessung definiert und beurteilt werden. Als solche sind zu nennen:• die Beeinflussung der Messwerte durch den

Anwender• die Betoneigenschaften: allen voran die Frischbe-

tonkonsistenz, die Auswirkung auf die Handha-bung hat

• die Interpretation und Auswertung der Messer-gebnisse

Fazit und AusblickNach aktuellem Kenntnisstand ist die dielektrische Feuchtemessung als indirektes Messverfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von Frischbeton bereits zum gegenwärtigen Zeitpunkt einsetzbar, sofern der Anwender oder die Anwenderin über ausreichende Kenntnisse im Umgang mit der Mess-sonde verfügt und sich der relevanten Einflusspara-meter bewusst ist. Mit der Erstellung von Arbeits- anweisungen soll dafür gesorgt werden, dass die sachgerechte Handhabung und die relevanten Einflussparameter für eine einwandfreie Messung für Erstanwendende anschaulich erläutert werden. Dennoch sollen weitere Untersuchungen ein umfas-sendes Bild über die Praktikabilität und Belastbar-keit der indirekten Feuchtemessung geben. Aufbau-end auf den bisherigen Untersuchungen werden als Alternative zur dielektrischen Feuchtemessung Ana-lysen der Mikrowellenfeuchtemessung durchgeführt.

Darrversuch zur Bestimmung des Wasserge-halts von Frischbeton / Pan testing method to determine the water content of fresh concrete

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BL 1 (298 Messungen)BL 2 (151 Messungen)BL 3 (182 Messungen)

f(x) = -0,574ln(x) + 4,7994 f(x) = -0,094ln(x) + 2,8941 f(x) = -0,149ln(x) + 2,9996

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Qualität der Messreihen

Anzahl der Messungen

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Gegenüberstellung der Messdifferenzen drei verschiedener Anwender /Comparison of measurement discrepancies of three different users

f(x) = -0,574In(x) + 4,7994 –––– BL 1 (298 Messungen)f(x) = -0,094In(x) + 2,8941 –––– BL 2 (151 Messungen)f(x) = -0,149In(x) + 2,9996 –––– BL 3 (182 Messungen)


Einsatz des Gleitbauver-fahrens beim Bauvorhaben ThyssenKrupp Testturm in Rottweil, Deutschland / Use of slipform construction in the construction project ThyssenKrupp Test Tower in Rottweil, Germany

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Ausbeulung in der Oberfläche infolge von Qualitätsschwankungen des Betons / Buckling in the surface due to variations in concrete quality

Betontechnologie und Qualitätssicherung für Beton im GleitbauConcrete engineering and concrete quality management for slipform construction

When the geometry of the cross section is suitable, in vertically oriented structures made of reinforced concrete the use of slipform construction has significant economic advantages. This may be building parts such as staircases or elevator shafts or entire structures such as silos or towers. By using the slipform method the construction is continuous. The formwork along the vertical concrete surface is pulled hydraulically. The concrete is poured in layers into the slipform and must have an appropriate stability at the time of leaving the shuttering so that after pulling the shuttering no deformations on the young concrete occur. The permanent progressive construction process requires – in the planning stage but also during construction and in particular in quality assurance – comprehensive knowledge and skills. The slipform construction therefore places high demands, among others, on the concrete consistency, the solidification behaviour and the development of the early strength of the concrete. In order to secure an undisturbed construction process, these specifications must be checked continuously. Alternative measuring and test procedures have been tested and verified because the default test methods are partially time-consuming and error-prone. By using several test methods adapted for the construction site and on the basis of preliminary studies, it is possible to significantly improve the quality management for slipform constructions. Influences from the composition of the concrete and effects of temperature on the earliest and latest pulling of the formwork could be identified.

HintergrundDurch den Einsatz des Gleitbauverfahrens können vertikal orientierte Bauteile oder ganze Bauwerke kontinuierlich hergestellt werden. Dabei ist vor allem die Steiggeschwindigkeit von bis zu 10 Metern pro Tag ein großer wirtschaftlicher Vorteil. Das Verfahren kann sowohl für einzelne Bauteile wie zum Beispiel Treppenhäuser oder Aufzugsschächte als auch für ganze Bauwerke wie Türme oder Silos angewandt werden. Voraussetzung für den Einsatz des Gleit-bauverfahrens sind Querschnitte, die keine wesent-lichen Veränderungen über die Höhe des Bauwerks aufweisen. Die Schalung wird mit Hilfe von hydrauli-schen Hebegeräten kontinuierlich mit einer festge-legten Geschwindigkeit nach oben gezogen. Wäh-rend des Gleitvorgangs wird die Bewehrung sowie lagenweise der Beton eingebaut. Der kontinuierliche Bauprozess erfordert in der Planungsphase, im Bau- ablauf und vor allem in der Qualitätssicherung um-fassende Kenntnisse und Fähigkeiten. Das Gleitbau- verfahren stellt zudem hohe Anforderungen an die Konsistenz, das Erstarrungsverhalten und die Ent-wicklung der Frühfestigkeit des Betons. Sind die Gleit- geschwindigkeit und das Erstarrungsverhalten des Betons nicht exakt aufeinander abgestimmt, kommt es beim Freiziehen des Betons zu Schäden infolge von Betonanhaftungen oder Ausbeulungen. Um einen ungestörten Bauablauf zu sichern, müssen diese Eigenschaften des Betons ständig überprüft werden. Die standardmäßig dabei eingesetzten Mess- und Prüfverfahren sind jedoch zum Teil zeitaufwendig und auch fehleranfällig. Am Bauvorhaben ThyssenKrupp Testturm in Rottweil wurden deshalb im Rahmen die-ses Forschungs- und Entwicklungsprojekts alterna-tive Mess- und Testverfahren getestet und verifiziert.

ProjektIm Rahmen des Projekts wurden die für eine opti-male Qualitätssicherung beim Gleitbauverfahren notwendigen Betonparameter identifiziert sowie die Schwankungen der Frischbetoneigenschaften an-hand umfangreicher Messreihen erfasst und ausge-wertet. Dies ist von elementarer Bedeutung, da das kontinuierliche Bauverfahren eine gleichbleibende Betonqualität erfordert. Zur Gewährleistung eines ungestörten Bauablaufs dürfen die zur Anwendung

kommenden Prüf- und Messverfahren nur eine geringe Fehleranfälligkeit aufweisen. Um die Über- tragbarkeit auf unterschiedliche Betone zu gewähr-leisten, wurden die Messungen an mehreren Beton-sorten durchgeführt.

Entwicklung eines baustellentauglichen Prüfver-fahrensIm nächsten Schritt erfolgte die Adaption eines Prüfverfahrens für die Beurteilung des Erstarrungs-verhaltens des Betons zur Erfüllung der Anforderun-gen des Gleitschalsystems. Die dafür notwendigen umfangreichen Versuche wurden ebenfalls beim Bau- vorhaben ThyssenKrupp Testturm in Rottweil durch- geführt. Ziel dieser Vorgehensweise war es, ein bau-stellentaugliches Prüfverfahren für die Bestimmung des Erstarrungsverhaltens zu entwickeln, um die zeitliche Entwicklung des Erstarrungszustands und damit das Zeitfenster für das Freiziehen definieren zu können. Das optimale Zeitfenster für das Ziehen der Gleitschalung wird durch die Zeitpunkte für das früheste und das späteste Freiziehen definiert. Der früheste Zeitpunkt ist dann, wenn der Beton eine ausreichende Festigkeit aufweist, um ohne Verfor-mungen sein Eigengewicht und die Auflast, die aus den Betonlagen darüber resultiert, zu tragen. Der späteste Zeitpunkt des Ziehens ist dann erreicht, wenn der Beton, der aus der gezogenen Gleitscha-lung zum Vorschein kommt, noch nachgearbeitet werden kann. Danach besteht die Gefahr, dass es zu Anhaftungen an der Schalung und damit auch zu Abrissen des Betons kommt. Für die Bestimmung des frühesten und spätesten Gleitzeitpunkts wur-den drei Ansätze untersucht und anhand von Ver-suchsreihen verifiziert. Besonderes Augenmerk wurde im Rahmen dieser Untersuchungen nicht nur auf die Aussagekraft der Prüfung, sondern auch auf die Reproduzierbarkeit, das heißt auf die Robust-heit, des Prüfverfahrens gelegt.

Messung des EindringwiderstandsBei der Messung des Eindringwiderstands werden üblicherweise in Abhängigkeit der Messanforderun-gen zwei verschiedene Geometrien des Eindring-körpers angewandt. So war zunächst die für die

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Messung des Eindring- widerstands mit unterschied-lichen Eindringkörpergeo- metrien zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit / Measurement of penetration resistance with different indenter geometries to investigate the reproducibility

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Übersicht - Zylinder: Reifegrad - Eindringwiderstand


Übersicht – Zylinder: Reifegrad – Eindringwiderstand

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18 I 19Research, Development, Innovation 2015 / 16

Ziel / Ergebnis • Kenntnis der Einflussparameter auf die Qualitätsschwankungen bei Betonen für den Gleitbau• Entwicklung baustellentauglicher und zuverlässiger Prüfverfahren für das Identifizieren des

Gleitfensters• Optimierung der Betonqualität und der Gleitgeschwindigkeit beim Gleitbauverfahren

Anwendung / Mehrwert • Gleitbauverfahren • Minimierung von Bauverzögerungen und Mängeln im Gleitbau

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: BTI; UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart II EP



Ansprechperson Torsten Dölle

Bearbeitung Thomas Glunk, Tim Henle, Steffen Kuder, Manuel Queitzsch, Dr. Marcus Walz

Patente / Publikationen • Queitzsch, M.: Adaption eines Prüfverfahrens für die Beurteilung des Erstarrungsverhaltens des Betons unter den Anforderungen eines Gleitbausystems. Bachelor-Thesis. HTWG Konstanz. 2015

• Henle, T.: Betontechnologie und Betonqualität im Gleitbauverfahren. Bachelor-Thesis. HfT Stuttgart. 2015

GLEITBETON

AUF EINEN BLICK

vorliegende Problemstellung geeignete Geometrie zu identifizieren.

Messung von Temperaturentwicklung und Er-starrungszustand am KnetbeutelZusätzlich zur Untersuchung des Eindringwiderstands erfolgten Messungen der Temperaturentwicklung des Betons sowie die Messung des Erstarrungszu-stands am Knetbeutel nach DIN 18218. Bei der Messung der Temperaturentwicklung war das Ziel, die Menge an Hydratationswärme zu definieren, bei der eine Mindeststandsicherheit des Betons erreicht wird. Die Ergebnisse des Knetbeuteltests wurden bezüglich der Übertragbarkeit auf die Anfor-derungen der Gleitschalbauweise geprüft. Der Fo-kus der zahlreichen Versuche lag auf dem mögli-chen Einsatz der Prüfverfahren als zuverlässige Qualitätssicherungsinstrumente im Gleitbau. Durch die zielsichere Bestimmung oder Überprüfung des Zeitfensters für den Gleitvorgang können Gleitstill-stand und Mängel durch Ausbeulen oder Abreißen des Betons und damit wirtschaftlich aufwendige Bauverzögerungen und Sanierungen vermieden werden.

ErgebnisDie im ersten Schritt identifizierten Einflusspara- meter auf die Betonqualität im Gleitbau wurden statistisch und grafisch ausgewertet. Anhand der Auswertungen konnten Maßnahmen definiert wer-

Exemplarische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Eindringwiderstand und Reifegrad / Exemplary illustration of the relationship between penetration resistance and degree of maturity

Statistische Auswertung der Eigenschaftenschwan-kungen beim Frischbeton / Statistical analysis of the quality fluctuations of fresh concrete

Sorte A

Festigkeitsklasse C 40/50

Dosierung Verzögerer 0,1 M-% 0,2 M-% 0,3 M-%

Anzahl % m3 Anzahl % m3 Anzahl % m3

Verteilung Zielbereich

Unterschreitungen Zielbereich 8 5,6% 70,8 10 7,2% 72,8 1 7,1% 9,6

Überschreitungen Zielbereich 32 22,5% 244,2 27 19,6% 199,2 8 57,1% 64,8

Zielbereich erreicht 102 71,8% 816,6 101 73,2% 696,6 5 35,7% 48,0

Summe 142 100% 1131,6 138 100% 968,6 14 100% 122,4

Auswertung aller Messwerte

Minimum 50,50 cm 18,1 °C 50,50 cm 18,6 °C 50,00 cm 18,4 °C

Maximum 59,00 cm 22,2 °C 61,00 cm 26,2 °C 59,00 cm 23,3 °C

Arithmetischer Mittelwert 54,99 cm 20,2 °C 55,23 cm 22,1 °C 56,25 cm 21,1 °C

Durchschnittliche Abweichung vom Mittelwert ± 1,22 cm ± 0,8 °C ± 1,14 cm ± 1,4 °C ± 2,07 cm ± 1,2 °C

Absolute Standardabweichung ± 1,55 cm ± 0,9 °C ± 1,60 cm ± 1,8 °C ± 2,54 cm ± 1,3 °C

Relative Standardabweichung ± 2,82 % ± 4,64 % ± 2,90 % ± 7,91 % ± 4,52 % ± 6,32 %

Median 55,00 cm 20,1 °C 55,00 cm 22,0 °C 57,00 cm 21,4 °C

Auswertung Zielbereich

Minimum 53,00 cm 18,1 °C 53,00 cm 18,6 °C 53,50 cm 18,4 °C

Maximum 56,00 cm 22,2 °C 56,00 cm 26,2 °C 56,00 cm 23,3 °C

Arithmetischer Mittelwert 54,58 cm 20,2 °C 54,99 cm 22,3 °C 54,60 cm 21,0 °C

Durchschnittliche Abweichung vom Mittelwert ± 0,81 cm ± 0,8 °C ± 0,58 cm ± 1,5 °C ± 1,12 cm ± 1,2 °C

Absolute Standardabweichung ± 0,95 cm ± 0,9 °C ± 0,77 cm ± 1,8 °C ± 1,16 cm ± 1,3 °C

Relative Standardabweichung ± 1,74 % ± 4,67 % ± 1,40 % ± 8,06 % ± 2,12 % ± 6,20 %

den, die eine bei der Verwendung des Gleitbauver-fahrens notwendige Konstanz bei der Betonqualität gewährleisten können. Bei der Adaption eines Prüf- verfahrens für Aussagen zur Beurteilung des Zeit-fensters für das Ziehen (frühestes und spätestes Freiziehen) konnten ebenfalls zahlreiche Erkenntnis-se gewonnen werden. Die Auswertung der Messun-gen der Hydratationswärmefreisetzung des Betons lieferten keine ausreichend genauen Daten zur Be-urteilung des optimalen Gleitfensters. Die Tempera-turmessungen zur Bestimmung der Reifegrade des Betons werden auf der Baustelle stark von den Außenlufttemperaturen beeinflusst und damit ver-wischt. Dieses Verfahren ist damit nicht geeignet für Baustellenprüfungen. Bei konstanten Temperaturen, zum Beispiel bei Laborbedingungen, kann es jedoch eingesetzt werden. Obwohl das Knetbeutelverfah-ren aufgrund der Durchführung ein eher subjektives Verfahren ist, liefert es gute Ergebnisse bezüglich des Beginns des Zeitfensters, also für den Zeit-punkt des frühesten Freiziehens. Die aufzubringende Druckkraft fällt dabei sehr gering aus, sodass eine Überprüfung mit Hilfe eines Penetrometers erfolgen muss. Auch die Druckkraft selbst muss unter Berücksichtigung der Einbausituation des Betons abweichend von der Norm angepasst und definiert werden. Für den spätesten Zeitpunkt des Frei- ziehens konnte keine entsprechende Druckkraft definiert werden. Bei der Messung des Eindring- widerstands mussten mehrere Einflussparameter

berücksichtigt werden. Ein Hauptaugenmerk lag dabei auf dem Einfluss des Verzögerers auf die Ent-wicklung der Eindringwiderstände bei unterschiedli-chen Betonsorten in Abhängigkeit der durchschnitt-lichen Betontemperatur. Es konnte hierbei, wie beim Knetbeutelverfahren, der Zeitpunkt für das früheste Freiziehen zuverlässig ermittelt werden.

Fazit und AusblickAnhand der im Rahmen dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekts im Jahr 2015 durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, wie die Qualitätssicherung beim Gleitbau erfolgen kann. Durch Versuche, die Eckdaten der zur Anwendung kommenden Betonrezepturen und anhand zusätz- licher baustellentauglicher Prüfverfahren kann die Gleitgeschwindigkeit zumindest für den Beginn des Zeitfensters für das Gleiten optimiert werden. Für den spätesten Zeitpunkt des Gleitens sind Kombi-


y = 0,04x2 - 5,78x + 216,48 R² = 0,92

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Übersicht - Kegel: Reifegrad - Eindringwiderstand in N


Übersicht – Kegel: Reifegrad – Eindringwiderstand in N

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nationsprüfungen notwendig. Diese erfordern in Zukunft noch weitere Entwicklungsarbeit. Da unter-schiedliche Betonrezepturen auch verschieden auf die Zugabe von Verzögerern reagieren, müssen für jede zur Anwendung kommende Betonsorte eigene Untersuchungen durchgeführt werden. Durch die Kenntnis der beeinflussenden Parameter kann eine rasche Reaktion zum Beispiel auf veränderte Frisch-betontemperaturen erfolgen und die Gleitgeschwin-digkeit entsprechend variiert werden, um Schäden an der Betonkonstruktion zu vermeiden.

y = 0,04x2 − 5,78x + 216,48R2 = 0,92

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Ziel / Ergebnis • Untersuchung der Leistungsfähigkeit von mit Kunststofffasern bewehrtem Beton• Identifikation geeigneter Bemessungsansätze• Entwicklung von Rezepturen für Spritzbeton im Tunnelbau• Spritzversuche zur Überprüfung der Verarbeitbarkeit und zur Probengewinnung

Anwendung / Mehrwert • Einsparung von herkömmlicher Bewehrung durch den Einsatz von mit Kunststofffasern bewehrtem Beton• Erhöhung der Dauerhaftigkeit im Tunnelbau

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau, TUB; ZB TPA 04: BTI; UB Tunnelbau 2I: Tunnelbau IU



Ansprechperson Dr. Thomas von Schmettow

Bearbeitung Andreas Laipple, Kevin Oepen, Dr. Marcus Walz

KUNSTSTOFFFASERBETON

Ausbreitversuche für Beton mit verschiedenen Kunststofffasergehalten /Slump test for concrete with different macro-synthetic fibers

Kunststofffasern zur Bewehrung von Spritzbetonschalen im Tunnelbau Macro-synthetic fiber-reinforced shotcrete in tunnel linings

Synthetic fibers are mainly known as micro-synthetic fibers for fire protection. However, in recent years macro-synthetic fibers made of polypropylene or polyole have been developed, which are used as reinforcement to reduce the amount of conventional or steel fiber reinforcement. Up to now, the main field of application is in the mining industry especially in Australia and South America, where in recent years also some rock tunnels have incorporated macro-synthetic fiber-reinforced shotcrete lining. However, in Germany and in many European countries, to this day no serious application in common tunneling projects is known and therefore no immediate experience is available. In this research project experiences with the bearing capacity of this reinforcement type from laboratory testing and field tests shall be collected and recommendations for work procedures when applying synthetic fiber-reinforced shotcrete shall be developed. From this, conclusions on applicati-on areas in tunneling will be drawn, where this rein-forcement type might offer technical and/or com-mercial advantages.

HintergrundDer Einsatz von Kunststoffmikrofasern für den vor-beugenden Brandschutz wird bereits seit einiger Zeit untersucht (siehe Konzernbroschüre Research, Development, Innovation 2014/2015, S. 24 – 25). Doch erst in letzter Zeit gewinnen Kunststoffmakro-fasern als Bewehrungselement für temporäre und permanente Spritzbetonschalen weltweit an Be- deutung. Grund hierfür sind Vorteile bei Dauer- haftigkeit, Verarbeitung und Wirtschaftlichkeit. In Deutschland wurden Kunststoffmakrofasern bisher

noch in keinem Tunnelbauprojekt als Bewehrungs-element eingesetzt. Die Schwierigkeit liegt in der normgerechten und prüffähigen Bemessung dieses Werkstoffs, da die anwendbaren Normen sehr konservativ sind. Dadurch können keine deutlichen Einsparungen realisiert werden. Im Prinzip handelt es sich bei Faserbeton nicht mehr um einen bewehrten Beton, sondern um einen neuen Werk-stoff mit einer höheren Zugfestigkeit, der unbewehrt eingebaut wird. Die Kunststofffasern sind deutlich feiner verteilt und flexibler als Stahlfasern.

ProjektIm Forschungsprojekt wurde zunächst mittels einer Literaturrecherche versucht, grundsätzlich die Eigen- schaften dieses Baustoffs wie Festigkeit und Tragfä-higkeit zu untersuchen. Aktuelle Veröffentlichungen zu Kunststofffaserbeton lassen viele Faktoren, die bereits beim Stahlfaserbeton ungeklärt waren, auch weiterhin unberücksichtigt. Andere Einflussfaktoren, wie z. B. die größere Faserdichte und die geringere Steifigkeit der Einzelfaser, sind noch nicht ausrei-chend untersucht. Dadurch wird dem Baustoff bei der Bemessung vermutlich eine wesentlich geringere Leistungsfähigkeit zugetraut als tatsächlich möglich wäre mit negativem Einfluss auf die Wirtschaftlich-keit. Auch aus den weltweit veröffentlichten Normen und Empfehlungen zum Thema Faserbewehrung oder Kunststofffaserbewehrung lassen sich bisher nur wenig konkrete Aussagen zur tatsächlichen Leistungsfähigkeit von Kunststofffaserbeton ablei-ten. Aus diesem Grund ist eine umfassende For-schung hinsichtlich des Einflusses verschiedener Kunststoffmakrofasern auf die Betoneigenschaften notwendig.

HerstellerangabenDie Auswertung von fünf Kunststofffasertypen ver-schiedener Hersteller anhand von Versuchsergeb-nissen, die von den Herstellern zur Verfügung gestellt wurden, ergab zum Teil widersprüchliche oder nicht nachvollziehbare Aussagen zur Wirkung der Fasern. Daher wurden in Zusammenarbeit mit dem Bereich Betontechnologie International (BTI) der Konzern-gesellschaft TPA eigene Versuche geplant, für deren Durchführung von allen Herstellern ausreichende Mengen Kunststofffasern zur Verfügung gestellt wurden. Außerdem sagten alle Hersteller ihre Unter-stützung bei Baustellenversuchen zu.

AusblickFür den weiteren Projektverlauf wurde in Zusam-menarbeit mit der Konzerngesellschaft TPA ein Versuchsprogramm aufgestellt, das Aufschluss über die Leistungsfähigkeit und Verarbeitbarkeit des

Faserbetons geben soll. Das Versuchsprogramm beinhaltet Ausbreitversuche an Frischbeton und Standardprüfungen für Druckfestigkeit, Spalt- und Biegezug an Festbetonproben. Außerdem werden Baustellenversuche mit Spritzbeton an Spritzkisten durchgeführt, bei denen die Homogenität des Mate-rials und die Verarbeitbarkeit z. B. beim Spritzen über Kopf und auf feuchtem Untergrund bewertet werden. Auf Basis dieser Ergebnisse sollen poten- zielle Anwendungsfelder und Empfehlungen für die Anwendung von Kunststofffaserbeton bei zukünf- tigen Tunnelprojekten abgeleitet werden. Dafür ist auch die Ausarbeitung von Empfehlungen hinsicht-lich Vergleichsbemessungen inklusive einer wirt-schaftlichen Bewertung erforderlich.

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AUF EINEN BLICK

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Baustofftechnologie / Construction Materials Technology 22 I 23

Ziel / Ergebnis • Qualitätssicherung und Produktionsüberwachung in Asphaltmischanlagen mittels Chargenprotokollen• Automatisierung der Probennahme und Auswertung der Mischgutchargenprotokolle

Anwendung / Mehrwert • Verbesserung der Mischgutqualität durch detailliertere Überwachung

Unternehmenseinheit UB Schweiz/Ungarn/SRM 6X: HU VWB HH; ZB Zentrale Technik 30: Zentrale Technik Wien, BPM-W(STRAsco Wien); ZB BMTI 01; ZB TPA 04


Projektlaufzeit Juli 2015 bis März 2017

Ansprechperson Csaba Szarvady

Bearbeitung Dr. Günther Füllerer, Győző Képes

QUALITÄTSSICHERUNG DURCH AUTOMATISIERTE PRODUKTIONSÜBERWACHUNG

Moderne Chargenmisch-anlage mit Kaltrecycling in Pécs, Ungarn / Modern asphalt mixing plant with cold recycling in Pécs, Hungary

Produktionszeiten einer Asphaltmischanlage für eine Charge in Abhängigkeit der gemischten Sorten / Production times of asphalt mixing plants for one batch depending on the mixed type

AUF EINEN BLICK

Chargenprotokolle für die Qualitätssicherung bei Asphaltmischanlagen Batch logs for quality control in asphalt mixing facilities

“Asphalt is an indulgent material.” is a common saying from experts in the area of asphalt production and paving due to the possible greater deviations in composition and during production and paving in direct comparison with concrete. The road user does not bother himself with such technical details, but often has the impression that newly constructed or maintained roads do not stand as long as previously expected. Experts call this premature aging and a common reason for this as identified by media is insufficient budgets. However, according to experts one of the main contributors to premature aging is bitumen due to its major impact on price and quality. Therefore, type testing is performed in everyday business with the focus of this particular project being on the recipe constancy in the production process of mixing plants using batch logs.

Hintergrund„Asphalt ist ein geduldiges Material“ ist im Bau- wesen eine Redensart. Zumindest im Vergleich zu Beton, wenn es um kleinere Abweichungen bei Zusammensetzung, Herstellung oder Einbau geht. Die Verkehrsteilnehmer wissen davon meist wenig. Sie bemerken jedoch, dass neu gebaute oder er-neuerte Straßen häufig nicht so lange halten wie früher. In Fachkreisen als frühzeitige Alterung be-zeichnet, wird diese Entwicklung einem Mangel an Budget, der zunehmenden Verkehrsbelastung und der Klimaveränderung zugeschrieben. Tatsächlich ist es jedoch oftmals das Bitumen, das neben dem Preis auch die Asphaltqualität entscheidend beein-flusst. Bei der Rohstoffauswahl ist dies zu beachten. Zusätzlich zum Bindemittelgehalt und den Bitumen- eigenschaften werden die Qualität eines Mischguts und dessen Gebrauchseigenschaften auch von der Kornzusammensetzung und dem Füllergehalt be-einflusst. Das Einhalten der definierten Rezepturen ist damit von großer Bedeutung. Auch wenn die heutige Mischtechnik und die im Konzern üblicher-weise verwendeten Chargenmischanlagen Quali-tätsschwankungen in den Gesteinslieferungen aus-gleichen und damit ein homogenes Mischgut herstellen können, ist eine detaillierte Qualitätsüber- wachung unabdingbar.

ProjektIn Ungarn wurde im Zuge der Umstellung des IT- Systems in der Mischgutverwaltung eine verbesserte Auswertungsmethode der Chargenprotokolle in der Asphaltproduktion eingeführt. So kann nun die Produktion in den meisten Asphaltmischanlagen detailliert chargenweise online überprüft werden.

Mit Unterstützung der Zentralbereiche BMTI, TPA und Zentrale Technik wurden die Mischgewohn- heiten und -genauigkeiten von sieben Anlagen über das Jahr 2015 ausgewertet. Anhand der Analysen der Chargenprotokolle können eindeutige Aussagen über die gemischten Mengen und Sorten getroffen werden. Dies ist nach einem Vergleich mit den Brückenwaagenwerten von sicherheitstechnischer Bedeutung. Es können darüber hinaus wichtige Informationen über die Gleichmäßigkeit der Misch-qualität als Voraussetzung für die Qualität des End-produkts ermittelt werden. Folgende Punkte wurden zunächst mit Hilfe der Chargenprotokolle untersucht:• Anzahl der gemischten Chargen pro Rezept, da

die Rezepttreue mit der Chargenanzahl steigt• Anzahl der Unterbrechungen der Produktion im

Tagesgeschäft wegen Mindermengen eines an-deren Rezepts, was eine erneute Kalibrierung erfordert

• Erreichen der (theoretischen) Stundenleistung in der Praxis

AusblickAufgrund der bisherigen Ergebnisse werden die Analysen in Ungarn im Jahr 2016 weitergeführt. Mit-tels einer kontinuierlichen, zentralen Auswertung und durch Ergänzung der bei der werkseigenen Produk-

tionskontrolle (WPK) genommenen Proben mit der jeweiligen Chargennummer sollen nicht nur Ge-wichtsabweichungen beim Einwiegen der einzelnen Komponenten detektiert werden, sondern auch Aussagen über die tatsächlichen Kornzusammen- setzungen der Siebtaschen getroffen werden. Im Rahmen eines weiteren Forschungsprojekts unter Führung des Zentralbereichs TPA im Jahr 2016 werden weitere Untersuchungen zur Siebgenauig-keit der Mischanlagen im Konzern durchgeführt. Zusätzlich soll noch geprüft werden, inwieweit die Auswertung der Chargenprotokolle als Instrument für die Produktionsüberwachung und damit für die Qualitätssicherung herangezogen werden kann. Dies war in Ungarn bereits seit einiger Zeit geplant, aber aufgrund des hohen Arbeitsaufwands durch die bislang händische Auswertung nicht möglich. Mit der eingeführten digitalen Auswertung ist die Qualitätskontrolle stark vereinfacht.

Anzahl Chargen innerhalb eines Auftrags / Number of batches within one job

Materialvergleich: Mittlere Soll-Ist Abweichung/ Material comparison: average deviation

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Research, Development, Innovation 2015 / 16 24 I 25Research, Development, Innovation 2015 / 16

„Wie können Verbesserungen umgesetzt werden, Frau Patzelt?“ “How can things be improved, Mrs Patzelt?”

Zeit (für Verbesserungen) hat man nicht, man muss sie sich nehmen.„ “

Lydia Patzelt: An erster Stelle steht die Idee oder der Bedarf. Ich habe also entweder irgendwo gese-hen, gehört oder erlebt, wie eine Thematik besser umgesetzt wurde oder ich bin mit der Situation so unzufrieden, dass ich nach Verbesserung strebe. Bei Letzterem wird es wahrscheinlich nötig, ver-schiedene Methoden oder Varianten zu erproben, denn nicht immer ist die erste Idee ein Volltreffer und erst, wenn man etwas ausprobiert hat, kann man abschätzen, ob der Nutzen den möglicherweise er-forderlichen (anfänglichen) Mehraufwand überwiegt. Eine Verbesserung oder Veränderung eines ge-wohnten Ablaufs sollte sich für möglichst alle Betei-ligten lohnen. Umso höher ist die Akzeptanz und umso schneller kann die Verbesserung oder Verän-derung umgesetzt werden.

Wie oft verbessern Sie?Man sollte ständig überprüfen, wie und wo man sich verbessern kann. Ganz nach Eduard Mörike: „Wer aufhört, besser zu werden, hört auf, gut zu sein.“ Natürlich nimmt man sich im Tagesgeschäft nicht immer die Zeit etwas zu verbessern. Hier ist es hilfreich, wenn der oder die Vorgesetzte Verbesse-rungen fordert. Allerdings muss er oder sie die Ideen seiner Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Gegen-zug auch unterstützen.

Was empfehlen Sie (anderen) jungen Mitarbeite-rinnen und Mitarbeitern, die eine Idee für eine Verbesserung haben?Junge Kolleginnen und Kollegen müssen ihre Idee ein Stück weit verkaufen, Vorteile aufzeigen, aber auch beweisen, dass sie sich über alternative Szenarien Gedanken gemacht haben. Also zum Beispiel, wie man vorgeht, wenn etwas nicht wie geplant funktioniert.

Letztlich zählt der (wirtschaftliche) Erfolg. Welche Grundvoraussetzungen müssen für eine erfolg-reiche Baustelle erfüllt sein?Das Bauvorhaben muss wirtschaftlich kalkuliert sein. Es muss rechtzeitig eine gute, ausreichend detail-lierte Planung bestenfalls nach einer abgeschlos- senen Planungsphase vorliegen und abschließend sollten leistungsstarke Nachunternehmen beauftragt werden, die in den Kostenrahmen passen. Gerade bei technisch anspruchsvollen Themen sollten diese frühzeitig mit eingebunden werden, damit mit ihnen gemeinsam Lösungen erarbeitet werden können.

Wie verbessern neue Technologien aktuell ihre Arbeit auf der Baustelle?Das Smartphone ist sehr praktisch, weil man, wenn einem auf der Baustelle etwas auffällt, gleich ein Foto machen und es an die oder den Verantwortli-chen schicken kann. Ein Building Information Model (BIM) unterstützt durch die dreidimensionale Visuali-sierung die Kommunikation mit den Nachunterneh-men. Allerdings ist die Rechen- und Übertragungs-leistung auf der Baustelle oft begrenzt, sodass nicht immer alle Informationen, die im Modell vor-handen sind, auch verwendet werden können. Durch BIM alleine wird aber die Qualität der Bau-ausführung nicht besser. Dafür müssen auf der Baustelle in erster Linie die zuvor genannten Grund-voraussetzungen erfüllt sein. Beim Testturm wurden die Treppenfertigteilelemente mit Barcode-Scannern versehen. Diese wurden im Werk, bei der Anliefe-rung und beim Einbau abgescannt, sodass es immer einen aktuellen Überblick über den Baufortschritt und die als nächstes benötigten Elemente gab.

Welche Entwicklung würde in der Zukunft Ihre Arbeit auf der Baustelle unterstützen?Eine App für die Leistungsmeldung bzw. den Bau- tagesbericht der Nachunternehmen wäre praktisch. Sie könnten damit am Ende eines Tages zum Bei-spiel einfach anklicken, welche Wände sie fertiggestellt haben. Diese Information könnte dann automatisch ins 3D-Modell übernommen und visua-

lisiert werden, wenn die Bauleitung sie freigegeben hat. Außerdem bräuchten wir ein einfach zu bedie-nendes Aufgabentool, um To-dos zu verwalten und auch mit Externen auszutauschen. So würden wir bei den vielen Nachunternehmen, und die Nachun-ternehmen mit ihren vielen Baustellen, besser den Überblick behalten.

Glauben Sie, dass in Zukunft Roboter auf der Baustelle zum Einsatz kommen könnten?Bei der Bauausführung und Materialversorgung ist der Einsatz von Robotern meiner Ansicht nach schwierig, weil sich die Bedingungen und die Trans-portwege täglich ändern. Vielleicht gibt es irgend-wann ein automatisiertes Magazin – ähnlich der Backshops in Discountern – wo man Bohrer und Schrauben auf Knopfdruck erhält. Auch bei der Ein- und Ausgangskontrolle wären Roboter zur Unter-stützung denkbar.

Wie können erfahrene Mitarbeiterinnen und Mit-arbeiter ihr Wissen an die junge Belegschaft weitergeben?Am besten anhand von konkreten Beispielen und noch besser anhand von Fehlern. Ein Foto, eine Skizze oder ein Gespräch an Ort und Stelle vermit-teln schneller und einprägsamer Wissen als lange Texte in der Fachliteratur, nach dem Motto: „So muss es aussehen, so darf es nicht aussehen, dar-auf solltest du achten.“

Wann haben Sie das letzte Mal etwas zum ersten Mal gemacht? Ich mache beinahe täglich Dinge zum ersten Mal. Es kommt darauf an, wie detailliert man die Prozes-

se betrachtet. Oft sind es Kleinigkeiten, manchmal aber auch grundlegende Leistungen und manchmal eben einfach das erste Mal bei dem jeweiligen Bauvorhaben. Jede Baustelle ist anders, sodass ich immer wieder auf neue Bedingungen treffe, die neue Lösungen erfordern.

Frau Patzelt, herzlichen Dank für das Gespräch!

When there is a need, Lydia Patzelt is looking for ways to improve processes on the construction site. She thinks that changes for improvement are easier to realise when all parties involved have a clear advantage from it. New technologies alone like Building Information Modelling (BIM) will not improve the quality of work execution on site but a good planning/design and a qualified subcontractor are the main determinants. Smartphone applications for the daily progress report would help her and the subcontractors on a daily basis to save time. Young colleagues first need a sound professional knowledge base to be able to collect experiences in collaboration with experienced colleagues. They must also be given the chance to make mistakes because these are more valuable than theoretical explanations.

Lydia Patzelt hat bereits während ihres Studiums des Bauingenieurwesens als Praktikantin und Werkstuden-tin bei der Ed. Züblin AG gearbeitet. Nach ihrem Abschluss hat sie als Nachwuchsingenieurin verschiedene Bereiche im Unternehmen durchlaufen. Inzwischen ist sie Bauleiterin bei der Direktion Stuttgart im Unternehmensbereich H+I Deutschland. Ihr aktuelles Projekt ist der ThyssenKrupp Testturm in Rottweil. /Lydia Patzelt has worked for Ed. Züblin AG already during her studies of construction engineering. After her studies she collected experiences in various areas within the framework of the Young Engineer program at Züblin. At the moment she works as site manager in the division Stuttgart in the group division Building Construction and Civil Engineering Germany. Presently, she is currently working on the ThyssenKrupp elevator test tower in Rottweil.

Geführt wurde das Interview von Karoline Fath, ZB Zentrale Technik 30: Entwicklung & Innovation

You don’t have time (for improvements), but you have to take your time.

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LEAN Construction – breite Basis für eine schlanke BaustellensteuerungLEAN Construction – broad basis for lean construction planning

LEAN Construction and LEAN management have gained importance in the construction sector. The objective of LEAN Construction is to optimise cost, quality and adherence to delivery dates by reducing waste. For this purpose, standardised tools have been developed for the analysis and visualisation of processes. This section presents the organisational implementation as well as successful LEAN projects and available tools for process analysis, visualisation and improvement.

LEAN Construction (LC) gewinnt im Bauwesen immer mehr an Bedeutung. Auch im STRABAG-Konzern verbreitet sich die LEAN-Denkhaltung zunehmend. Immer häufiger werden LEAN-Construction-Tools erfolgreich angewandt. LEAN Construction besteht aus einer eigenen Kultur sowie Prinzipien und Werk-zeugen. Die in den letzten 25 Jahren vor allem inter-national entstandene Kultur ist kein Selbstzweck, sondern eine wichtige Umgebungsbedingung, um die LEAN-Prinzipien und -Werkzeuge ganzheitlich und erfolgreich umzusetzen. Sie ist geprägt von Offenheit für kritisches Hinterfragen, zugelassener und aktiv erzeugter Transparenz, Wille zur kontinu-ierlichen Verbesserung, Kooperation und besonders Respekt sowie Wertschätzung für die involvierten Menschen.

Ziele von LEAN Construction Bei LEAN Construction geht es im Kern um die Optimierung von Kosten, Qualität und Termintreue bei Bauprojekten. Ziel ist eine höhere Effizienz im Bauablauf zur Erhöhung der Kundenzufriedenheit

und der Wertschöpfung bei gleichzeitiger Eliminie-rung von Verschwendung. Um eine Weiterent- wicklung der Arbeitsabläufe auf den Baustellen zu erreichen, ist es notwendig, bestehende Prozesse zu analysieren und kritisch zu hinterfragen sowie die LEAN-Grundprinzipien umzusetzen. Dazu exis-tieren eine Reihe von Methoden wie Taktsteuerung und -planung, Multimomentaufnahme oder Wert- stromanalyse. International ist auch das Last Planner® System (LPS), mit der Pull-Planung als eines seiner Bestandteile, weit verbreitet. Mit deren konsequen-ter Anwendung wird ein gleichmäßiger und trans- parenter Bauablauf erreicht. Zusätzlich zu den harten Einflussfaktoren wie der Einhaltung der LEAN-Grundsätze und -Methoden, hat der durch Visualisierungen unterstützte Informationsaustausch als weicher Gesichtspunkt eine große Bedeutung. Komplexe Zusammenhänge können nur im Team gemeistert werden. Im Folgenden wird die Umset-zung von LEAN Construction im Konzern vorge-stellt. Neben der organisatorischen Einbindung wer-den eine Auswahl von Projekten, bei denen LEAN Construction bereits erfolgreich angewandt wurde, sowie die zur Verfügung stehenden Methoden und Werkzeuge erläutert.

Ziele Grundsätze– – Prozesse /Methoden

STRABAG LEAN Construction Der Weg zum verschwendungsarmen Bauen

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KUNDENZUFRIEDENHEIT

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VER-BESSERN

• Kopplung und Verzahnung von Handwerkerleistungen und Informationen bei kleinstmöglichen Arbeitsbereichen (Losen) mit ähnlichen Arbeitsinhalten

• Harmonisierung der gewerkespezifischen Arbeitsinhalte, Kapazitäten bzw. Geschwindigkeit der Arbeitserbringung der Handwerker

• Nur benötigte (Handwerker-)Leistung, Materialen werden zeitgenau bereitge-stellt (in den Bauprozess gezogen)

• Trennung von Wertschöpfung und Verschwendung

• Standardisierung und Stabilisierung der Prozesse

• Ständige Verbesserungen schaffen neue Standards

Vier Prinzipien der LEAN-Kultur / Four principles of the LEAN culture

Durchgängige LEAN-Struktur auf Direktionsebene im VerkehrswegebauContinuous LEAN structure at sub-division level in the division Transportation Infrastructures Germany

For the implementation of LEAN in the division Transportation Infrastructures Germany, a complete LEAN Construction organisational structure (LC Asphalt) has been implemented. This structure includes LEAN experts in every team as well as LEAN managers on the sub-division and business unit levels.

Seit 2011 wird LEAN Construction zur Schaffung einer Kultur der ständigen Verbesserung im Verkehrs- wegebau Deutschland eingeführt. In der Direktion Hannover/Sachsen-Anhalt wurden im Asphaltstra-ßenbau erste Projekte nach der LEAN Construction Methode LC Asphalt umgesetzt. Die Ergebnisse der Pilotprojekte wurden technisch, wirtschaftlich und zusätzlich aus organisatorischer Sicht ausgewertet. Als Konsequenz wurde auf Direktionsebene eine bis auf Gruppenebene durchgängige, flächendeckende LEAN-Construction-Organisationsstruktur für LC Asphalt aufgebaut.

Ausbildung von Fachbauleiterinnen und -baulei-tern Asphalt und LEAN Expertinnen und ExpertenNeben der Rolle der LEAN Expertinnen und Exper-ten auf Direktionsebene wurde in allen Gruppen der LEAN-Organisationsstruktur die Fachbauleitung Asphalt (FBL Asphalt) als zentrale Rolle eingeführt. Diese nimmt als Prozessexpertin im allgemeinen Straßenbau die Aufgaben gemäß LC Asphalt wahr. Die Bereichsleitungen haben zusammen mit den jeweiligen Gruppenleitungen die FBL Asphalt benannt. Die Ausbildung der FBL Asphalt zu LC Prozessexpertinnen und -experten erfolgte im Zuge einer Schulungsreihe durch das Team Bau Prozess

Management. Dabei wurden die Grundsätze der LEAN-Kultur und die Methoden von LC Asphalt ver-mittelt. Zur Unterstützung der LC Prozessexpertin-nen und -experten und für die weitere Etablierung der LC Asphalt Methode wurde die Ausbildung weiterer LEAN Expertinnen und Experten gefördert. In diesem Zusammenhang wurden auch die organi-satorischen Abläufe von den LEAN Expertinnen und Experten untersucht.

LEAN Managerinnen und Manager2014 wurde der organisatorische Ablauf des Ein-kaufsprozesses mit der LEAN-Methode Wertstrom- analyse untersucht. Dabei werden der Wertstrom des Ist-Prozesses analysiert und verbessert sowie ein Soll-Prozess erstellt. Dabei erkannte die Direkti-onsleitung zur Optimierung von Bauausführung und Organisation eine Verzahnung mit weiteren Themen, die zur LEAN-Kultur gehören: Innovationen, Nach-haltigkeit, Wissensmanagement/-sicherung und das Integrierte Qualitätsmanagement (IQM). Deshalb wurde LEAN Management auf der Direktions- und Bereichsleitungsebene verankert, um die Zustän-digkeit für die Umsetzung der LEAN-Kultur eindeu-tig zu regeln. So kann diese von den Management- ebenen innerhalb der Direktion gezielt gefordert und gefördert werden, zum Beispiel in Form von Bedarfsabfragen oder einer Beratung im Arbeits- alltag.

Ansprechperson: Tobias MahnekeUB VWB Deutschland 6H: Hannover/Sachsen- Anhalt DH


Prozesssteuerung und -dokumentation am Asphaltfertiger / Process control and documentation on asphalt paver



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Wertstromanalyse Einkauf Value stream analysis procurement

For the improvement of processes in the procurement of the division Transportation Infrastructures Germany more than 70 value stream analysis and designs have been performed. From this, activity fields were identified and discussed in workshops. After pilot applications in three sub-divisions, they were implemented in the entire group division.

Im Jahr 2014 wurde im Unternehmensbereich Verkehrswegebau Deutschland beschlossen, den Einkauf in den Direktionen zu untersuchen und zu optimieren. Hierzu wurden über 70 Wertstromauf-nahmen in den operativen Bereichen durchgeführt. Ziel war es, zunächst den Ist-Zustand zu ermitteln, zu visualisieren und daraus einen Standard abzulei-ten und umzusetzen. Dabei wurde der Prozess von der Angebotsbearbeitung bis zur Auftragsabwick-lung mit Fokus auf den Einkauf erfasst und visuali-siert. Bei den Aufnahmen wurden Prozessschritte, Detailschritte und die verwendeten Werkzeuge wie beispielsweise Software erfasst. Mit der Wertstrom- analyse ist es möglich, tiefergehende Informationen wie Prozesszeiten oder Subprozesse zu analysie-ren. Die Aufnahmetiefe richtet sich nach der Zielstel-lung des Gesamtprojekts. Um die erforderlichen In-formationen zu erhalten, war es notwendig, dass alle Beteiligten an den einzelnen Prozessschritten aus den Bereichen Kalkulation, Einkauf, Ausfüh-rung, Leitung und Assistenz anwesend waren. Bei

den Wertstromaufnahmen wurden durch die Dis-kussionen sogenannte Handlungsfelder, also An-satzmöglichkeiten für Verbesserungen, erkannt und dokumentiert. Diese werden, um die Aufnahme nicht zu stören, zu einem späteren Zeitpunkt bear-beitet. Insgesamt wurden im Projekt 1.151 Hand-lungsfelder erfasst. Die Anzahl der Handlungsfelder reichte in den operativen Bereichen der Direktionen von 6 bis 37, mit einer durchschnittlichen Anzahl von 20. Die Anzahl der Handlungsfelder gibt keinen Aufschluss über den wirtschaftlichen Erfolg einer Direktion, sondern zeigt, wie offen oder selbstkritisch die Prozesse analysiert wurden. Nach der Analyse der Wertströme wurden die Handlungsfelder im Rahmen von Workshops bearbeitet und kategori-siert. Je nach der Kategorie der Handlungsfelder werden diese auf Direktions-, Bereichs- oder Grup-penebene sowie durch die IT bearbeitet. Im Projekt wurde auch der Soll-Prozess für den Einkaufspro-zess konzipiert. Dieser wurde in drei Direktionen als Pilot getestet und befindet sich derzeit im Rollout im gesamten Unternehmensbereich.

FazitDas Wertstromdesign kann für alle Prozesse in der Produktion und Administration eingesetzt werden. Voraussetzung für eine erfolgreiche Umsetzung ist – wie bei allen Verbesserungen – die richtige Intention und Motivation aller Beteiligten.

LEAN IN DER PRAXIS

Der Schwerpunkt des Wertstromdesigns (engl. Value Stream Mapping) liegt in der Analyse und Verbesserung von Informa-tions- und Materialflüssen. Ziel ist es, Wertströme zum Fließen zu bringen, um dadurch kürzere Durchlaufzeiten, niedri-gere Kosten und eine höhere Qualität zu erreichen. Die Methode wurde ursprüng-lich für Produktionsabläufe entwickelt, kann aber auch in abgewandelter Form für administrative Prozesse verwendet werden.

Das Wertstromdesign setzt sich zusam-men aus den Begriffen Wert, Strom und Design. Der Wert wird aus Sicht der exter-nen und der internen Kundschaft definiert. Wert ist dabei nicht ausschließlich mone-tär zu sehen, sondern kann auch eine Serviceleistung, Qualität, Information usw.

WERTSTROMDESIGN – EINE METHODE FÜR PROZESSVERBESSERUNGEN

sein. Es ist daher wichtig, den jeweils relevanten Wert zu kennen. Die externe Kundschaft ist eindeutig diejenige, die für das Produkt oder die erbrachte Leistung bezahlt. Interne Kundinnen und Kunden sind diejenigen, die im Prozess auf einen Prozessschritt folgen. Mit Strom ist der Ablauf gemeint, der zum Kundenwert führt, d. h. der eigentliche Prozess. Der Begriff Design deutet auf den Soll-Prozess hin. Im Wertstromdesign kann es mehrere Stufen zum Soll-Prozess geben, soge-nannte Future States 1 und 2.

Im ersten Schritt der Wertstromanalyse werden sämtliche Prozessschritte des Ist-Zustands mit verschiedenen Symbolen für Prozesskasten, Bestände, Ressourcen usw. visualisiert. Die Wertstromanalyse zeigt die Material- und Informationsflüsse

eines Ist-Zustands auf. Nach der Erfas-sung werden sämtliche Prozessschritte hinsichtlich ihrer werterhöhenden Inhalte, nicht werterhöhenden Inhalte sowie ihrer Verschwendung klassifiziert. Im zweiten Verfahrensschritt, dem Wertstromdesign, wird ein Soll-Zustand für einen verbesser-ten Material- und Informationsfluss des gesamten Wertstroms ohne Verschwen-dung definiert. Durch die Gegenüberstel-lung von Ist- und Soll-Zustand werden die Ursachen der Verschwendung erkannt und Handlungsprioritäten aufgezeigt. Ziel ist es, nach der Analyse sofort einen ver-besserten Prozess einzurichten und nicht auf den idealen Prozess zu warten, wenn z. B. eine Entwicklung eine längere Zeit benötigen würde, weil beispielsweise Technologien bzw. Steuerungsinstrumente noch nicht zur Verfügung stehen.

AUF EINEN BLICK

Ziel / Ergebnis • Untersuchung und Visualisierung des Einkaufprozesses• Festlegung eines Soll-Prozesses

Anwendung / Mehrwert • effizientere Abläufe im Einkauf

Unternehmenseinheit UB Verkehrswegebau Deutschland 6H; ZB Zentrale Technik 30: E&I, LEAN Construction Services

Projektlaufzeit Februar 2015 bis März 2016

Ansprechperson Dr. Michael Ott

LEAN IM EINKAUF

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Verkauf

sotftware

KonzernregelungenZahlungen

Kommunikation

Einkauf

Bausausführung

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13 %

8 %6 %

Software, Hardware

Konzernregelungen / StandardsZahlungen /Rechnungen

Kommunikation

Einkauf / Kalkulation

Bauausführung

Organisation

Verteilung der identifizier-ten Handlungsfelder / Distribution of identified activity fields

Workshop mit LEAN Expertinnen und Experten /Workshop with LEAN Construction specialists


INFO

Research, Development, Innovation 2015 / 16 30 I 31

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LEAN als Basis für eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung an der Bahnstrecke Paris – Ostfrankreich – Südwestdeutschland LEAN as a basis for an economic analysis on the railway line Paris – Eastern France – Germany

Geschwindigkeitserhöhung entspricht. Dabei wird der Boden zum Teil ausgetauscht oder mit Hilfe von Zement verfestigt. Darüber hinaus wurden die Tele-kommunikationsanlagen angepasst und Brücken entlang der Strecke erneuert oder verbreitert.

ProzessschritteIm Folgenden sind die Prozessschritte beschrieben, die vom Team LEAN VWB aufgenommen, systema-tisiert und analysiert wurden: Der erste Schritt besteht im Ausbau der Gleisjoche. Danach wird der Gleis-schotter mittels Schürfkübelraupen aufgenommen und zum Zwischenlager transportiert. In Teilberei-chen wird auch die bestehende Planumsschutz-schicht abgetragen und das bestehende Planum verbessert. Aufgrund der speziellen Sicherheitsan-

LEAN IN DER PRAXIS

Die Multimomentaufnahme, eine Form der Zeitaufnahme, dient zur Erfassung und Auswertung aller wertschöpfenden und nicht wertschöpfenden Zeitanteile (z. B. Steh- und Wartezeiten) einer Baustelle. Sie liefert somit eine detaillierte Visualisierung des Ist-Zustands. Darauf basierend können im Anschluss in Zusammenarbeit mit allen Baustellenbeteiligten Verbesserungsmög-

DIE MULTIMOMENTAUFNAHME – PROZESSANALYSE ZUR SYSTEMATISCHEN VERBESSERUNG VON BAUSTELLENABLÄUFEN

lichkeiten für den nachfolgenden Bau- ablauf oder für zukünftige Bauprojekte gleicher Art erarbeitet werden. Erarbeitete Optimierungsansätze werden anschlie-ßend mit anderen Baustellenteams ausgetauscht. Ein wesentlicher Vorteil der Methode liegt darin, dass alle Mitarbeite-rinnen und Mitarbeiter aktiv in die Analyse miteinbezogen werden. Außerdem eignet

sich die Multimomentaufnahme zur Be- stätigung einer gewissenhaften Planung und zur Überprüfung des optimalen Ein-satzes aller verfügbaren Ressourcen. Die Methode sorgt dafür, dass alltägliche Ar-beitsweisen und Abläufe im Arbeitsalltag systematisch und einfach weiterentwickelt und verbessert werden können.

forderungen der Auftraggeberschaft kommen statt der konventionellen Konfiguration – bestehend aus Bagger und Lkw – Schürfkübelraupen zum Einsatz. Ein wesentlicher Vorteil dieser Bauweise ist die Möglichkeit, nahezu unterbrechungsfrei zu arbeiten. Der Einbau des neuen Planums und des neuen Schotterbetts erfolgt ebenfalls mittels Schürfkübel-raupen in Kombination mit Raupe, Grader und Wal-zenzug.

Datenerfassung, Visualisierung und AuswertungDas Team LEAN VWB hat Multimomentaufnahmen mittels eigens dafür konfigurierter Tablets durchge-führt. Im Zuge der Auswertungen wurde ein Pivot Chart generiert zur Visualisierung des Anteils der Wertschöpfung. Die Auswertung ergab, dass die eingesetzten zwei Schürfkübelraupen aufgrund der kurzen Transportwege mit einer hohen Leistung effektiv arbeiten können. Innerhalb des untersuch-ten 333 m langen Abschnitts erreichen diese im Ausbau eine durchschnittliche kombinierte Leistung von 170 m³/h und im Einbau von 146 m³/h. Für die Planung der folgenden Bauabschnitte wurden Vari-

antenvergleiche durchgeführt. Die daraus gewon-nenen Erkenntnisse wurden zur Erstellung eines TILOS-Weg-Zeit-Plans genutzt, in den Massenver-teilung und Ressourcenplanung integriert wurden. Die Grundlagen für den TILOS-Weg-Zeit-Plan wur-den mittels des iTWO-Vorgangsmodells generiert, um Lohnstunden, Geräteressourcen, Kosten und Erlöse aus der Kalkulation übernehmen zu können.

FazitFür die Wirtschaftlichkeitsuntersuchung wurden Multimomentaufnahmen und Variantenvergleiche durchgeführt. Diese Auswertungen und die Erstel-lung eines iTWO-Vorgangsmodells wurden für die Bauablaufplanung der zukünftigen Bauabschnitte genutzt. Damit wurden Prozessaufnahmedaten und Prozessplanungsdaten miteinander vernetzt und in-nerhalb des kontinuierlichen Verbesserungsprozes-ses gewonnene Erkenntnisse für die Planung und Durchführung der Arbeiten erfolgreich umgesetzt.

For the profitability analysis of different options for constructing a section of the railway track Paris – Eastern France – Germany the team LEAN in transport infrastructure has conducted multi- moment recordings. All processes connected with various equipment technologies were analysed in detail. From this, the most profitable equipment combination could be identified.

AufgabenstellungDie Bahnstrecke Paris – Ostfrankreich – Südwest-deutschland (POS) wird gegenwärtig für die Anfor-derungen des modernen Bahnverkehrs ertüchtigt. Im Rahmen der grundhaften Sanierung des Ab-schnitts Neustadt an der Weinstraße hat das Team LEAN Verkehrswegebau (VWB) eine Wirtschaftlich-keitsuntersuchung für den optimalen Geräteeinsatz durchgeführt. Die daraus resultierenden Erkennt- nisse sollen für die Ressourcen- und Ablaufplanung der darauffolgenden Bauabschnitte genutzt wer-den.

ProjektbeschreibungDie Sanierung wird während des laufenden Bahn-betriebs realisiert. Dabei werden u. a. sogenannte Linienverbesserungen durchgeführt, d. h. der Ober-bau, die Oberleitung sowie die Leit- und Siche-rungstechnik der bestehenden zweigleisigen Strecke werden erneuert. Ebenso ist eine vollständige Ertüchtigung des Untergrunds vorgesehen, da die-ser bisher nicht den Anforderungen an die geplante

INFO

Ziel / Ergebnis • Visualisierung, Wirtschaftlichkeitsuntersuchung und Variantenvergleich für Bauabläufe• optimierter Geräteeinsatz

Anwendung / Mehrwert • effiziente Bauabläufe bei der Streckensanierung

Unternehmenseinheit Unternehmenseinheit: ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, LEAN VWB; UB VWB Deutschland 6H: Hessen/Rheinland-Pfalz/Saarland DF

Projektlaufzeit März 2015 bis November 2015

Ansprechperson Falk Brummer

LEAN IM VWB

Schürfkübelraupe beim Einbau von Schotter /Scrapedozer placing gravel

Schürfkübelraupe beim Einbau von PSS /Scrapedozer placing PSS

AUF EINEN BLICK



Zusammenspiel und Wechselwirkungen zwischen dem Last Planner® System und Building Information Modelling am Beispiel des Projekts Flare of Frankfurt Interactions of the Last Planner® System and Building Information Modelling in the construction project Flare of Frankfurt

On the construction project Flare of Frankfurt on the former Rundschau area in Frankfurt the LEAN method Last Planner® System (LPS) and Building Information Modelling (BIM) are used in combination. By increasing the reliability of planning decisions according to the LPS methodology and combining the BIM discipline models planning quality and speed is increased resulting in an overall improved project result.

LEAN Construction und Building Information Modelling (BIM) haben im Jahr 2015 im STRABAG- Konzern an Bedeutung gewonnen. Will man die damit zusammenhängenden Arbeitsweisen praktisch umsetzen, treten einige Fragen auf: Was ist LEAN? Was ist BIM? Ist BIM LEAN oder umgekehrt? In diesem Beitrag werden am Beispiel des Bauvorha-bens Flare of Frankfurt das Zusammenspiel und die Wechselwirkungen von LEAN und BIM erläutert.

Hintergrund Building Information Modelling (BIM)Durch eine vollständig digitalisierte, modellbasierte Arbeitsweise (BIM) wird die Zusammenarbeit der

Projektbeteiligten in allen Lebensphasen eines Bau-werks – Planung, Ausführung, Betrieb und Projekt-steuerung – erleichtert. Das Bauwerksmodell, die dreidimensionale, objektbasierte digitale Abbildung der physischen und funktionalen Eigenschaften des Bauwerks, ist zentraler Bestandteil von BIM. Das Bauwerksmodell entsteht in diesem Projekt aus der Koordination mehrerer Fachmodelle der beteiligten Fachplanungsteams (Architekturmodell, Tragwerks-modell, TGA-Modell etc.). Die Grundlage für die BIM-basierte Zusammenarbeit im Projekt wird im BIM-Projektabwicklungsplan beschrieben. Darin sind Ziele, organisatorische Strukturen, Verantwortlich-keiten sowie Prozesse und Austauschanforderun-gen aller Beteiligten festgelegt.

Ausführungsprojekt Flare of FrankfurtBei dem Projekt Flare of Frankfurt kommen sowohl BIM als auch das Last Planner® System (LPS) zur Erstellung der Entwurfs- und Ausführungsplanung zur Anwendung, um insgesamt eine verbesserte Projektabwicklung zu erzielen. Bebaut wird das ehemalige Rundschau-Areal im Herzen Frankfurts

LEAN IN DER PRAXIS

BIM-Teilmodelle des Projekts Flare of Frankfurt /BIM-discipline models of the project Flare of Frankfurt

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SOLLTE Meilensteine, Stimmigkeit, Gesamtabwicklung

VORBEREITEN gemeinschaftlich Ablauf und Übergaben definieren, Voraussetzungen identifizieren

KANN Commitment zur Organisation von Voraussetzungen, Neuplanung falls erforderlich; ausführbare Arbeiten sind noch nicht unbedingt von Wert, wenn ausgeführt

WILL ausführbare und für den Gesamtablauf sinnvolle Arbeiten verbindlich vereinbaren

TUN/GETAN Messen der Verlässlichkeit, Analyse der Fehlschläge, Maßnahmen zur Verbesserung und Abstellung von Ursachen

Aufbau Terminplanmit steigendem Detaillierungsgrad

Ablauf Last Planner®

Besprechung

nach Bedarf

wöchentlich

Das Last Planner® System (LPS) ist ein Steuerungsinstrument für Prozesse, bei denen Menschen zusammenwirken müs-sen, um ein Gesamtprodukt zu erstellen. Typische Prozesse im Bauwesen sind die Erstellung eines Bauwerks und die davor gelagerte Entwurfs- und Ausführungspla-nung. Der Bau- und Planungsablauf wird als Netzwerk von Zusagen an die prozes-sinterne Kundschaft angesehen und darü-ber gesteuert. Der „Last Planner®“ ist die Person in der Prozesskette, die als letzte die Ausführung der Arbeit anordnet (z. B. ein Polier, eine Vorarbeiterin in der Bauaus-führung oder die Teamleitung in der Pla-

LAST PLANNER® SYSTEM (LPS)

nungserstellung). Die Agierenden, die tat-sächlich den Verlauf der einzelnen Arbeiten planen und anordnen, werden bewusst in die Planung des Gesamtablaufs einbezo-gen. So wird zum einen das Know-how dieser Personen genutzt und zum ande-ren durch die persönlichen Zusagen die Verlässlichkeit (das Commitment) zur Umsetzung des Ablaufplans erhöht. Über die Ausführungsdauer von Aktivitäten so-wie die Qualität und den Zeitpunkt benö-tigter Vorleistungen wird mittels Visualisie-rungen der Abläufe und der Zusagen strukturiert kommuniziert. Um Zeitgewinne zu erzielen, ist u. a. eine nahtlose Folge von

Aktivitäten und daher die Offenlegung von persönlichen Puffern notwendig. Ebenso wichtig zur kontinuierlichen Verbesserung ist die Analyse der Gründe für das Nicht- Einhalten von Zusagen, um Ursachen von Störungen nachhaltig zu beseitigen. Da-für bedarf es einer sachlichen, kritisch konstruktiven, auf Problemlösung und kontinuierliche Verbesserung fokussierten Gesprächskultur im Team. Durch die Er-höhung der Zuverlässigkeit und Präzision der Planung von Abläufen sowie Überga-ben werden insgesamt eine gesteigerte Produktivität und dadurch bessere Ergeb-nisse hinsichtlich Zeit und Kosten erzielt.

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Vorschau- Planung

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Zuverlässigkeitsstatistik

PEA: Prozent erfüllter Aufgaben/Zusagen

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fehlende bauliche Vorleistung

fehlendes/ fehlerhaftesMaterial

Personaldisposition

späte Entscheidung

geänderte Prioritäten

Gründe für nicht planmäßig erledigte Zusagen



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AUF EINEN BLICK

nach einem außergewöhnlichen Entwurf von Hadi Teherani. Das Projekt zeichnet sich besonders durch seine komplexe Fassade und Innenstadtlage direkt neben dem Shopping- und Hotelkomplex MyZeil aus. Es entstehen ein Hotel, Wohnungen sowie Verkaufs- und Gastronomieflächen auf einer gemeinsamen Tiefgarage. Zur Erstellung der Aus-führungsplanung arbeiten Architektur, Tragwerks- und Haustechnik-Planung modellbasiert. Das Ge-samtmodell des Gebäudes wird durch die Planungs- koordination zusammengefügt und plausibilisiert. Jede Planungsdisziplin erarbeitet selbstständig ihre Leistung. Bei der wöchentlichen Integration in das Koordinationsmodell wird kurzzyklisch der Arbeits-fortschritt jeder Disziplin ersichtlich. Auch werden Stellen ersichtlich, an denen eine vertiefte Zusam-menarbeit zur Klärung von Fragen und Lösung von Problemen erforderlich ist. Die Visualisierung in 3D erzeugt dabei Transparenz und ein vertieftes Pro-jektverständnis. Besonders beim Zusammenspiel von Rohbau, Fassade und Haustechnik unterstützt dies die Planungskoordination und damit letztlich die Bauausführung. Wie bei einer 2D-basierten Pla-nung finden Planungsbesprechungen zur Abstim-mung der Planungsbeteiligten inklusive der Auf- traggeberseite als Endkundinnen und -kunden statt. Diese sind gemäß dem LPS strukturiert: Es erfolgt eine Rückschau und Vorschau, sowie die Abstim-mung und Definition von Aufgaben. Es gilt, eigene Leistungen (im Modell) zu erbringen, anderen Pro-jektbeteiligten bestimmte Informationen und son- stige Vorleistungen zur Weiterverarbeitung zur Ver- fügung zu stellen und Entscheidungen zum Projekt-fortschritt zu treffen. Mit dem LPS werden diese Leistungen entsprechend des Bauablaufs geordnet und ihre Erstellung organisiert.

ErgebnisDie Ausführungsplanung des Projekts unter Anwen-dung von BIM und LPS ist noch nicht vollständig

abgeschlossen. Es ist zu beobachten, dass vor allem die Fachplanung für Haustechnik größtenteils modellbasiert arbeitet, Modelle austauscht und Vor-züge darin sieht, wenn sowohl die anderen Fach-modelle als auch das daraus gebildete Koordinati-onsmodell als verbindlich gilt. Dies erfordert neben einer klaren Beschreibung der BIM-basierten Leistungen eine enge Koordination: Die Planungs- koordination wird langfristig zur BIM Koordination. Diese Randbedingungen bedingen Offenheit und resultieren darin, die eigene Planungsleistung sowie das eigene „Bild“ des Projekts und damit ggf. Schwachstellen und Unklarheiten offen zur Diskus-sion zu stellen.

Fazit und AusblickSowohl mit BIM als auch mit LPS werden neue Strukturen für die Zusammenarbeit der Beteiligten festgelegt, die zu einer erhöhten Transparenz und hohen Anforderungen an die Verlässlichkeit der Planung führen. Die Aufgabe im Team besteht darin, vertrauensvoll zusammenzuarbeiten und Pro-bleme anzusprechen, um sich gemeinsam auf die Lösungsfindung und den Projektfortschritt zu kon-zentrieren. Hierfür ist im Vorfeld mit allen Projekt- beteiligten eine klare Zielstellung verbindlich zu ver-einbaren. Gesamtziel ist, eine fundierte und stimmige Planungsgrundlage zur Realisierung der Kunden-ansprüche sowie eines gut strukturierten, effizienten und verlässlichen Bauablaufs zu schaffen.

Vernetztes Arbeiten auf AsphaltbaustellenConnected working on asphalt construction sites

The system LC Asphalt now allows networked communication between the construction site, the mixing plant and the back office. Three interacting components make this happen: STRAtakt web, STRAtakt Interface (STI) and the Finisher-Terminal. STRAtakt web is the planning tool of this system. It generates time tables for the truck drivers and loading times for the mixing plant. STRAtakt Interface provides the construction site with information concerning the mixing plant: the digital delivery notes and the amount of trucks and material en route. The Finisher-Terminal gathers the actual data in real-time from the construction site. This data is then sent to the mixing plant and STRAtakt web. In STRAtakt web everything is recorded and can be used for internal evaluations and invoice verification.

LEAN IN DER PRAXIS

Ziel / Ergebnis • Visualisierung des Bausolls für ein vertieftes Projektverständnis• Erkennen von Konsequenzen von Entscheidungen

Anwendung / Mehrwert • qualitativ verbesserte Planung und Projektabwicklung insgesamt durch frühzeitige Anwendung von BIM und LPS

Unternehmenseinheit UB H+I Deutschland 2C: Mitte ER

Projektlaufzeit Dezember 2015 bis Dezember 2018

Ansprechperson Hans-Georg Schmitt

Bearbeitung Dr. Ian Quirke, Dr. Carina Schlabach

Patente / Publikationen • Schlabach, C.: LPS als Steuerungsinstrument für anspruchsvolle Projektanforderungen. DVP Projekt-management-Frühjahrstagung. 2015

• Schlabach, C.: Wechselwirkungen zwischen partnerschaftlichen Projektabwicklungsformen und dem Last Planner® System, 3. Internationaler BBB-Kongress Baubetrieb, Bauwirtschaft, Baumanagement, RWTH Aachen University, 2015

LEAN UND BIM

Ziel / Ergebnis • vernetztes Arbeiten auf Asphaltbaustellen• Verbesserung der Kommunikation

Anwendung / Mehrwert • Effektivitätssteigerung• frühzeitige Fehlererkennung, Qualitätssicherung

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, LEAN VWB; ZB BRVZ 02

Projektlaufzeit Dezember 2014 bis April 2016

Ansprechperson Linda Böcking

Bearbeitung Linda Böcking, Mirjam-Sharon Fesseler

VERNETZTES ARBEITENAUF EINEN BLICK

Vernetztes Arbeiten ist bereits jetzt auf Asphaltbau-stellen bei STRABAG möglich, dank des Systems LC Asphalt der Direktion BPM, Bereich LEAN VWB. Dieses serienreife System besteht aus drei Kompo-nenten, die alle einbaurelevanten Daten untereinan-der synchronisieren: STRAtakt web, Fertiger-Terminal und STRAtakt Interface. STRAtakt web ermöglicht die tagesgenaue Einbauplanung einer Asphaltbau-stelle. Erzeugt werden Beladepläne für Mischwerke, Fahrpläne für die Lkws und ein Einbauplan für die Asphaltkolonne. Diese Soll-Daten sind für das Fertiger-Terminal jederzeit abrufbar, sodass alle wichtigen Informationen digital am Einbautag zur Verfügung stehen. Beim Einbau erfolgt die Erfas-sung der Ist-Daten über das Fertiger-Terminal und STRAtakt Interface (STI) in Echtzeit. STI ermöglicht die Kommunikation zwischen Baustelle und Misch-anlage durch den direkten Zugriff auf die Wiegesoft-ware der internen Mischanlagen. Alle Lieferschein-daten werden drahtlos an das Fertiger-Terminal gesendet. Das Baustellenpersonal weiß dadurch, wie viele Lkws und welche Materialmenge bereits verladen wurden und sich im Zulauf befinden und wann die Vollwiegung jedes Lkws stattgefunden hat. Im Gegenzug sendet das Fertiger-Terminal die Daten der Lkws, die sich auf dem Rückweg zur Mischanlage befinden – in Echtzeit – zurück an sel-bige. Einbaubegleitend werden alle Ist-Daten mit STRAtakt web synchronisiert. Die Verfolgung des Einbaufortschritts ist damit auch fernab der Bau-stelle möglich. Alle Daten werden abgelegt und stehen für interne Auswertungen und Rechnungs-prüfungen zur Verfügung. Ab Herbst 2016 ist STI auch für externe Mischanlagen verfügbar.

STRAtakt

Fertiger-Terminal

STI



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Kalkulationsrichtwerte für die BaulogistikApproximate values for the calculation of construction logistics

Approximate values for the calculation have been developed with which based on the gross floor space and construction time, the necessary construction logistics can be estimated for the integration in the time-relay planning and control.

Zur Integration der Baulogistik in die LEAN-Taktpla-nung und Taktsteuerung wurden im Rahmen einer Masterthesis Kalkulationsrichtwerte zur Optimie-rung der baulogistischen Steuerung entwickelt. Auf Basis der Brutto-Grundfläche (BGF) und des Aus-führungszeitraums der Dienstleistung kann mit die-sen Richtwerten der Aufwand für die Versorgungs- und Entsorgungslogistik, das Abfallaufkommen und das notwendige Personal ermittelt werden. Diese Daten sollen zukünftig detaillierter verifiziert werden.

STRABAG LEAN CONSTRUCTION TOOLS

Auf diese Weise wurden Gewerke, die aufgrund großer Liefermengen und eines hohen Platzbedarfs auf der Baustelle einen getakteten Bauablauf er-schweren, identifiziert. JIT-Lieferungen, die eine enge Koordination erfordern, werden bei diesen Gewer-ken derzeit nur wenig durchgesetzt. Hier ist eine verbesserte Einhaltung des Takts und eine verbes-serte Materiallogistik innerhalb der Baustelle nötig. Dies erfordert gegebenenfalls auch eine konse-quente Reduzierung des auf der Baustelle vorgehal-tenen Materials.

Bearbeitung: Dr. Joerg Altner, Christoph Kiesendahl, Miriam Stoisiek, Björn WienforthZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, LEAN H+I

Baustellen-Online-Avisierungs-Plattform (BOA)Construction site online notification platform

A construction site online notification platform has been developed for the easy and transparent control of all material flows, equipment, available surfaces and other resources on the construction site.

Die Gruppe Baulogistik entwickelt aktuell eine kon-zerneigene Baustellen-Online-Avisierungs-Plattform zur einfachen und transparenten Steuerung aller Material- und Warenströme auf der Baustelle. Die vorhandenen Ressourcen – alle Maschinen, Flächen

und sonstigen Ressourcen – werden mittels eines interaktiven Terminkalenders an einen vordefinierten Prozessablauf geknüpft und sind somit im Sinne des Baulogistikregelwerks verfügbar.

Bearbeitung: Dr. Joerg Altner, Christoph Kiesendahl, Miriam Stoisiek, Björn WienforthZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, LEAN H+I

For the time-relay control on the construction site standardised tools have been developed: • The time-relay control board for a daily overview

of the work progress• A pocket map for a quick orientation in large

building structures • A material station for the just-in-time delivery of

materials

TaktsteuerungstafelDie erfolgreiche Verwirklichung der Taktplanung steht und fällt mit der kurzzyklischen Steuerung des Leistungs-Solls auf der Baustelle. Daher wird der Arbeitserfolg in den getakteten Ausbaubereichen täglich auf die Einhaltung von Termin, Qualität, Ord-nung, Sauberkeit und Logistik überprüft und auf der Taktsteuerungstafel visualisiert. Bei der Taktsteue-rung werden für eventuelle Abweichungen vom Plan unverzüglich Gegenmaßnahmen definiert, die die termingerechte Ausführung sicherstellen. Die Takt-steuerungstafel ist für alle Baubeteiligten frei zu-gänglich und schafft damit eine hohe Transparenz bei der Erbringung des Leistungssolls in den einzel-nen Taktbereichen.

TaschenlandkarteDie Orientierung, vor allem in unübersichtlichen Baukörpern, ist von elementarer Bedeutung für den Erfolg eines reibungslosen Bauablaufs. In Form ei-ner Taschenlandkarte wird durch die visuelle Dar-stellung der Baumaßnahme und der Taktbereiche eine pragmatische Übersicht gegeben. Im Prinzip handelt es sich bei der Taschenlandkarte um einen vereinfachten „Stadtplan“ mit den detaillierten An-schriften der Ausbaubereiche.

MaterialhaltestelleDer allgemeine Treffpunkt innerhalb eines Taktbe-reichs wird mit der Materialhaltestelle markiert. An die Haltestellen werden die für die Taktung erforder-lichen Materialien Just-in-time (JIT) geliefert. Damit dient sie nicht nur als Kennzeichnung des Um-

Taktsteuerungstafel / Time-relay control board

Taschenlandkarte Thales, Ditzingen / Pocket map Thales, Ditzingen

36 I 37

Standardisierte Werkzeuge zur Taktsteuerung in der BauausführungStandardised visualisation tools for time-relay control in construction

schlagplatzes, sondern auch der Orientierung innerhalb des Bauvorhabens. Durch die Kombination einer klaren Adressierung und Übersichtlichkeit werden überflüssige Reibungen innerhalb des Bau-prozesses eliminiert.

Bearbeitung: Thomas Heidrich, Thomas Neumeyer, Daniel SébilleUB H+I Deutschland 2C: Stuttgart II EP

Materialhaltestellen NOAS, Stuttgart, © Porsche Consulting GmbH / Material stations NOAS, Stuttgart


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38 I 39Gebäude und Bauphysik / Buildings and Building Physics

Mobile Musterfassade mit integrierter Photovoltaik /Mobile façade mock-up with BIPV

Demonstration von größenvariabler Photovoltaik in der Gebäudehülle – Construct PV Demonstration of customised photovoltaic modules for building envelopes – Construct PV

Construct PV is a cooperative research project funded by the European Commission and coordinated by Ed. Züblin AG. The main goal is to develop and demonstrate customisable, efficient, and low cost building integrated photovoltaic (BIPV) for opaque surfaces of buildings. In the first project half, the requirements from stakeholders relevant for a BIPV-project as well as from the legal, normative and market perspective were assessed. In 2015, three small-scale demonstrators with BIPV were realised. On the roofs of the project partners SUPSI and Tegola Canadese in Switzerland and Italy test stands for roof-integrated photovoltaic modules were installed. Additionally, a mobile façade mock-up with BIPV was designed, realised and exhibited at different locations. For 2016 the installation of large-scale BIPV plants on the south façade of the Z3 office building in Stuttgart and on the roof of a university building in Athens is planned.

HintergrundDas von der EU-Kommission geförderte Projekt „Construct PV – Constructing building with custo-mizable size PV modules integrated in the opaque part of the building skin” wird seit Projektbeginn im Februar 2013 von der Zentralen Technik koordiniert und bearbeitet. Eine Vorstellung erfolgte bereits in den Konzernbroschüren Research, Development Innovation 2012/2013, S. 72 – 75 sowie 2014/2015, S. 120 – 121. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und beispielhafte Anwendung effizienter, kostengüns- tiger und architektonisch anspruchsvoller gebäude- integrierter Photovoltaik (engl.: Building Integrated

Photovoltaic – BIPV) für opake Flächen in der Ge-bäudehülle (Dach und Fassade). Insbesondere soll zudem die größenvariable Anpassung der Module in der Massenfertigung weiterentwickelt werden, um dem Unikatcharakter von Gebäuden und damit den sich ständig wechselnden Abmessungen Rechnung zu tragen. Mit gebäudeintegrierter Photovoltaik kann direkt an Gebäuden erneuerbare Energie er-zeugt werden. Im Zuge der sich verschärfenden gesetzlichen Vorgaben für die Energieeffizienz von Gebäuden in der Europäischen Union ab 2019 wird dies an Bedeutung zunehmen. Im Jahr 2015 wur-den drei kleinere Demonstratoren für gebäudeinte- grierte Photovoltaik realisiert. Diese dienen im Wesentlichen als erste Teststände mit zum Teil neu entwickelten Bauprodukten. Sie bilden die Grund- lage für große Demonstratoren, die die Praxis- tauglichkeit und damit Marktfähigkeit der im Projekt entwickelten BIPV-Lösungen zeigen sollen.

Neuentwicklung BIPV-BitumendachschindelEine der Neuentwicklungen im Projekt Construct-PV sind BIPV-Bitumenschindeln zur Integration in die opaken Flächen von Fassade und Dach. Die Mo- dule ersetzen Dachziegel oder Fassadenschindeln und bilden somit die wasserführende Schicht des Bauwerks. Ab einem Neigungswinkel von 10° erge-ben Flächen aus den neuen Bauelementen eine wasserdichte Gebäudehülle. Aus der Ferne unsicht-bare Drähte verbinden in smart-wire-Technologie die hocheffizienten kristallinen Heterojunction-Solar-zellen der Glas-Glas-Module. Die Module sind auf Bitumenschindeln angeordnet. Diese können auf her-

kömmliche Weise auf Holzunterkonstruktionen gena- gelt werden. Die Oberfläche unter den PV-Modulen entspricht konventionellen Schindeln, sodass bei Flächen aus beiden Schindelarten eine homogene optische Wirkung entsteht. Die Oberfläche der Schindeln wird mit Metall – Kupfer oder Edelstahl – kaschiert, dies ermöglicht die Bearbeitung mit einem Teppichmesser. Eine einfache Handhabung bei der Montage zur Anpassung an örtliche Randbedingun-gen ist somit gegeben. Die industriell vorgefertigten BIPV-Schindeln stellen zusammen mit den umlie-genden Schindeln ein System dar, das Planungs- und Installationskosten wirtschaftlich hält und bei dem durch die einfache Handhabung bei der Instal-lation eine geringe Fehleranfälligkeit besteht.

Demonstrationsanlage für die Dachintegration – Lugano, SchweizBei der Projektpartnerin Scuola universitaria profes-sionale della Svizzera italiana (SUPSI) in Lugano, Schweiz wurde ein Versuch für dachintegrierte Photovoltaikmodule aufgebaut. Dabei wurden zwei Teststände jeweils als Dach mit Photovoltaikmodu-len als BIPV-Lösung installiert. Ein Teststand wurde mit Modulen bestückt, die im Projekt entwickelt wurden. Der zweite Stand wurde mit kommerziell verfügbaren Modulen bestückt. Der Energieertrag beider Installationen wird überwacht und verglichen. Außerdem wird ein Temperatur-Monitoring durch- geführt. Erste Ergebnisse werden im Laufe des Jahres 2016 ausgewertet.

Teststand für die Dachinte- gration bei SUPSI in Lugano, Schweiz / Test stand for roof integration at SUPSI in Lugano, Switzerland

Teststand für die Dachintegration bei Tegola Canadese in Vittorio Veneto, Italien / Test stand for roof integration at Tegola Canadese in Vittorio Veneto, Italy

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40 I 41Gebäude und Bauphysik / Buildings and Building PhysicsResearch, Development, Innovation 2015 / 16

Ziel / Ergebnis • Entwicklung marktreifer Technologien und Geschäftsmodelle für gebäudeintegrierte Photovoltaik• Installation und Monitoring von Demonstrationsanlagen

Anwendung / Mehrwert • Installation von Photovoltaik an opaken Gebäudeflächen beim Neubau und im Zuge von energetischen Sanierungen

• Mehrwert durch Energiegewinnung mit der Gebäudeoberfläche

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: E&I; Schlüsselfertigbau, FAS

Art des Projekts Europäische Kommission – 7. EU-Rahmenprogramm für Forschung, Technologische Entwicklung und Demonstration (FP7), Grant Agreement Nr. 295981

Projektlaufzeit Februar 2013 bis Januar 2017; intern seit Januar 2012

Ansprechperson Robert Hecker

Bearbeitung Karoline Fath, Robert Hecker

Kooperation Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana (SUPSI), CH; TU Dresden, DE; Van Berkel & Bos U.N. Studio B.V., NL; Tegola Canadese S.P.A., IT; National Technical University of Athens, GR; D‘Appolonia S.P.A., IT; SMA Solar Technology AG, DE; Meyer Burger AG, CH; Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), DE; Agenzia Nazionale per le Nuove Tecnologie, L’Energia e lo Sviluppo Economico Sostenibile (ENEA), IT; Advanced Management Solutions LTD, GR

Patente / Publikationen • Hecker, R.; Fath, K.: Architektonisch anspruchsvolle Integration von Photovoltaikmodulen in ein Bestandsgebäude. 8. Forum Bauwerkintegrierte Photovoltaik. Bad Staffelstein. 2016

• Erban, Ch.; Oman, J.; Hecker, R.; Popp, Ch.: Neue Z3-Fassade in Stuttgart – Lastabtragend geklebte Photovoltaik-Verbundverglasung. Glasbau. Dresden. 2016

• Delponte, E.; Marchi, F.; Frontini, F.; Polo Lopez, C. S.; Fath, K.; Batey, P.: BIPV in EU28, from Niche to Mass Market: An Assessment of Current Projects and the Potential for Growth through Product Innovation. EUPVSEC. 2015

• Weinhold, J.: Ertragsprognose von fassadenintegrierter Photovoltaik basierend auf der Building Information Modeling (BIM) Methode in der Angebotsphase eines Generalunternehmers. Projektarbeit an der Hochschule für Technik Stuttgart (HfT). 2015

• http://www.constructpv.eu

CONSTRUCT PV

AUF EINEN BLICK

Photovoltaikzellen und GlasTedlar

Butyl-KlebeschichtBitumen

Glasfasergewebe 85 gBeschichtung

Glasfasergewebe 85 gBitumen

Polypropylen

Demonstrationsanlage für die Dachintegration – Vittorio Veneto, ItalienDie im Projekt entwickelten Bitumenschindeln wur-den als kleine Dachfläche in Vittorio Veneto (Italien) beim Projektpartner Tegola Canadese S.P.A. instal-liert. Deren Energieertrag wird mit einer zweiten Test- fläche verglichen. Hierbei handelt es sich um auf der Dünnschicht-Technologie basierende Module, welche nicht mehr kommerziell verfügbar sind. Erste Ergebnisse liegen bereits vor. Das wichtigste Ergeb-nis ist, dass die neue Produktentwicklung auf glei-cher Fläche doppelt so viel Strom erzeugt wie die Dünnschicht-Technologie.

Musterfassade mit BIPV – mobilDer Projektpartner UNStudio entwarf zur Demonst-ration von Photovoltaik in der Fassade eine Muster-fassade. Diese zeigt einerseits verschiedene und häufig vorkommende Fassadentypen, in welche

Aufbau eines BIPV-Elements / Structure of BIPV-element

Photovoltaik integriert werden kann. Zum anderen zeigt sie verschiedene Arten von Photovoltaiktech-nologien. Die Musterfassade wurde vom Fachbe-reich Fassadentechnik der Zentralen Technik mit entwickelt, geplant und realisiert. In der Musterfas-sade wird die Integration von Photovoltaik in folgen-den vier Fassadentypen demonstriert:• konventionelle Pfosten-Riegel-Fassade • vorgehängt hinterlüftete Fassade als geklebte

Konstruktion• horizontale Finnen für Gebäudegestaltung und

Verschattung• Passepartout-Rahmen um das Fenster für Ge-

bäudegestaltung und VerschattungDie Fassadentypen wurden zum Teil bereits an Gebäuden realisiert, die von UNStudio entworfen wurden. Die geklebte Konstruktion stellt die Photo-voltaik-Fassade dar, welche auf der Südseite des Z3-Gebäudes auf dem Züblin-Campus in Stuttgart

installiert werden soll. Die Projektpartnerinnen Meyer Burger AG, Fraunhofer ISE und SMA Solar Techno-logy AG stellten die Photovoltaikmodule und die elektrische Energieaufbereitung zur Verfügung. Die Musterfassade ist mobil und wurde bereits an mehreren Standorten gezeigt: Beim Energy Forum on Advanced Building Skins in Bern im November 2015, beim STRABAG iNNOVATIONSTAG im No-vember 2015 in Wien und seit Januar 2016 auf dem Züblin-Campus in Stuttgart.

AusblickFür das vierte und voraussichtlich letzte Projekt- jahr 2016 ist die großflächige Demonstration der neuen Construct-PV-Produkte an der Südfassade des Bürogebäudes Z3 auf dem Züblin-Campus in Stuttgart sowie auf dem Dach eines Gebäudes der Universität in Athen geplant. In der Fassade des Bürogebäudes Z3 sind Glasbrüstungen zwischen den Fenstern lastabtragend geklebt (Structural Glazing). Diese werden durch Glas-Glas-Photovoltaikmodule ersetzt. Da diese Bauart nicht baurechtlich geregelt ist, muss eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) von der Landesbauaufsichtsbehörde erwirkt werden.

Bereich 1

Klassische, linienförmig gelagerte Photovoltaik-module in einer Pfosten-Riegel-Fassade

Bereich 2

Lastabtragend geklebte Verglasung ohne mechanische Sicherung (ETAG Typ IV)

Bereich 3

Fensterbänder mit horizontalen Finnen für die Verschattung und Integration von geneigten Photovoltaikmodulen für einen höheren elektrischen Ertrag

Bereich 4

Modularisierte Vorhangfassade mit Passepartout-Rahmen für die Fassadengestaltung und Photovoltaikintegration

Beschreibung Musterfas-sade / Description façade mock-up

Der Energieertrag der Demonstrationsanlagen wird durch ein Monitoring dokumentiert und ausgewer-tet. Die mobile Musterfassade mit Photovoltaik soll im September 2016 auf der glasstec in Düsseldorf und ab Januar 2017 auf dem Hochschulcampus von SUPSI in Lugano ausgestellt werden.

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42 I 43Konstruktives / Structural Engineering

Ziel / Ergebnis • Entwicklung eines Verbindungsstücks zur Sanierung von Leitungen aus zementausgekleidetem Stahlrohr

• Prototyp wurde geplant und gebaut

Anwendung / Mehrwert • Rohr- und Anlagenbau (aggressive Medien, bspw. Petrochemie) • Einsatz Sonderflansch bei Anpassung technischer Details auch bei Stahlrohrleitungen für andere Medien

(gasförmig, flüssig oder fest)

Unternehmenseinheit UB VWB Deutschland 6H: Nordwest DC


Projektlaufzeit Januar 2003 bis Mai 2015

Ansprechperson Thomas Scheibler

Patente / Publikationen Patentanmeldung DE 10 2013 223 931 – Schutzrecht angestrebt

SONDERFLANSCH AUS STAHL

Vorgefertigte und auf Lager gelegte Passstücke für den Austausch von Rohrlei- tungsteilstücken bei einer Leckage / On stock prefabricated pipe spool ready to be installed to fix a pipe leak

Fertig zementausgekleideter und montierter Vorschweißflansch mit Anschweißende / Prepared inner lined concrete-flange with welding neck

AUF EINEN BLICK

Zementausgekleideter Vorschweißflansch als Übergangsformteil – Einsatz für hochaggressive Medien in der PetrochemieInner lined concrete-WN-flanges as a connection pipe spool – especially for the transport of highly aggressive media

Developed as a connection method to replace an older pipe piece, which is no longer able to resist aggressive media. For the reparation of leaks, you mount the concrete-WN-Flange to the existing and intact concrete lined carbon steel pipeline and replace the broken part with a modern steel pipe spool. The structure of the special flange enables electrical separation, thus preventing contact corrosion as a result of the potential difference between the steel and stainless steel pipe.

Hintergrund Seit etwa 130 Jahren wird in Deutschland Erdöl ge-fördert. Der steigende Bedarf und die technische Weiterentwicklung der Fördermethoden haben zu veränderten Anforderungen an das eingesetzte Rohrmaterial geführt, das zum Transport der Medi-en von den erschlossenen Bohrungen zu den Sam-melstellen und Betriebsplätzen eingesetzt wird. Temperatur, Druck und unterschiedliche chemische Zusammensetzungen der geförderten Produkte erfordern eine große Widerstandsfähigkeit und Beständigkeit des Rohrwerkstoffs gegen hochag-gressive Medien. Die Rohrwerkstoffe sind dement-sprechend weiterzuentwickeln und anzupassen. In den 1950er und 1960er Jahren zum Transport der Medien eingesetzte Stahlrohre mit einer Zementaus-kleidung haben den Anforderungen bisher standge-halten. Zukünftig werden Edelstahlrohrleitungen mit höherer Widerstandsfähigkeit gegen aggressive Medien eingebaut. Für Übergänge von vorhande-nem altem Rohrwerkstoff auf einen modernen Rohr-

werkstoff und für Reparaturen von Schadstellen an den alten Leitungssystemen mussten Lösungen gefunden werden. Die technische Machbarkeit stand dabei im Vordergrund.

EinsatzbereicheDer entwickelte Sonderflansch wird als Übergangs-stück bei einer Rohrleitungsverbindung zwischen einer neu verlegten Edelstahlrohrleitung und einer vorhandenen alten zementausgekleideten Stahlrohr- leitung eingesetzt. Bei der Anbindung der Edelstahl-rohrleitung an die Stahlzementrohrleitung ist wegen der unterschiedlichen elektrischen Potenziale für den Korrosionsschutz eine elektrische Trennung zu be-rücksichtigen. Kontaktkorrosion entsteht, wenn zwei Metalle mit unterschiedlichem Lösungspotenzial durch einen Elektrolyten (Wasser, feuchte Luft, etc.) leitend verbunden sind. Dabei werden das edlere Metall zur Kathode und das unedlere Metall zur

sich auflösenden Anode. Als Passstück oder Ver-bindungsstück wird der Sonderflansch aber auch in Form einer klassischen Flanschverbindung an Schadstellen in den vorhandenen Stahlrohrleitun-gen mit einer Zementauskleidung eingesetzt. Durch seinen Aufbau stellt der Sonderflansch den Korrosi-onsschutz an der Schadstelle wieder her. Durch die spezielle Gestaltung der Zementauskleidung ist die Verbindung als sogenannter Schwarz-Weiß-Über-gang einsetzbar.

Das Bauteil SonderflanschDer Sonderflansch ist ein Flanschelement mit einem angeschweißten Rohrende. Die Innenseite des Bau-teils ist mit einer Zementbeschichtung ausgekleidet. Das Bauteil wird an das vorbereitete Rohrende der Bestandsleitung angeschweißt und die Verbin-dungsstelle nach erfolgter Qualitätsprüfung der Schweißverbindung nachträglich mit Zement aus-gekleidet. Aus Korrosionsschutzgründen wird der gesamte Bereich einschließlich der neuen Schweiß-verbindung mit einer weiteren Beschichtung aus einer Kunstlasur ausgestrichen. Die Herstellung der Sonderflansche wird individuell auf die Abmessun-gen der vorhandenen Rohrleitung angepasst. Jeder Flansch ist somit ein Unikat. Die Herstellung und Montage erfolgt von Hand.

AusblickGesetzliche und umweltrechtliche Bestimmungen verlangen von den Betreibern der Rohrnetze eine regelmäßige Anpassung der Systeme an die neuen behördlichen Forderungen. Somit ist der Austausch der alten Stahlrohrleitungen mit Zementauskleidung gegen moderne Rohrleitungen aus Glasfaserver-stärkten Kunststoffen (GFK) oder Chromnickelstahl zukünftig unabdingbar. Davon unabhängig wird der Einsatz des zementausgekleideten Sonderflansches mittelfristig ein probates Mittel zur Leitungssanie-rung bleiben. Aber auch die Weiterentwicklung des Flanschs für den Einsatz bei anderen Medien bleibt ein interessantes Projekt für die Zukunft.

Schematische Schnitt- darstellung aus der Patent- anmeldung / Schematic section in patent application

Offenlegungsschrift der Patentanmeldung / Publication of patent application

(19) *DE102013223931A120150528*

(10) DE 10 2013 223 931 A1 2015.05.28

(12) Offenlegungsschrift

(21) Aktenzeichen: 10 2013 223 931.9(22) Anmeldetag: 22.11.2013(43) Offenlegungstag: 28.05.2015

(51) Int Cl.: F16L 23/032 (2006.01)F16L 23/08 (2006.01)F16L 9/02 (2006.01)F16L 9/133 (2006.01)F16L 9/08 (2006.01)F16L 9/153 (2006.01)

(71) Anmelder:STRABAG AG, 49828 Osterwald, DE

(74) Vertreter:Patentanwälte Liedtke & Partner, 99096 Erfurt, DE

(72) Erfinder:Scheibler, Thomas, 49434 Neuenkirchen-Vörden,DE

(56) Ermittelter Stand der Technik:DE 10 2008 047 662 B3DE 36 24 117 A1DE 38 37 161 A1

Prüfungsantrag gemäß § 44 PatG ist gestellt.

Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen

(54) Bezeichnung: Flanschelement, Verfahren zum Verbinden eines ersten Rohres mit einem zweiten Rohr

(57) Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft ein Flansch-element (1) mit einem metallischen Kragen (1.1) und einermetallischen Flanschhülse (1.2) für ein Rohr (2), wobei ander Innenseite (1.4) des Flanschelementes (1) eine Flansch-beschichtung (1.5) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft au-ßerdem ein Verfahren zum Verbinden eines Flanschelemen-tes (1) mit einem Rohr (2), welches eine Rohrwandung (2.1)und eine innerhalb davon angeordnete Rohrbeschichtung(2.2) umfasst, wobei die Rohrbeschichtung (2.2) auf einerLänge zwischen 5 mm und 30 mm entfernt wird, der Rohr-rand (2.3) mit dem Hülsenrand (1.3) des Flanschelemen-tes (1) verschweißt wird und zwischen Flanschbeschichtung(1.5) und Rohrbeschichtung (2.2) eine Auskleidung (4) an-geordnet wird.

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44 I 45Konstruktives / Structural Engineering

Ziel / Ergebnis • Abschluss der Zertifizierung des Holzturms • Entwicklung eines wirtschaftlichen Montagekonzepts

Anwendung / Mehrwert • Türme für Windenergieanlagen• zyklisch beanspruchte Holzbauteile• Erschließung eines neuen Geschäftsfelds

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau, TEE; UB H+I Deutschland 2C: Werke/Werkleistungen ES (MERK Timber GmbH)



Ansprechperson Dr. Jochen Röhm

Bearbeitung Dr. Stefan Bedö, Stephan Brand, Philipp Bussinow, Fritz Kunz, Bernd Wiedmayer

Patente / Publikationen • Brand, S.; Röhm, J.; Kunz, F.: Züblin-Tower: Ein innovativer Holzturm für Windenergieanlagen mit großer Nabenhöhe. 3. Stuttgarter Holzbau-Symposium. Stuttgart. 2015

• Röhm, J.; Brand, S.; Kunz, F.; Hoher Züblin-Windkraft-Turm aus Holz. 21. Internationales Holzbau- Forum IHF 2015. Garmisch-Partenkirchen. 2015

Technische Schutzrechte:• Deutsche Patentanmeldung DE 10 2014 104 000 Übergangsstück für einen Holzhybridturm – Schutz-

recht angestrebt• Europäische Patentanmeldung EP 15 000 402 Turm für eine Windkraftanlage und Verfahren zu dessen

Herstellung (WEA Holz, Generalkeilzinken) – Schutzrecht angestrebt• Europäische Patentanmeldung EP 15 000 401 Turm für eine Windkraftanlage und Verfahren zu dessen

Herstellung( WEA Holz, Eckstoß) – Schutzrecht angestrebt• Europäische Patentanmeldung EP 15 002 344 Schichtholzplatte und Turm für eine Windkraftanlage

aus Schichtholzplatten – Schutzrecht angestrebt

HOLZTÜRME FÜR WINDENERGIEANLAGEN

Achteckiges Holzturm- segment / Octagonal timber tower segment

Versuchsmodell Segmentstoß / Specimen of the segment joint

AUF EINEN BLICK

Entwicklung von Holztürmen für WindenergieanlagenDesign of timber towers for wind turbines

The environmental impact of the energy generation leads to an increasing demand of renewable energy. Against this background, the wind energy plays a major role. So far, the large wind turbines are mostly supported by tubular steel towers or a combination of a tubular steel tower and a pre-stressed concrete tower, so-called hybrid towers. The unfavourable CO2 footprint of these towers contradicts the positive environmental aims of renewable energy production. Using sustainable, robust and smart wooden towers enhances the claim of a clean energy production. The test results of the wooden wall panels and the joining technology underscore the capabilities of the tower concept.

HintergrundDer Einfluss der Energieerzeugung auf die Umwelt führt zu einer verstärkten Nachfrage nach Erneuer-baren Energien. Nicht zuletzt fordert der UN-Welt- klimarat einen Ausstieg aus der fossilen Energie- produktion. Andernfalls sind gravierende Folgen für das ökologische und sozio-ökonomische System der Erde zu erwarten. Die Windenergie wird eine tragende Rolle in einem vollständig auf Erneuer- baren Energien basierenden Energiesystem spielen. Bisher werden große Windturbinen zumeist von Stahlrohrtürmen oder von einer Kombination aus Stahlrohrturm und Spannbetonturm, sogenannten Hybridtürmen, getragen. Der Einfluss der Baukons-truktion auf die Klimaschutzwirkung ist eher von untergeordneter Bedeutung. Dennoch verfolgt der Konzern mit der Entwicklung eines Holzturms für Windenergieanlagen einen ganzheitlichen Ansatz: Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft ist nicht nur ein hervorragender CO2-Speicher, sondern verviel-

facht seine Klimaschutzwirkung durch die Substitu-tion anderer Baustoffe, die in der Herstellung mit hohen CO2-Emissionen verbunden sind. Die Kon- sequenz für eine nachhaltige und ökologische Ener-gieversorgung ist somit die Verwendung von Holz als Baumaterial für Windenergieanlagentürme.

KonstruktionDer Holzturm besteht aus wandartigen, bis zu 17 m langen Furnierschichtholz-Elementen, die sich okto-gonal zu einem Ring schließen. Die wasserfest verleimten Bauteile werden im Werk mittels CNC- Bearbeitung komplett vorgefertigt und die notwen-digen Stahlteile − soweit erforderlich − bereits im Werk integriert. Außenseitig wird die Furnierschicht-holzkonstruktion durch eine werkseitig aufgebrachte, wasserdichte und gleichzeitig dampfdurchlässige Beschichtung abgedeckt. Die Höhe des Turms beträgt ca. 130 m. Er ist auf einem 5 m hohen, vor-gespannten Stahlbetonsockel verankert. Den Über-gang zur Turbine bildet ein ca. 3,9 m hohes Adap-terstahlteil. MontagekonzeptAuf der Baustelle werden die einzelnen Wandele-mente auf einer Montagebasis zu einem achtecki-gen Querschnitt (Segment) zusammengesetzt und anschließend aufeinander gestellt. Der Innenausbau, die Montage des Blitzschutzes und die Abdichtung der Eckstöße können somit in Bodennähe erfolgen, was den Einsatz von kostenintensiven Großkränen auf ein Minimum reduziert. Die Fügung der einzelnen Plattenelemente zum geschlossenen Turmsegment wird mittels eines eingeklebten Keils realisiert. Dies gewährleistet zum einen die Aufnahme von Bautole-

ranzen und zum anderen einen schnellen Montage-fortschritt. Nach Fertigstellung der einzelnen Turm-segmente werden diese aufeinander gestellt. Für die Längs- bzw. Segmentverbindung wurde eine überdimensionale Keilzinkenverbindung entwickelt, die sich durch ihre besonders hohe Tragfähigkeit und eine gleichbleibende Steifigkeit auszeichnet. Die Zinkenform ist das Ergebnis eines iterativen Pro-zesses, um ein Optimum zwischen Tragfähigkeit und Verpressbarkeit der Klebeverbindung zu finden. Der Herstellungsprozess der Klebeverbindungen im Holzbau unterliegt strengen Randbedingungen. So darf beispielsweise die Oberflächentemperatur der zu verklebenden Bauteile nicht von vorgegebenen

Grenzwerten abweichen. Vor allem die untere Grenze von 18 °C schränkt die möglichen Herstellungszeit-räume deutlich ein und lässt eine Errichtung an kalten Frühjahr- und Herbsttagen nicht zu. Um eine nahezu ganzjährige Herstellung zu ermöglichen, wurden mit Hilfe von thermischen Simulationen geeignete Zusatzmaßnahmen identifiziert und an Probekörpern auf ihre Anwendbarkeit und Wirk-samkeit geprüft.

ZusammenfassungFür die Verbindung der Wandelemente wurden Klebeverbindungen entwickelt, die den hohen Ex- tremlasten und den vielen dynamischen Lastzyklen während der Nutzungsdauer standhalten sowie gleichzeitig eine schnelle Errichtung ermöglichen. Durch umfangreiche thermische Simulationen und Versuche konnten Lösungen gefunden werden, die eine baustellengerechte Umsetzung der Klebever-bindungen und ein durchgängiges Montagekonzept auch an kälteren Tagen ermöglichen.

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Konstruktives / Structural Engineering 46 I 47

Ziel / Ergebnis • Analyse des Verbundwerkstoffs Textilbeton• Eignung von Textilfaserbewehrung

Anwendung / Mehrwert • Einsatz von Textilbewehrung in Bauteilen mit Chloridangriff als Alternative zu Edelstahlbewehrung oder Beschichtung

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau; UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart II EP (Torkret GmbH)



Ansprechperson Dilip Mukherjee

Bearbeitung Laura Simon

TEXTILBETON AUF PARKDECKS

Flächige Carbonbewehrung mit Epoxidharztränkung / Textile reinforcement made of carbon and impregnated with epoxy resin

AUF EINEN BLICK

Verwendung von Textilbeton im ParkhausbauUse of textile reinforced concrete for car parks

The intrusion of chlorides in the slab of car parks is a recurring problem that leads to high maintenance costs. In this study the use of a textile reinforcement in the upper reinforcement layer for minimisation of crack widths has been examined. Based on the calculation of crack width from the Eurocode, a design model for a textile reinforcement has been deduced. With this modified design model an estimation for the crack width could be made. The accuracy of this estimation has to be examined in component tests.

HintergrundEin wiederkehrendes Problem im Parkhausbau ist das Eindringen von Chloriden in Risse der Parkdeck- oberfläche, was oftmals zur Korrosion der oberflä-chennahen Bewehrung führt. Nach DIN EN 1992-1-1 ist die Ausführung von Parkdecks nur mit zusätzli-chen Maßnahmen zulässig. Das Heft 600 des Deut-schen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) erläutert, dass neben einer Beschichtung auch andere Maß-nahmen möglich sind, wie beispielsweise Einfeld-systeme zur Vermeidung von Zugzonen an der Bau-teiloberseite oder Bewehrung aus nichtrostendem Stahl. Alternativ könnte die gefährdete obere Be-wehrungslage durch eine nicht-metallische textile Bewehrung ersetzt werden. Mit dieser Bauweise kann eine teure Oberflächenbeschichtung umgan-gen werden, die über die Nutzungsdauer eines Parkhauses regelmäßig erneuert werden muss. Ausgangsmaterial für eine textile Bewehrung sind alkaliresistente Glasfilamente oder Carbonfilamente, die als Roving gebündelt zu einem flächigen Textil oder zu einem Formprofil verarbeitet werden. Um die Geometrie der Struktur sicherzustellen und den

Wirkungsgrad der Bewehrung zu erhöhen, werden die Textilien in Epoxidharz oder Styrol-Butadien ge-tränkt. Textilbeton (engl.: Textile Reinforced Concrete (TRC)) kann zusammen mit Spritzbeton zur Verstär-kung vorhandener Bauteile eingesetzt werden. Eine Anwendung von TRC im Neubau ist beispielsweise bei Fassadenplatten. Textile Bewehrungen eignen sich besonders für schlanke und leichte Bauteile, da die Betondeckung gegenüber einer Stahlbewehrung deutlich reduziert werden kann. Während der E-Modul eines Carbontextils in etwa mit dem E-Modul von Stahl übereinstimmt, werden mit einem Carbontextil deutlich höhere Zugfestigkeiten erreicht – je nach Fasermaterial und Tränkung bis zu 3000 N/mm². Textile Bewehrung ist ein neuer Baustoff, der bisher in keiner Norm erfasst wird. Damit muss für jedes Bauvorhaben eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) er-teilt werden. Seit Mai 2015 gibt es eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung zum „Verfahren zur Ver-stärkung von Stahlbeton mit TUDALIT® (Textilbe-wehrter Beton)“. Diese regelt die Anwendung einer bestimmten Kombination von Textilien und Beton-zusammensetzungen für die Biegeverstärkung von Stahlbetonbauteilen als Innenbauteile. Dabei wird nur ein Anwendungsbereich abgedeckt.

UntersuchungenWird zur Schnittgrößenermittlung des Parkdecks ein Einfeldsystem gewählt, muss berücksichtigt werden, dass sich in der Realität annähernd eine Durchlauftragwirkung ausbilden kann. Im Auflager-bereich ergibt sich infolge des Eigengewichts und der Verkehrslast eine Zugbeanspruchung auf der Bauteiloberseite. Diese führt im Beton zwangsläufig zu Rissen. Bei der Verwendung einer textilen Be-

des Bewehrungsmaterials. Ein großer E-Modul ver-ringert die Differenzdehnung von Textil zu Beton. Da der E-Modul einer Carbon-Bewehrung deutlich grö-ßer ist als der einer alkalirestistenen Glasfaserbe-wehrung, haben sich die Untersuchungen auf eine Bewehrung aus Carbonfasern beschränkt.

ErgebnisNach einigen Modifikationen konnte eine Formel zur direkten Rissbreitenbemessung für eine textile Bewehrung ermittelt werden. Ein Hersteller stellte Materialeigenschaften für verschiedene Textilien zur Verfügung. Da keine Informationen über die Ver-bundeigenschaften vorliegen, fehlt ein Parameter zur Berechnung der Rissbreite. Die berechnete Rissbreite stellt somit nur eine grobe Abschätzung dar, ermöglicht jedoch die Wahl eines für den Anwendungszweck passenden Textils. Um einen genauen Wert für die tatsächlich vorhandene Riss-breite zu erhalten, sind Bauteilversuche mit ver-schiedenen Laststufen geplant.

AusblickIn zahlreichen Versuchen, die bereits von Universitä-ten im Rahmen von Forschungsvorhaben durchge-führt wurden, konnte beobachtet werden, dass die grundsätzliche Eignung der Textilbewehrung für die Rissbreitenminimierung im Parkhausbau gegeben ist. Mit Anpassung der Rissbreitenbemessung nach EC an die Gegebenheiten der textilen Bewehrung konnte eine erste Abschätzung der zu erwartenden Rissbreiten getroffen werden. Ob die Rissbreiten so gesteuert werden können, dass eine textile Beweh-rung eine wirtschaftliche Alternative zu teuren Be-schichtungen oder zur Edelstahlbewehrung sein kann, muss durch Bauteilversuche weiter unter-sucht werden.

wehrung in der oberen Lage eines Parkdecks muss gewährleistet werden, dass eine definierte Rissbrei-te nicht überschritten wird, damit Chloride nicht in die tieferen Bereiche der Decke eindringen und die untere Bewehrungslage schädigen. Für die dazu benötigte Rissbreitenbemessung sind in der Fach- literatur bisher nur sehr theoretische Ansätze zu finden, die für eine praxistaugliche Bemessung un-geeignet sind. Erste Ansätze für ein Modell zur Rissbreitenbemessung wurden an der Universität Innsbruck im Rahmen der Instandsetzung und Verstärkung einer bestehenden Fahrbahnplatte ent-wickelt. Da das Tragverhalten von Textilbeton dem Tragverhalten des genormten Stahlbetons ähnelt, ist es naheliegend, die Herleitung der Rissbreiten-berechnung nach Eurocode (EC) für Stahlbeton zu analysieren und Anpassungen an die spezifischen Eigenschaften des Textils vorzunehmen. Die maxi-male Rissbreite ergibt sich aus dem maximalen Ris-sabstand multipliziert mit der Differenzdehnung zwi-schen Bewehrung und Beton.

wk= sr,max * (εtm− εcm)

In die Berechnung des maximalen Rissabstands geht der Stabdurchmesser ein. Ein wesentlicher Unterschied zwischen Stahlbewehrung und textiler Bewehrung ist die Geometrie. Die Rovings der Tex-tilien haben sehr viel kleinere Querschnittsflächen als Stahlstäbe und liegen in engeren Abständen zueinander. So kann die Querschnittsfläche eines Rovings ca. 4,0 mm² betragen, was einem Stab-durchmesser von 2,3 mm entspricht. Auch die Ver-bundwirkung der Bewehrung hat einen maßgebli-chen Einfluss auf den Rissabstand. Für die Riss- breitenbemessung für Stahlbeton nach EC wird die mittlere Verbundspannung in Abhängigkeit der Be-tonzugfestigkeit konstant zu τbm=1,8*ƒct,eff ange-nommen. Da keine bekannten Untersuchungen zu einer vergleichbaren Abhängigkeit für die textile Be-wehrung vorliegen, wurde die Formel so umgestellt, dass die Verbundspannung direkt in die Berech-nung des Rissabstandes eingeht. Ein weiterer wich-tiger Einflussfaktor auf die Rissbreite ist der E-Modul

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Versuchsaufbau an der TU Kaiserslautern / Test setup at TU Kaiserslautern

Frischbetonprüfung: Ausbreitmaß / Fresh concrete test: Slump test

Bemessung und Design von Trägern aus ultrahochfestem Beton für weitgespannte Decken Design of ultra-high performance concrete girders for large ceiling spans

For spatially optimised constructions, i.e. large span floor slabs, which allow for a flexible floor layout, girders made of ultra-high performance concrete (UHPC) are well suited due to their high load-bearing capacities and additionally a good resistance to environmental stresses. For the first time it was planned to apply 10 m UHPC girders in the construction of a parking deck. After the structural design in 2015 two girders were successfully produced for stress testing. The test results confirm the design and even show potential for further optimisation of the girder’s cross-section.

HintergrundUltrahochfester Beton (engl.: Ultra high performance concrete (UHPC)) ermöglicht durch seine hohe Tragfähigkeit extrem schlanke Bauweisen, was den Einsatz im konstruktiven Ingenieurbau bei hoch- tragfähigen und leichten Betonfertigteilträgern wirt-schaftlich macht. Damit können zum Beispiel flexible Grundrisse mit extrem großen Deckenspann-weiten realisiert und die Gebäudehöhe wirtschaftlich optimiert werden. Weiterhin zeichnet sich UHPC durch eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Um-welteinflüsse aus. So kann zum Teil auf Bewehrun-gen verzichtet werden, beziehungsweise können konstruktive Anforderungen – wie die Betonde-ckung – besser als mit herkömmlichen Betonen er-füllt werden.

ZielsetzungIm Jahr 2014 wurden UHPC-Träger mit einer Spann- weite von 10 m für den Einsatz in einem Park-

deck bemessen (siehe Konzernbroschüre Research, Development, Innovation 2014/2015, S. 76/77). 2015 wurden für Belastungsversuche zwei UHPC- Träger an der Technischen Universität (TU) Kaisers- lautern hergestellt. Aus den Versuchen hat sich unter anderem ein weiteres Optimierungspotenzial zur Verringerung des Trägerquerschnitts ergeben.

Bemessung und DesignDa für UHPC in Deutschland keine normativ einge-führten Bemessungsregeln vorliegen, muss für den Einsatz von UHPC-Trägern bei dem geplanten Bau-vorhaben ein Antrag auf Zustimmung im Einzelfall (ZiE) gestellt werden. Dafür wurde teilweise in Ana-logie zum Eurocode 2, teilweise basierend auf den Verfahren und Angaben der Association Française de Génie Civil (AGFC) sowie dem Betonkalender 2013 ein Träger für die zu erwartenden Lasten ent-worfen und optimiert. Große Diskussionspunkte hierbei waren unter anderem: • die anzusetzenden Spannkraftverluste aus Krie-

chen, Schwinden und Relaxation sowie deren zeitlicher Verlauf,

• der Ansatz der residualen Biegezugfähigkeit des gewählten UHPC-Materials Ductal®, das zu ei-nem gewissen Prozentsatz Stahlfasern zur Erhö-hung der Duktilität enthält sowie

• die Querkrafttragfähigkeit des Querschnitts. Die Querkrafttragfähigkeit des Querschnitts ist ins-besondere auch für den Einsatz im Hochbau von Interesse, da die Anforderungen der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) an Anzahl und Größe bzw. Flexibilität von Stegausschnitten weiter stei-

gen. Für die Erlangung einer ZiE wurde daher be-schlossen, einen Versuchsträger herzustellen und im Belastungstest an der TU Kaiserslautern auf Biege- und Querkrafttragfähigkeit zu untersuchen. Dabei sollten auch Erfahrungen im Umgang mit UHPC gesammelt werden, um das Tragverhalten des Materials zu verstehen.

Herstellung des TrägersNach Klärung der grundsätzlichen Eignung des vor-handenen Maschinenparks erfolgte die Herstellung von zwei 10 m langen UHPC-Trägern im konzern- eigenen Betonfertigteilwerk in Karlsruhe-Hagsfeld unter Aufsicht eines Mitarbeiters der Herstellerfirma Ductal®. Die Lieferung des Materials erfolgt getrennt in Premix, bestehend aus Zuschlag und Bindemittel, das mit Wasser anzurühren ist, sowie aus einem Fließmittel und Stahlfasern. Sowohl die Einfüllmen-gen als auch der zeitliche Ablauf des Einfüllens und Mischens sind seitens des Herstellers streng vor- gegeben, um die speziellen Produkteigenschaften garantieren zu können. Die standardmäßig durch-geführten Qualitätskontrollen am Frischbeton sowie die nachträgliche Festbetonprüfung zeigten, dass das Material konform gemäß Herstellerangabe ge-mischt wurde. Hergestellt wurden ein 1:1 Prototyp für den Einsatz im geplanten Parkdeck sowie ein für den Belastungsversuch bestimmter Versuchsträger.Dieser wies ein niedrigeres Vorspannungsniveau auf, um die erwarteten Verluste aus Kriechen und Schwinden im Endzustand bereits zum Zeitpunkt des Versuchs zu berücksichtigen. Der ultrahoch- feste Beton ist selbstverdichtend und weist nach Abschluss des Mischvorgangs eine nahezu flüssige Konsistenz auf. Die Anwendung von Rüttlern ist nicht gestattet, um ein Entmischen bzw. auch ein Anhäufen der Stahlfasern zu verhindern. Trotz der flüssigen Konsistenz zeigte sich beim Betonieren, dass der Doppel-T-Querschnitt des Trägers das Entweichen der Luft im Bereich des Untergurts stark erschwert. Beim Einfüllen wurde daher darauf geachtet, das Material möglichst in der Trägermitte einzufüllen, um eine Ausbreitung in Längsrichtung zu ermöglichen. Durch eine möglichst geringe Ein-füllgeschwindigkeit können Luftblasen nach oben entweichen. Im Rahmen einer später durchgeführ-ten Oberflächenbehandlung durch Sandstrahlen

zeigten sich speziell an der Oberseite des Unter-gurts immer noch Anhäufungen von Luftporen. Diese waren teilweise unter der glatten Betonober-fläche versteckt und kamen erst durch das Sand-strahlen zum Vorschein. Dies zeigt, wie wichtig eine optimale Zusammenarbeit zwischen Planung, Materialhersteller und ausführendem Werk ist, um Schadensquellen und daraus entstehende poten-zielle Mängel gering zu halten.

Erreichte FrühfestigkeitenDie erreichten Frühfestigkeiten waren so groß, dass ein Umspannen ohne Wärmebehandlung nach 24 h möglich war. Der gemessene Mittelwert des E-Mo-duls einen Tag nach Herstellung betrug 45150 MPa. Dies entspricht ca. 85 % der Herstellerangabe für den E-Modul nach 28 Tagen (53000 MPa). Dieser betrug im Mittel 56550 MPa. Der Mittelwert der Druckfestigkeit nach einem Tag betrug 77,5 MPa, was ca. 50 % der Herstellerangabe der charakteris-tischen Festigkeit nach 28 Tagen (fck=150 MPa) entspricht. Der an der TU Kaiserslautern gemesse-ne Mittelwert der Druckfestigkeit nach 28 Tagen betrug 184 MPa. Somit sind wesentlich kürzere Produktionszyklen möglich, da die normalerweise

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Betonoberfläche vor und nach dem Sandstrahlen / Concrete surface before and after sandblasting

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Ziel / Ergebnis • Anwendung und Entwicklung von leichten und hochtragfähigen Trägern aus UHPC • Sammlung von Erfahrungen bei Design, Herstellung und Verarbeitung von UHPC-Bauteilen

Anwendung / Mehrwert • weit gespannte Decken: Raumgewinn• wirtschaftliche Bauweise

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau, TBK


Projektlaufzeit September 2014 bis Dezember 2015

Ansprechperson Dr. Hubert Bachmann

Bearbeitung Sascha Bührle, Andreas Kopf, Dr. Michael Lang

ULTRAHOCHFESTER BETON

AUF EINEN BLICK

erforderliche Wärmebehandlung eingespart werden kann. Neben den Untersuchungen zur Festigkeit wurden ebenfalls Schwindverläufe über die Zeit ge-messen. Aufgrund des niedrigen w/z-Gehalts wur-den für solch einen hochfesten Beton sehr geringe Schwindmaße (Gesamtschwindmaß: -0,3 mm/m nach 180 Tagen) erreicht. Der Hauptanteil aus auto-genem Schwinden in Folge des chemischen Um-wandlungsprozesses wurde nach 180 Tagen zu ca. 0,23 mm/m bestimmt.

BiegeversuchDie Tragfähigkeit des Trägers wurde in einer Ver-suchsreihe an der TU Kaiserslautern getestet. Zuerst wurde die vorgesehene Gebrauchslast 1000 mal zyklisch aufgebracht. Nach Abschluss der Lastzyk-len zeigten sich keinerlei Risse im Träger. Hier zeigt sich der positive Einfluss der Stahlfaserbewehrung auf die Zugfestigkeit des Betonquerschnitts. In einem anschließenden Biegeversuch wurde der Träger mittig belastet. Unter der gewählten Bemessungs-last im Grenzzustand der Tragfähigkeit konnten im Untergurt Risse mit Breiten unterhalb 0,05 mm fest-gestellt werden. Mit steigender Last erhöhte sich dabei die Rissbreite. Die maximal aufgebrachte Last betrug ca. das 1,4-fache der Bemessungslast und entspricht unter Berücksichtigung der gewählten Materialsicherheit des Betons in etwa der rechneri-schen Bruchlast auf Biegung. Eine entsprechende plastische Verformung von ca. 1,6 mm konnte nach Entlastung festgestellt werden. Die Tragfähigkeit wurde durch das Fließen des Spannstahls begrenzt.

Querkraftversuche ohne VerstärkungZur Untersuchung des Querkrafttragverhaltens, insbesondere dem Zusammenspiel der eingeleg- ten Schrägaufbiegungen mit der Kurzfaserbeweh-rung, wurde der Träger auf Querkraft belastet. Hierfür wurde die Lasteinleitung in Richtung Aufla-

ger verschoben, um das Verhältnis von Querkraft zu Biegemoment zu maximieren. Bis zur Zylinderkraft von 615 kN, die der Bemessungsquerkraft von ca. 460 kN entspricht, war keine Rissbildung im Versuch festzustellen. Bei einer höheren Zylinder-kraft wurden Rissöffnungen mit fortschreitender Rissgröße ersichtlich. Das Trägerversagen bei einer maximalen Pressenkraft von 1224 kN, die einer Querkraft von 918 kN entspricht, war jedoch ein Biegezugversagen der Spannstahllitzen, nicht wie erhofft ein Querkraftversagen.

Querkraftversuche mit VerstärkungUm ein Versagen des Querschnitts auf Querkraft gezielt herbeizuführen, wurde der Träger um 180° gedreht eingebaut und im zu belastenden Bereich zur Erhöhung der Biegetragfähigkeit mit Laschen-

verstärkungen aus Stahl versehen. Wiederum war bei der Zylinderkraft von ca. 600 kN (Querkraft von 460 kN) keine Rissbildung erkennbar. Bei höherer Zylinderkraft bildeten sich Schubrisse, die bei einer Pressenkraft von 900 kN (Querkraft von 630 kN) eine maximale Größe von ca. 0,1 mm aufwiesen. Nach einer Laststeigerung auf 1400 kN (Querkraft von 930 kN) betrug die maximale Rissweite der Schubrisse ca. 0,2 mm. Bei einer Last von 1767 kN (Querkraft von 1180 kN) versagte die Fuge zwischen der unteren aufgeklebten Stahllasche und dem Träger, sodass dieser entlastet werden musste. Nach wiederholter Belastung stellte sich bereits bei 1617 kN (Querkraft von 1080 kN) ein Trägerversa-gen durch einen Schubriss mit Versagen der Schub-bewehrung sowie ein Versagen der Fuge zwischen Steg und Untergurt im Auflagerbereich ein. Generell kann jedoch gesagt werden, dass der Träger die Bemessungslasten mühelos aufnehmen konnte und unter Bemessungslast rissfrei blieb.

Versuchsaufbau Biegever- such / Setup for bending test

Versuchsaufbau Querkraft- versuch / Setup for shear test

Querkraftversuch: Träger im Versagenszustand / Collapsed girder after shear testing

Unterseite des mit Stahllamellen verstärkten Trägers / Bottom of the steel-enforced girder

AusblickBei den Bauteilversuchen konnten wichtige Er-kenntnisse über Herstellung und Verarbeitung des UHPC-Materials erlangt werden. Im Rahmen der durchgeführten Frischbeton- und Festbetonprüfun-gen konnten die teilweise getroffenen Annahmen zu den Materialwerten bestätigt oder fehlende Anga-ben ergänzt werden. Das erstellte Bemessungs- konzept konnte zusammen mit den Ergebnissen der Belastungsversuche zur Erlangung einer ZiE für zukünftige Bauvorhaben eingereicht werden.

5 m

Wegaufnehmer WegaufnehmerElastomerlager

5 m 5 m

Zylinder

Kalotte

Wegaufnehmer

Wegaufnehmer Wegaufnehmer

7,5 m 2,5 m

Elastomerlager

WegaufnehmerKalotte

Presse


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Ziel / Ergebnis • dauerhaft reduzierte Korrosionsgefahr, auch unter aggressiven Umweltbedingungen • Verwendung von Gewindestangen aus nichtrostendem Stahl mit einem hohen

Korrosionswiderstand

Anwendung / Mehrwert • Pfostenverankerung von Schallschutzwänden bei dynamischer Belastung – vor allem an Hochgeschwindigkeitsstrecken

• dauerhafte Konstruktion, reduziertes Einbaurisiko

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau, TBK; UB H+I Deutschland 2C: Bayern DN


Projektlaufzeit Juni 2015 bis Juli 2016

Ansprechperson Andreas Kugler

Bearbeitung Jana Mickley, Klaus Wolf

Patente / Publikationen • EBA-Zulassung für das Pfostenverankerungssystem Züblin (PVSZ) 21.53-21izbib/030-2101#019 vom 08.04.2016

• Europäisches Patent EP 2 507 450 – erteiltes Patent• Deutsches Gebrauchsmuster DE 20 2009 016 293 – eingetragenes Schutzrecht

PFOSTENVERANKERUNG MIT GEWINDESTANGEN AUS NICHTROSTENDEM EDELSTAHL

Planmäßig vorgespannte nichtrostende Gewindestangen mit Kugelscheibe/Kegelpfanne zur Pfostenverankerung Pre-stressed stainless threaded rods with rounded and conical washer for anchoring of steel posts

The post anchoring system (PVSZ) ‘Hot-dip galvanised threaded rod of the strength class 8.8 (according to DIN EN 1993-1-8/NA:12-2010) with rounded and conical washer in anchor baskets for anchoring of steel posts of civil engineering works was developed for high dynamic stresses especially along railway lines with high speeds up to 200 km/h. The use of hot-dip galvanised threaded rods necessitates a high quality during installation so that the coating is not damaged. For this reason and in order to meet the high standards with regard to corrosion, threaded rods are to be used in stainless steel. In an extensive material research the Duplex steel 1.4462 has been verified as a suitable material. Properties such as corrosion resistance, especially stress corrosion cracking, tensile strength, fatigue strength, pre-stressing and market availability were important parameters. On a concrete test block various tests have been done to determine a correlation between the moment of torque and the pre-load. Relaxation tests of the stainless threaded rods showed that very little relaxation occurs with pre-loads of around 140 kN.

Anlass/Hintergrund An Bahnstrecken mit Zuggeschwindigkeiten über 200 km/h entstehen hohe dynamische Beanspru-chungen auf Schallschutzwände. Dies betrifft auch die Verankerung der Pfosten der Lärmschutzwände auf den Ingenieurbauwerken wie Brücken oder Trog- bauwerken. Für diesen mit hohen Anforderungen verbundenen Einsatz wurde das Pfostenveranke-

rungssystem Züblin (PVSZ) entwickelt und patent-rechtlich geschützt. Es handelt sich dabei um auf die dynamischen Lasten planmäßig vorgespannte feuerverzinkte Gewindestangen der Festigkeits- klasse 8.8 mit Kugelscheibe/Kegelpfanne in Anker-körben zur Pfostenverankerung von Schallschutz- wänden auf Ingenieurbauwerken. Die Montage von feuerverzinkten Gewindestangen unter Baustellen-bedingungen birgt das Risiko die Beschichtung (Feuerverzinkung) zu verletzen – und damit den Stahl der Korrosion auszusetzen. Aus diesem Grund bieten Gewindestangen aus nichtrostendem Stahl Vorteile.

ZieleDas Verhalten von nichtrostendem Stahl unter- scheidet sich von dem des unlegierten Stahls. Da nichtrostende Stähle im Vergleich zu unlegierten Stählen einen höheren Reibbeiwert aufweisen, muss durch Versuche eine Korrelation zwischen aufzu-bringender Vorspannkraft und Anzugsmoment er-mittelt werden. Dabei ist auch die Übertragbarkeit auf verschiedene Gewindedurchmesser zu prüfen. Nichtrostende Stähle neigen unter Zugspannungen zum Kaltverschweißen, dem sogenannten „Fressen“. Dieser Effekt kann durch eine Keramikpaste vermin-dert werden. Die Wirkung der Paste auf den Reib-beiwert und die Streuung ist zu berücksichtigen. Außerdem ist das zeitabhängige Relaxationsvermö-gen bei den auftretenden Zugspannungen zu unter-suchen.

Stand der ArbeitenIn einen Betonprobekörper wurde ein Ankerkorb mit zwei verschiedenen Gewindedurchmessern (M24 und M27) eingebaut. Es wurde eine beschichtete Fußplatte mit Mörtelbett und das Kugelscheibe/ Kegelpfanne-System angeordnet. Bei den Anzieh-versuchen wurde ein Drehmoment von 100 Nm bis 800 Nm stufenweise im Uhrzeigersinn aufgebracht. Die Vorspannkraft wurde mit Hilfe von Kraftaufneh-mern kontinuierlich gemessen. Um den Einfluss der Relaxation aus dem Stahl der Gewindestange ge-gen die Einflüsse aus Kriechen und Schwinden des Mörtelbetts sowie den Setzerscheinungen aus der Beschichtung der Fußplatte abzugrenzen, wurden Relaxationsversuche an Stahlplatten durchgeführt. Dabei wurden zwei Stahlplatten gegeneinander ver-spannt und ein Drehmoment von maximal 800 Nm aufgebracht. Dabei wurden Vorspannkräfte von maximal 136 kN erreicht.

ErgebnisseDie Ergebnisse aus den Anziehversuchen wurden statistisch ausgewertet und eine Korrelation zwi-schen Anzugsmoment und Vorspannkraft ermittelt. Die Versuche zeigen ein annähend lineares Verhal-ten zwischen Anzugsmoment und aufzubringender Vorspannkraft. Im Vergleich zu den hochfesten feu-erverzinkten Gewindestangen der Festigkeitsklasse 8.8 liegen die Werte für die Vorspannkraft, die durch ein definiertes Anzugsmoment erreicht wird, tiefer. Der untere Bemessungswert liegt deutlich unter den Werten nach DIN EN 1993-1-8/NA:12-2010. Bei den Versuchen konnte kein Kaltverschweißen zwischen Gewindestange und Mutter festgestellt werden. Die verwendeten Keramikpasten haben nur einen mini-malen Einfluss auf den Reibbeiwert, die Streuung der Ergebnisse wird dadurch nicht beeinflusst. Das zeitabhänge Relaxationsverhalten des Edelstahls findet nur in den ersten Minuten statt und beträgt zwischen 2 % und 5 % bei den aufgebrachten Vor-spannkräften von maximal 140 kN. AusblickBei den Pfostenverankerungssystemen wird der Vorspannkraftabfall durch zweimaliges Nachziehen der Gewindestangen kompensiert. Der Vorspann-kraftabfall wird hauptsächlich durch Kriechen und Schwinden des Mörtelbetts sowie durch das Setzen der Beschichtung der Fußplatte hervorgerufen. Dieser Einfluss wird in einem Langzeitstandversuch am Betonprobekörper bestimmt. Diese Versuche dienen als Grundlage für die Festlegung des Nach-spannvorgangs und um baupraktische Erkenntnis-se zu gewinnen. Mittels einer Ultraschallmessung wird die Vorspannkraft gemessen. So soll ein einfa-ches Verfahren zur Überprüfung der Vorspannkraft vor Ort entwickelt und verifiziert werden.

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Anzugsmoment [Nm]

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Mittelwert charakter. Bemessungswert (5%-Fraktile)oberer Bemessungswert (95-% Fraktile) M24 8.8 (DIN EN 1993-1-8/NA:2010-12)

Bemessungswerte für hochfeste Schrauben nach DIN EN 1993-1-8/NA:2010-12

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Mittelwert charakter. Bemessungswert (5%-Fraktile)oberer Bemessungswert (95-% Fraktile) M24 8.8 (DIN EN 1993-1-8/NA:2010-12)

Korrelation zwischen Anzugsmoment und Vorspannkraft für Gewinde- stangen M24 aus nichtrostendem Edelstahl 1.4462 / Correlation between moment of torque and the pre-load

AUF EINEN BLICK

Verankerte Fußplatte / Anchored steel base plate

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3D-Druck-Produktion komplexer Bauteilgeometrien Large-scale 3D printing of complex geometric shapes in construction

The 3D printing technology, also known as additive manufacturing, has already been established in many industries for the fabrication of three-dimensional (3D) objects. In addition to prototypes, currently an increasing number of small series is being produced with 3D printing technology. 3D printing equipment available on the market mainly utilises the cutting, melting or softening of paper, polymer or metal materials. In construction and architecture, these technologies are mainly used for small-scale models. New developments of large-scale machinery and materials open the way for technology for the use in construction. In this research project first the material properties of different 3D printing technologies were analysed. Then, after a small-scale model of the complex formwork for a major capital construction project was successfully realized, a life-size pilot production of the formwork with

maximum dimensions of 2.00 m x 1.25 m x 0.30 m was executed. This will be used in further research work for placing the concrete.

HintergrundDie 3D-Drucktechnologie hat sich bereits in vielen Industriebereichen für die Herstellung von Proto- typen und zunehmend auch für Kleinserien etabliert. Die meisten kommerziell verfügbaren 3D-Drucker drucken Kunststoff und Metall. In der Bauindustrie und in der Architektur werden diese Technologien heutzutage ausschließlich im Modellbau eingesetzt. Die Entwicklung großformatiger Maschinen und neu-er Materialien ermöglichen den Einsatz der 3D-Druck-technologie für die Baustelle.

ZieleZiel des Projekts ist die Untersuchung verschiedener 3D-Drucktechnologien für den Einsatz im Bauwesen. Hierfür wurden Anwendungsfälle definiert und ein Konzept für die prototypische Umsetzung entwickelt.

Technologische Grundlagen3D-Drucktechnologien (auch generative oder additive Fertigung genannt) basieren auf unterschiedlichen Verfahren. Diesen ist allen gemein, dass ein dreidimensionaler Körper in viele tausend Schichten zerteilt wird, die die Grundlage für den Druckpro-zess bilden. Der Druckprozess erfolgt computer- gesteuert mit einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Druck finden physikalische oder che-mische Härtungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für den 3D-Druck sind Kunst-

stoffe, Kunstharze, Keramiken und Metalle. Im Gussformenbau dient in der Regel Quarzsand, der mit einem Aktivator versehen ist, als Basis für den Verbund mit einem harzbasierenden Bindemittel. Die schnellen Aushärtungszeiten ermöglichen ein schichtweises Erzeugen der 3D-Form. Die wichtigs-ten 3D-Drucktechnologien sind:• selektives Laserschmelzen und Elektronenstrahl-

schmelzen für Metalle,• selektives Lasersintern für Polymere, Keramik

und Metalle, • Stereolithografie und Digital Light Processing für

flüssige Kunstharze und • Polyjet-Modelling sowie das Fused Deposition

Modelling für Kunststoffe und teilweise Kunst- harze.

Für den sogenannten Betondruck wird in der Regel das Contour-Crafting-Verfahren eingesetzt, bei dem über einen Portalroboter und eine präzise ansteuer-bare Düse der zähflüssige Mörtel für die Erstellung der Kontur von Bauteilen oder ganzen Bauwerken schichtweise aufgetragen wird. Die Schwierigkeit in diesem Verfahren ist allerdings, wie auch bei den zuvor genannten Verfahren, dass es bis heute keine optimale Lösung für die Herstellung von tragenden Bauteilen als Kombination von Materialien wie Be-ton und Stahl gibt.

Schwerpunkt des ProjektsDer Schwerpunkt im Projekt wurde auf das Pulver- Binder-Verfahren (Binder Jetting) gelegt. Hierbei wird zur Herstellung von Werkstücken das pulverförmige Ausgangsmaterial an ausgewählten Stellen mit einem Binder verklebt. Nach jedem Druckvorgang wird eine weitere Schicht des Pulvers aufgetragen und der Prozess wiederholt sich. Somit entsteht Schritt für Schritt eine dreidimensionale Form. Für den Druck beliebiger geometrischer Formen dient das nichtbedruckte Material als Unterstützung für die 3D-Form, wodurch das Verfahren vielseitig einsetz-bar ist und das Stützmaterial zu 100 % wiederver-wendet werden kann. Das Verfahren ist in der VDI-Richtlinie 3405 genormt. Als Pulver (auch Parti-kelmaterial genannt) kommt ein Quarzsand mit ei-nem Furanharz als Bindemittel zum Einsatz.

Umsetzung Zu Beginn des Projekts wurden zuerst die Eigen-schaften der beim Pulver-Binder-Verfahren zum Ein-satz kommenden Materialien analysiert. Die Firma Voxeljet aus Friedberg bei Augsburg stellte normge-rechte Prüfkörper für Biegezug- und Druckversuche her. Die Prüfkörper wurden zum Teil mit unter-schiedlichen Epoxidharz-Mischungen infiltriert, um Erkenntnisse über die nachträgliche Festigkeitsstei-

Testkörperausschnitt aus Regelkelch des neuen HBF S21 / Part of regular calyx of station S21

Druckversuch eines mit Epoxidharz infiltrierten Prüfkörpers / Compression test of an epoxy infiltrated specimen

Voxeljet VX 4000 3D-Druck-Produktionsanlage / Voxeljet VX 4000 3D-print production plant


Design-to-Production Modell / Design-to-production Model

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Ziel / Ergebnis • Herstellung hochkomplexer Sonderschalungselemente• Erzeugung und Produktion von geometrisch komplexen Formen

Anwendung / Mehrwert • direkte Herstellung geometrisch frei definierbarer Bauteile• Herstellung der Schalung für geometrisch frei definierbare Bauteile• Reduzierung von Materialaufwand durch additive Produktionsverfahren• Unterstützung des modellbasierten Design-to-Production Prozesses

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, BIM.5D; ZB TPA 04: DE/CH/NL/International; UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart II EP



Ansprechperson Alexander Blickle

Bearbeitung Alexander Blickle, Mansour Habi, Alexander Kuhn, Alexander Naljot, Dr. Jochen Teizer, Dr. Marcus Walz

Kooperation MEVA Schalungs-Systeme GmbH; Voxeljet AG; ETH Zürich – Institute of Technology in Architecture

Patente / Publikationen Blickle, A.; Teizer, J.: Large Scale 3D Printing of Complex Geometric Shapes in Construction. 33rd International Symposium on Automation and Robotics in Construction (ISARC) 2016

3D-DRUCK PRODUKTIONSMODELLE

gerung zu gewinnen. Bei den mit Epoxidharz infilt-rierten Prüfkörpern konnte in den Versuchen eine starke Zunahme der Biegezug- und Druckfestigkeit nachgewiesen werden.

Planung eines PrototypsFür die Pilotfertigung eines Bauteils im Maßstab 1:1 wurden Schalungselemente für Freiformgeometrien gewählt, wie sie zum Beispiel für die Kelchstützen des Tiefbahnhofs beim Bahnprojekt Stuttgart 21 benötigt werden. Für den ersten Schalungstest wurde ein maßstäbliches Modell des Kelchfußes er-stellt und im Labor des Zentralbereichs TPA durch eine Beschichtung der formgebenden Oberfläche mit einem Trennmittel für den Betoniervorgang vor-bereitet. Aufgrund des vielversprechenden Ergeb-nisses wurde ein 1:1-Modell geplant. Für den Proto-typ wurde ein Bereich aus dem oberen Teil der Kelchstütze ausgewählt und mittels eines 3D-Mo-dells vier Schalungselemente abgeleitet. Bei der Planung der Schalungselemente wurden Ankerlö-

cher und eine Wabengeometrie zur Material- und Gewichtsreduzierung direkt im Modell erzeugt. Die Schalungselemente wurden anschließend in einem für den 3D-Druck geeigneten Dateiformat exportiert und der Firma Voxeljet zugesendet. Die Abmessun-gen der Schalungselemente wurden so gewählt, dass sie optimal auf dem 3D-Drucker produziert werden konnten. Diese betragen 2,00 m in der Höhe, eine maximale Breite je Element von 1,25 m und eine Schalendicke von ca. 30 cm. Aufgrund des druckbaren Bauraums von 4,00 m x 2,00 m x 1,00 m der Maschine könnten bei einer Druckzeit von rund 24 h theoretisch 9 Teile in einem Druckvor-gang produziert werden.

3D-DruckSofern die vom Druckhersteller vordefinierten Kriterien eingehalten werden, ist die Druckvorbereitung ein-fach. Die zu druckenden Elemente werden im Bau-raum unter optimaler Raumausnutzung angeordnet, wobei zwischen den einzelnen Elementen ein Ab-

stand von wenigen Millimetern genügt. Durch die hohe Druckgenauigkeit, die im Zehntel-Millimeter-bereich liegt, können präzise detaillierte Objekte hergestellt werden. Diese eignen sich auch für die Schalungsfertigung. Im Anschluss an die Herstel-lung der Schalungselemente werden diese für die Infiltration der gesamten Oberfläche mit Epoxidharz zur Firma Meva nach Haiterbach geliefert. Durch diesen Vorgang erhalten die Elemente eine hohe Festigkeit.

BetoniertestDie Erprobung der gedruckten Schalungselemente erfolgte anhand eines Betoniertests auf dem Gelän-de der Schalungshalle des Projekts Stuttgart 21 –Talquerung. Der Aufbau der Schalungsteile wurde in Zusammenarbeit mit der Firma MEVA durchgeführt und basierte auf einem Detail des 3D-Modells der gesamten Schalungskonstruktion. Hierbei wurden alle erforderlichen Maße und Informationen aus dem 3D-Modell abgefragt. Für die zu betonierenden Frei-formgeometrie erwies sich dies gegenüber zweidi-

mensionalen Plänen als sehr hilfreich. Die gedruck-ten Schalelemente wurden vor dem Betonieren mit einem Oberflächenversiegler der Firma Münch Chemie International GmbH und anschließend mit einem Formtrennmittel versehen. Hierbei wurde be-wusst auf ein vorheriges Beschleifen der Schalfläche verzichtet, um die Eignung des Oberflächenversieg-lers hinsichtlich Festigkeit und Glättungseigenschaf-ten zu untersuchen. Das Ergebnis des Betoniertests zeigt, dass bereits heute Sonderschalungselemente mittels der 3D-Drucktechnologie hergestellt werden können. Aufgrund der hohen Robustheit und Stabi-lität der Elemente scheint ein mehrfacher Einsatz problemlos möglich.

AusblickUm das Verfahren wirtschaftlich einsetzen zu kön-nen, bedarf es weiterer Forschungs- und Entwick-lungsarbeiten. Schwerpunkt wird dabei auf eine gewichts- und topologieoptimierte Geometrie mit integrierten Montage- und Verankerungselementen sowie den industriellen Produktionsprozess gelegt. Weiter werden Forschungsaktivitäten im Bereich der Materialforschung, Optimierung bei der Schalflä-chenqualität sowie der Ermittlung der Wiederver-wendbarkeit der Schalungselemente angestrebt.Insgesamt konnte in diesem Projekt ein großes Po-tenzial der 3D-Drucktechnologie für die Anwendung im Bauwesen identifiziert werden. Eine mögliche Zusammenarbeit und ein regelmäßiger technologi-scher Austausch zwischen den Firmen MEVA, Voxeljet und der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, die bereits umfassende Erfahrungen im 3D-Druck für das Bauwesen hat, ist angestrebt.

3D-gedrucktes Schalungselement mit Design-to-Production Modell / 3D printed formwork element

Lagerung der 3D-gedruckten Schalung / Storage of 3D printed formwork

Schalungs- und Beweh- rungsarbeiten / Formwork and reinforcement work

Segment aus S21-Regel-kelch / Segment of regular calyx (Station S21)


AUF EINEN BLICK

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Ziel / Ergebnis • Bemessung und Prognose von Festigkeitswerten• standardisierte Verfahren zur Prüfung und Qualitätssicherung von injiziertem Lockergestein

Anwendung / Mehrwert • Bodenverbesserung zur Stabilisierung und Verfestigung von Lockergesteinsböden• Abdichtungsinjektionen zur Herstellung tiefer Baugruben im Grundwasser• Vorausinjektionen zur Sicherung von Tunnelvortrieben im Bereich von Störungen, nicht tragfähigem

Gebirge oder starken Wasserzutritten• Bauverfahren mit geringen Begleiterscheinungen• Kosten- und Ressourceneinsparungen

Unternehmenseinheit UB H+I 2F: Spezialtiefbau IG (Züblin Spezialtiefbau Ges.m.b.H., Wien); ZB Zentrale Technik 30: ZentraleTechnik Wien, TBT

Art des Projekts gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)

Projektlaufzeit Januar 2012 – September 2015

Ansprechperson Wolfgang Hornich

Bearbeitung Jens Hoffmann; Adrian Kainrath

Kooperation Technische Universität Wien, Institut für Geotechnik

Patente / Publikationen • Kogler K., Hornich W.: Niederdruckinjektionen. STRABAG Innovationstag. Wien 2015• Hornich W., Kainrath A., Hoffmann J., Hazay A.: Injektion im Lockergestein - wirtschaftliches Verfah-

ren bei gleichzeitig minimaler CO2 Belastung, eine vergleichende Analyse anhand eines praktischen Beispiels. 10. Österreichische Geotechnik Tagung. 2015

• Kainrath A., Adam D.: Influencing factors on the mechanical behaviour of grouted soil. XVI European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 2015

• Kainrath A., Adam D., Krenn H.: Verfahren zur Ermittlung der rheologischen Eigenschaften zementba-sierter Injektionssuspensionen. XV Danube-European Conference on Geotechnical Engineering. 2014

NIEDERDRUCKINJEKTIONEN IM LOCKERGESTEIN

Freigelegte Injektions- körper. Foto: Kainrath, TU Wien / Exposed injection body

AUF EINEN BLICK

Bodenmechanische Beurteilung von Niederdruckinjektionen im Lockergestein Evaluation methods for grouts and grouted soils

Permeation grouting is a method, which is used to improve the quality of granular soils, utilising low levels of energy and resources. In this procedure a low viscosity grout (cement, ultrafine cement or chemical solutions) permeates the voids of the soil in order to improve the strength and to reduce the permeability. To ensure the quality of the grouting, standards and methods for testing the grout and the permeated soil with regard to quality and characteristic soil mechanical parameters are needed. For lack of such methods permeation grouting is not often considered to be an alternative method for soil improvement as a consequence despite the economic and ecological benefits. Combined in-situ field tests and laboratory tests provide methods to determine the characteristic soil parameters from the grouted soil body both for construction industry and designers.

Hintergrund Niederdruckinjektionen werden im Tiefbau vornehm- lich zur Verfestigung und Abdichtung granularer Lockergesteinsböden eingesetzt. Dabei wird das Injektionsgut (Ton-Zementsuspensionen oder che-mische Emulsionen bzw. Lösungen) über spezielle Manschettenrohre in den Boden eingebracht, um die vorhandenen Poren und Hohlräume aufzufüllen. Durch die Erhärtung des Injektionsguts kommt es zu einer Verfestigung und Abdichtung im Boden. Da bei diesem Verfahren nur geringe Drücke erforder-lich sind, wird der Boden lediglich durch das Injekti-onsgut penetriert. Es kommt zu keiner Veränderung der Bodenstruktur und damit verbundene uner-wünschte Begleiterscheinungen wie Spannungs-umlagerungen und Setzungen werden vermieden.

Niederdruckinjektionen sind ein äußerst ressour-censchonendes Bauverfahren, das eine Bodenver-besserung von Lockergesteinsböden unter gerin-gem Einsatz von Kosten, Material und Energie ermöglicht. Der Bauindustrie stehen bislang jedoch nur unzureichende Instrumente und Möglichkeiten zur Bemessung und Prüfung von Injektionsmaßnah-men zur Verfügung. Ein Nachweis über die Festig-keit ist nach dem derzeitigen Stand der Technik nicht möglich. Die Folge ist, dass Injektionsmaßnah-men im Lockergestein trotz ihrer wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile in der Planung und Aus-schreibung von Bauprojekten selten berücksichtigt werden. Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel, wis-senschaftliche Grundlagen zur Prüfung und Beurtei-lung der bodenmechanischen Eigenschaften von injiziertem Lockergestein zu schaffen und damit das Bauverfahren Niederdruckinjektionen in Lockerge-stein quantifizierbar zu machen.

Untersuchungen und ErgebnisseDas Forschungsprojekt baut auf einer Kombination aus Labor- und Feldversuchen auf. In einem ersten Schritt wurden standardisierte Prüfverfahren für Injektionsgut entwickelt, die die Eigenschaften des Injektionsguts realitätstreu und reproduzierbar ab-bilden. Die hierbei entwickelten Methoden und die gewonnenen Erkenntnisse dienten als Grundlage für den zweiten Teil des Forschungsprojekts, der darauf abzielte, die bodenmechanischen Eigen-schaften von injiziertem Lockergestein zu beschrei-ben und zu bestimmen. Im Labor wurde eine Vielzahl an Injektionskörperproben unterschiedli-cher Zusammensetzung hergestellt, um die wesent-lichen Einflussfaktoren auf die Festigkeit anhand von

einaxialen Druckversuchen und Triaxialversuchen zu bestimmen. Um den Vergleich mit in situ Bedin-gungen herzustellen, wurden zudem großmaßstäb-lich Feldversuche ausgeführt, in denen die im Labor gewonnen Erkenntnisse überprüft und Korrelatio-nen zwischen Labor- und Feldversuchen hergestellt wurden. Für die Feldversuche wurden rund 60 m³ eines typischen natürlichen Bodens in eine Ver-suchsbox verdichtet eingebaut. Der Boden wurde mittels Zementsuspension injiziert. Die Versuchs- box wurde vor dem Einbau mit umfangreicher Mes-stechnik zur Ermittlung der Vorgänge im Boden während der Niederdruckinjektion ausgestattet.

Überwacht wurden Spannungsänderungen, Verän-derung von Druckverhältnissen und Verformungen. Dank speziell angefertigter perforierter Rohre gelang dabei erstmals die Gewinnung von prüffähigen Pro-ben aus dem Injektionskörper zur Durchführung von weiteren Untersuchungen.

Schlussfolgerungen und AusblickMit den durchgeführten Versuchen konnten die we-sentlichen Einflussfaktoren auf bodenmechanische Kennwerte wie Festigkeit oder Steifigkeit von inji-ziertem Lockergestein ermittelt werden. Es hat sich dabei gezeigt, dass sich der in der Baupraxis gängi-ge Wasser-Zementwert des Injektionsguts nur be-dingt zur Prognose und Ermittlung der Festigkeits-kennwerte für injizierten Boden eignet. Über die Bestimmung des tatsächlichen Zementgehalts im Injektionskörper konnten im Rahmen der Versuche wesentlich genauere Aussagen zur Festigkeit des injizierten Lockergesteins getroffen werden. Aus den gewonnenen Daten wurden Erkenntnisse zur Vorhersage der Festigkeit von injiziertem Lockerge-stein abgeleitet. Dies macht das Bauverfahren plan-bar, erlaubt eine wirtschaftliche Dimensionierung und ermöglicht gegenüber der Auftraggeberschaft einen einfacheren Nachweis über die erbrachte Bauleistung. Die Anwendungsmöglichkeiten dieses Bauverfahrens werden deutlich erweitert.

Freigelegte in situ Probe aus dem Injektionskörper. Foto: Kainrath, TU Wien / Exposed in situ sample from injection body

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Geotechnik und Tunnelbau / Geotechnical Engineering and Tunnelling 60 I 61

Ziel / Ergebnis • Prüfung des Programmpakets SOFiSTiK hinsichtlich einer gekoppelten Berechnung von Verbau (Geotechnik) und Massivbau

• Eignung festgestellt, Flussdiagramme für Bearbeitung entwickelt

Anwendung / Mehrwert • Berechnungen für erdberührte Bauwerke (z. B. U-Bahnstationen) mit einem Programmpaket (und einem Nutzer/einer Nutzerin)

• Eliminieren von Schnittstellen: Reduzieren des Fehlerrisikos

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau, TBT-M


Projektlaufzeit Juli 2014 bis Januar 2015

Ansprechperson Fritz Strauß

Bearbeitung Sylvio Mämpel

SOFISTIK – BERECHNUNGEN FÜR VERBAU UND MASSIVBAU

FE-Modell SOFiSTiK (Rohbau) mit PLAXIS-Modell für den Verbau /FE-Modell SOFiSTiK (concrete structure) and PLAXIS Model pit lining

Diagramm Vergleich SOFiSTiK – PLAXIS /Diagram comparision SOFiSTiK – PLAXIS

Kopplung Verbauberechnung mit den Berechnungen für das Endbauwerk im Programmpaket SOFiSTiKInterface of calculation pit lining with calculation structural works by SOFiSTiK

In this study the interface of calculations for pit lining and structural works by the FE-program SOFISTIK has been examined. Based on basic evaluation of the handling of the interface by the program a validation by a paradigm of an actual project was back calculated. Due to sufficient test results a flow chart and guideline for design works for projects in the future were developed.

HintergrundFür die statische Schnittgrößenermittlung und Be-messung stehen im Konzern diverse Softwarepro-gramme zur Verfügung. Für diese technische Bear-beitung wird in der Angebots- und Ausführungs- planung von Infrastrukturmaßnahmen (z. B. U-Bahn Stationen) üblicherweise mit unterschiedlicher Soft-ware für die Verbauberechnung und für die Rohbau-berechnung gearbeitet. Häufig ist für jedes Programm ein Planungsteam spezialisiert, sodass Daten an ein zweites Tragwerksplanungsteam übergeben werden, damit dieses sie als Grundlage für eine weitere Be-rechnung verwendet. Es entsteht eine Schnittstelle, an der Berechnungsergebnisse übergeben werden. Insbesondere bei mehrfachen Bearbeitungen im Zuge der Planung ist dies ein erheblicher zeitlicher Aufwand, der zudem fehleranfällig ist. Eine Ver-schmelzung der Berechnungen in einem Programm- paket könnte dies reduzieren oder gar verhindern.

ProjektIn einer Grundlagenermittlung wurde zunächst die Anwendung der Finiten Elemente in der Geotechnik analysiert. Im nächsten Schritt wurde überprüft, in-

wieweit die Software SOFiSTiK geeignet ist, die für geotechnische Berechnungen erforderlichen Bedin-gungen abzubilden. Dazu wurden zunächst die Stoff- gesetze des Programms SOFiSTiK mit üblicher- weise für geotechnische Berechnungen verwendeter Software verglichen und die Unterschiede heraus-gearbeitet. Anhand von vorhandenen Rechenbei-spielen aus der Literatur wurden Vergleichsberech-nungen durchgeführt. Es konnte eine weitgehende Übereinstimmung festgestellt werden. Die Verwend-barkeit des Programmpakets ist somit grundsätz-lich gegeben. In den weiteren Schritten wurden

Modellierungsansätze für den Verbau, die Bauzu-stände des Endbauwerks und den Endzustand definiert. Mit einem bereits ausgeführten Vergleichs- projekt wurde die Modellierung nachgerechnet. Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung der Ergeb-nisse: Die Abweichung zwischen den Ergebnissen der ursprünglichen Berechnung mit zwei speziali-sierten Softwareprogrammen und der integralen Berechnung mit SOFiSTiK war geringer als 10 %. Diese Abweichung befindet sich im Rahmen einer üblichen Streuung der Ergebnisse bei Berechnun-gen mit der Methode der Finiten Elemente. Als Hilfe-stellung für die Projektarbeit wurde ein Bearbei-tungsleitfaden entwickelt, der dem Anwender einen schnellen Einstieg in die Berechnung bieten und aufwendige Einarbeitungen verringern soll.

ErgebnisMit dem Programmsystem SOFiSTiK ist es möglich, die Berechnung von Baugrubenverbauten mit der Berechnung des Bauwerks zu koppeln und somit die Bearbeitung mit unterschiedlichen Softwarepro-grammen zu vermeiden.

Fazit und AusblickDie durchgängige Bearbeitung von Verbauberech-nung und Berechnung des Endbauwerks mit einem Programmpaket kann als effiziente Möglichkeit für technische Bearbeitungen in der Angebots- und Ausführungsplanung eingesetzt werden. Zur weite-ren Vereinfachung sind Tools beispielsweise für die Optimierung von Anker- und Verbauelementen zu entwickeln. Auch die Nachrechnung von Labor- versuchen soll implementiert werden. Weiter sind Modellierungen zum Nachweis des hydraulischen Grundbruchs, von Konsolidationsvorgängen und der Einfluss auf nachbarschaftliche Bebauungen in SOFiSTiK einzupflegen.

AUF EINEN BLICK

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Einhüllende design MyBiegemoment My,d [kNm]

Bearbeitungsleitfaden – Vorgehen gekoppelter Berechnung Verbau – Endbauwerk im geotechnischen Modell mittels Sofistik

Systemmodellierung- Materialdefinition Boden und Strukturbauteile - Definition Interfaceeigenschaften aufbauend auf Bodenmaterial- Definition Querschnitte Strukturbauteile, Anker, Geogrids (Verpresskörper von Ankern) - Erstellung Systemgrenzen und Lagerbedingungen (Stäbe ohne Querschnitt = Ränder)- Definition des Baugrunds als Flächenelemente

o Unterteilung in verschiedene Gruppen zur Ansteuerung entsprechend Schichtung, Aushubzustände, Zwangspunkte usw.- Definition der Strukturbauteile, Anker, Kopplungen Strukturbauteile an Boden usw.

o ebenfalls Unterteilung in verschiedene Gruppen zur Ansteuerungo gleichzeige Definition der Interfaceelemente an Strukturlinieno Festlegung der lokalen Netzverdichtung (absolut in Maßeinheit)

Lasteingabe- Eingabe der äußeren Lasten, wie Auflasten auf Gelände, Gebäudelasten usw.- Eingabe der äußeren Lasten infolge hydrostatischen Wasserdrucks auf StrukturbauteileWahl Lastfallnummer > 100, Freihalten der kleineren Nummern für PLF’s

- Definition der Lastfallkombinationen (Vorüberlagerung) für Endzustandsberechnung mit faktorisiert charakteristischen Werten f = γQ / γG für GZT und GZG ohne Eigengewichtslastfälle

Vorschlag LF-Nr. 500ff GZT und 600ff GZG

Strömungsberechnung falls erforderlich- Berechnung von Potentialproblemen für entsprechende Bauzustände und Abspeichern für jeden Zustand als LF, welcher später im CSG / Talpa aufgerufen werden kann

Erstellen das Bauablaufs mit dem CSG (Construction Stage Manager Geotechnics)- Konsolidationsberechnung = In-Situ-Berechnung („AKT SITU“) (K_0 Berechnung) mit gesamten Bodenkörper und ohne Lasten und Strukturbauteilen Interfaceelemente in diesem Zustand linear Verformungen werden zurückgesetzt

- Evtl. Lastaufbringung Nachbargebäude / oder auch großflächige Gleichlast Verformungen Nullen („CS … DEFO INC“)

- schrittweise Herstellung der Baugrube durch deaktivieren der Gruppen des Bodenkörpers in je einer neuen Bauphase und aktivieren von Verbauten und Stützungen / Ankerno Voraushub „CGRP NR xx AKT AUS“o Einbau Anker „CGRP NR xx AKT EIN PTYP FFIN“

Vorspannen Anker „CLAS NR xx OPT TEMP“o …

- letzter Herstellzustand Baugrube ohne Verkehrslasten

Geotechnische Nachweisführung Baugrube – DA3- nach Herstellung Baugrube aktivieren der Verkehrslast in einer neuen Bauphase bei DA3 und DA2* faktorisiert erhöht mit f = γQ / γG (gem. BS-T bzw. gültigen NA)

- Standsicherheitsberechnung Geotechnik mit Phi-c-Reduktion (=DA3) möglich Vorgabe einer gewünschten Sicherheit (z.B. γM = 1,25) für weitere Bemessung Reduzierung der Steifigkeit der Strukturbauteile entsprechend Teilsicherheitsbeiwerte Strukturbauteile

- zur Kontrolle des Bruchmechanismus und Ermittlung Gesamtsicherheit erneute Berechnung mit der Phi-c-Reduktion mit größerer maximaler Sicherheit ( z.B. „FMAX 3“) so das ein Versagen eintreten kann Primärlastfall hierfür ist wie zuvor der PLF mit der Verkehrslast explizit vorgeben Lastfallnummer unter Berücksichtigung von Iterationslastfällen der vorhergehenden Sicherheitsbetrachtung festlegen, z.B. Abstand im 10er Schritt Reduzierung der Steifigkeit der Strukturbauteile entsprechend Teilsicherheiten

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Herstellen Bauwerk in der Baugrube- Aufbauend auf den Zustand vor Aktivierung Verkehrslast explizite Vorgabe Primärlastfall („CS NR yy PCS xx), es ist eine Pufferzone für Sicherheitsberechnung bei den Lastfallnummern zu berücksichtigen z.B. LF-Nr.-Bruch + 20

- Schrittweiser Einbau der Bauwerkstrukturen getrennte Aktivierung von Eigengewicht und Steifigkeit bei Sohle und Ortbetondecken Ortbetondecken müssen im Zustand ohne Steifigkeit auf Sohle gekoppelte werden korrekte LastumlagerungWände erhalten Steifigkeit sofort, hier ist aber die Kopplung zum Verbau in einem zweiten Schritt zu aktivieren Aufsetzen immer auf den vorhergehenden Zustand

- Rückbauzustände wie Ausbau Anker / Steifen und Umsteifen auf Bauwerk sollten entsprechend dem realen Bauzyklus berücksichtigt werden

Primärlastfall A – min. Erddruck- Primärlastfall A: sich einstellender min. Erddruck (abhängig von Wandbewegung) wenn nicht schon im Zuge des Baufortschritts geschehen deaktivieren der Anker / Steifen außerhalb des Bauwerks deaktivieren der großflächigen Auflast hinter der Verbauwand (Endzustandsberechnung erhält eine eigene Verkehrslast)

Primärlastfall B – max. Erddruck- Primärlastfall B: sich einstellender max. Erddruck (Erzwingen eines Erdruhedrucks) Aufbauend auf min. Erddruck (vorhergehende Berechnung) K_0-Berechnung für alle Bodenpakete hinter der Verbauwand Erzeugung eines Erdruhedrucks hinter der Wand

Überlagerungen für GZT BauzuständeMaxima Überlagerung mit Faktor γE zur Erzeugung der

Einhüllenden Bemessungsschnittgrößen

Überlagerungen für GZT EndzustandMaxima Überlagerung mit Faktor γG zur Erzeugung

der Einhüllenden Bemessungsschnittgrößen

Überlagerungen für GZG EndzustandMaxima Überlagerung mit Faktor 1,0 zur Erzeugung

der Einhüllenden Bemessungsschnittgrößen

Nichtlineare Lastfallkombinationen – max. Erddruck- LFK‘s aufbauend auf PLF B und Vorüberlagerung aus Sofiload für GZT und GZG

Nichtlineare Lastfallkombinationen – min. Erddruck- LFK‘s aufbauend auf PLF A und Vorüberlagerung aus Sofiload für GZT und GZG

Im CSG erzeugen und in der automatisch erstellten CSG-*.dat die entsprechenden Lastfälle manuell kopieren und in Projektdatei hinter den „apply“ des CSG KopierenAnpassungen in den Spalten „FAKG“ entsprechend Lastfallkombination für Strukturbauteile (min. Auflast f = 1,0 / γG) vornehmen, evtl. weitere Anpassungen vornehmen

LFK’s im CSG zur Erzeugung Talpa-Berechnungsdatei auskommentieren und nur bei Erfordernis, Änderungen und damit verbundener Neuerstellung LFK’s nutzen

Bemessung der StrukturbauteileEndüberlagerungen für GZT BauzuständeÜberlagerung mit Faktor 1,0 für Einhüllende Bemessungsschnittgrößen

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Primärlastfall Berechnung für Bemessung Endzustand Bauwerk / gekoppelte Verbauten- Aufbauend auf den letzten Zustand der Rohbauherstellung werden zwei Primärlastfälle für die Bemessungsberechnungen erzeugt

Bearbeitungsleitfaden /Working guideline

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Ziel / Ergebnis • besserer Verbund von Splitt und Asphalt durch frühzeitiges Einbringen des Splitts • unmittelbare Gewährleistung der geforderten Funktionalität der Straßenoberfläche• neu konzipierter Bunker mit automatisierter Splittgutbeförderung für simultanen Einbau

von Splittgut und Asphalt

Anwendung / Mehrwert • Standardbauweise im Asphaltstraßenbau• Verbesserung der Einbauqualität• Minimierung der Einbaumengen und Kosten für Splitt

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE/CH/NL/International, PSS; ZB BMTI 01: DE/BNL/DK; UB VWB Deutschland 6H(STRABAG AG)

Art des Projekts externe Förderung vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)


Ansprechperson Martin Muschalla

Bearbeitung Sebastian Czaja, Martin Muschalla

Kooperation Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften; Technische Hochschule Köln, Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme

OBAS

Frühzeitiges Einbinden des Splitts in die Asphalt- oberfläche / Early chippings integration in the asphalt surface

Neuer Bunker am Fertiger und Prototyp des Anbauteils / New bunker on the paver and prototype of the extension component

Optimierung der Oberflächengestaltung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise – OBAS Optimising the surface design of asphalt road surfaces – OBAS

The objective of the OBAS project is to improve the required properties grip, noise absorption capacity and reflection behaviour of road surfaces in asphalt by optimising the build-in process. This can be achieved by an early integration of the gravel in a better affiliation of gravel and asphalt. The individual processes from the discharge of the asphalt mix from the truck to the paver are analysed and the particular technical components will be optimised with the objective to improve the properties of the road. HintergrundFür die Verkehrssicherheit ist eine gleichmäßig hohe Griffigkeit von Straßenoberflächen eine der wich-tigsten Funktionseigenschaften von Verkehrswegen. Die Griffigkeit einer Straßenoberfläche muss daher prozesssicher mit höchster Einbauqualität herge-stellt werden. Ziel des Forschungsprojekts OBAS ist durch ein frühzeitiges Einbinden des Splitts einen besseren Verbund von Splitt und Asphalt zu realisie-ren und damit die Funktionalität der Straßenober- fläche direkt nach dem Einbau zu gewährleisten. Wie zuletzt in der Konzernbroschüre Research, Development, Innovation 2014/15, S. 88/89 berich-tet, wurden verschiedene Möglichkeiten zur Integra-tion einer Abstreueinrichtung in der Einbaubohle an einem Forschungsfertiger geprüft. In der ersten Er-probungsphase wird der Umbau zunächst an einem Anbauteil der Einbaubohle untersucht. Bei erfolgrei-cher Umsetzung am Anbauteil wird die Umsetzung an der Einbaubohle untersucht. Erste Feldversuche mit Prototypen wurden bereits erfolgreich realisiert.

ProjektAktuell liegt der Schwerpunkt im Forschungsvorha-ben OBAS in der Konzipierung der Splittgutlogistik, um den gleichzeitigen Einbau von Splittgut und As-phalt zu realisieren. Die Schwierigkeit dabei ist, die Abstreueinrichtung in der Einbaubohle des Fertigers ohne Unterbrechung des Einbauprozesses von Asphalt mit Splitt zu beschicken. Zur Vermeidung dieser Unterbrechung und damit von Standzeiten des Fertigers wird ein neu konzipierter Bunker ent-wickelt, der aus einem Asphaltbunker und einem Splittbunker besteht. Gemäß der Einsatzankündi-gung des Bundesministeriums für Verkehr und digi-tale Infrastruktur (BMVI) vom 18. Oktober 2013 soll in Zukunft auf Baustellen flächendeckend ein Be-schicker verwendet werden. Der neu konzipierte Bunker basiert auf dem Einsatz eines Beschickers, sodass die Forderung des BMVI nach Abschluss des Forschungsvorhabens erfüllt werden kann.

UmsetzungAufgrund des zusätzlichen Gewichts wurden im Vorfeld Untersuchungen zur Positionierung des neuen Splittbunkers am Fertiger durchgeführt, um die Traktion und den Schwerpunkt des Fertigers nicht zu beeinträchtigen. Durch die Positionierung des Splittbunkers im vorderen Bereich in Kombina-tion mit dem Splittstreuer im hinteren Bereich des Fertigers konnten diese Anforderungen erfüllt wer-den. Die Idee des Konzepts ist mit Hilfe eines Beschickers den Asphaltbunker am Fertiger mit Mischgut zu befüllen. Sobald dieser ausreichend gefüllt ist, wird die Asphaltbeschickung kurzzeitig

unterbrochen und der zusätzliche Splittbunker an der Front wird mit Abstreumaterial versorgt. Hierbei soll das Speichervolumen für das Splittgut bis auf die mögliche Grenze ausgenutzt werden, um nicht zu viele Abstreumaterialaufnahmen an einem Ein-bautag durchführen zu müssen. Zur Erhöhung der Prozesssicherheit wird im Splittbunker eine Füll-standsanzeige integriert. Diese ermöglicht der Ein-baukolonne, die aktuelle Menge des Abstreumate- rials jederzeit zu kontrollieren. Mit zwei zusätzlich am Forschungsfertiger angebauten Komponenten, der Förderschnecke und dem Förderband, wird das Material aus dem Splittbunker weiter zur Abstreu-einrichtung an die Rückseite des Fertigers beför-dert, die gesteuert das Abstreumaterial einbaut. Zur Sicherstellung einer getrennten Befüllung von As-phaltmischgut und Splittgut wird die Öffnung des zusätzlichen Splittbunkers mit einer Abdeckung ausgestattet. Diese wird nur bei der Befüllung von Abstreumaterial geöffnet. So wird beim Einsatz eines Beschickers verhindert, dass Asphaltmischgut in den

Splittbunker hineinfällt. Zur Reduzierung unnötiger Temperaturverluste wird der neu konzipierte Bunker thermoisoliert. So kann auch heiß angeliefertes Ab-streumaterial mit hoher Qualität eingebaut werden. Um dieses dokumentieren zu können, wird innerhalb des Splittbunkers eine Temperaturanzeige integriert.

AusblickIm weiteren Verlauf des Forschungsprojekts soll zum einem die Temperaturüberwachung in der ge-samten Prozesskette weiterentwickelt werden. Zum anderen soll zur Erhöhung der Prozesssicherheit die Homogenität des Mischguts verbessert werden. Hierfür soll in der Querverteilung des Fertigers eine neue Schnecke konzipiert werden, die die Entmischung kontinuierlich reduziert. Des Weiteren werden im Laufe des Forschungsprojekts weitere Feldversuche realisiert, bei denen die entwickelten Prototypen unter realen Einbaubedingungen erprobt werden. Ziel ist die Prototypen nach Abschluss des Projekts in der Baupraxis einzusetzen.

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64 I 65Straßenbau / Road Construction

SENSORIK

Sensor Prototyp / Sensor prototype

Auf der BAB 9 installierte Sensoren / Sensors installed on the BAB 9

Ziel / Ergebnis • Erfassung des Tragverhaltens und Prognose der Nutzungsdauer der Asphaltbefestigung• Entwicklung von Sensoren• Einbau und Auswertung der Sensoren auf Teststrecken

Anwendung / Mehrwert • verbessertes Qualitätsmanagement bei der Bauausführung im Asphaltstraßenbau • Einsparung von Ressourcen durch Verlängerung der Nutzungsdauer • optimierte Sanierungskonzepte für PPP-Projekte

Unternehmenseinheit ZB TPA 04: DE/CH/NL/International, PSS; ZB BMTI 01: DE/BNL/DK; UB VWB Deutschland 6H (STRABAG AG)

Art des Projekts externe Förderung vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)

Projektlaufzeit März 2015 bis August 2017

Ansprechperson Martin Muschalla

Bearbeitung Sebastian Czaja, Martin Muschalla

Kooperation Technische Universität Darmstadt, Institut für Verkehr; Technische Hochschule Köln, Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme; MicroSENSYS GmbH

Entwicklung von Sensoren zur Erfassung des strukturellen Zustands von Asphaltstraßen – SensorikDevelopment of sensors for detecting the structural conditions of asphalt roads – Sensorik

The aim of the Sensorik project is the creation of intelligent roads (with sensor technology). For this reason a systematic study of sensor technology for most common roadways in Germany, especially of heavily loaded roads will be carried out. An economical, continuous and permanent monitoring system shall be developed which can be integrated directly into the asphalt road during the installation process and is easy to operate. With the sensor technology, the basic road data (production process, materials, etc.) shall be saved and readily available. With the sensors the structural behaviour of the asphalt pavement will be measured during the entire lifetime depending on various external factors, like for example traffic load and weather.

HintergrundDer Mobilitätsbedarf im individuellen sowie öffent- lichen Personenverkehr und im Warentransport wächst nahezu ungebremst. Der Verkehrswegebau in Deutschland wird in Zukunft nicht mehr vom Neu-bau geprägt sein, sondern von der Straßenerhaltung. Gegenwärtig fehlen jedoch die relevanten Straßen-informationsdaten für eine qualifizierte Erhaltungs-planung. Daher müssen Instrumente entwickelt werden, welche diese Daten erfassen und für eine Bewertung zur Verfügung stellen.

ZielZiel des Forschungsvorhabens Sensorik ist die Schaffung von intelligenten Straßen. Mithilfe von Sensoren soll ein wirtschaftliches, kontinuierliches und dauerhaftes Beobachtungssystem entwickelt werden, das in die Asphaltstraße unmittelbar beim Einbauprozess integriert werden kann. Mit Versuchen wird der Nachweis erbracht, dass die entwickelten Sensoren ohne Schäden die einbaubedingten Be-anspruchungen überstehen. Ebenso sollen Versu-che bei verschiedenen klimatischen und mechani-schen Beanspruchungen durchgeführt werden.

StrukturDie Untersuchung der Sensoren wurde in zwei Ent-wicklungsstufen eingeteilt. In der ersten Entwick-lungsstufe werden Sensoren konzipiert und herge-stellt, bei denen die Datenübertragung über Kabel erfolgt. Die Messungen dienen der Untersuchung der Korrelation zwischen der Überfahrt von Fahrzeugen und der dadurch bedingten Änderung von Sensor-

Messwerten. Ebenso sollen Erfahrungen zur Robust- heit der verwendeten Sensoren gewonnen werden. In der zweiten Entwicklungsstufe werden kontakt- lose Sensoren entwickelt. Hierbei muss der Einfluss der Einbautiefe sowie die Möglichkeit des Auslesens der Messwerte aus einem überfahrenden Fahrzeug hinsichtlich praktischer Machbarkeit und möglicher Fahrzeuggeschwindigkeit untersucht werden.

Praktische ErprobungSensoren der ersten Entwicklungsstufe wurden auf einem Versuchsfeld auf der Zufahrtstraße der Tech-nischen Universität (TU) Darmstadt und auf der BAB 9 in bestehende Asphaltstraßen integriert und auf ihre praktische Eignung überprüft. Zur Durch-führung von Messungen wurde ein Notebook an

die Kabel der Sensoren angeschlossen. Hierdurch konnten erste Messdaten gewonnen und anschlie-ßend analysiert werden. Derzeit können die Senso-ren die Achsüberfahrten messen. Ziel des Einbaus auf dem Versuchsfeld und auf der BAB 9 ist die langfristige Beobachtung der Sensoren und deren Optimierung. Des Weiteren wird parallel zur Sen-sorentwicklung ein Ablegeautomat realisiert, der es ermöglicht, die Sensoren während der Herstellung von Straßen automatisch in den Asphalt zu integrie-ren. Auf einer Untersuchungsstrecke sollen dann die erprobten Sensoren unter realen Bedingungen eingebaut und über einen längeren Zeitraum beob-achtet werden.

Messdatenauswertung am Notebook / Data analysis on the notebook

AUF EINEN BLICK

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66 I 67Straßenbau / Road Construction

Ziel / Ergebnis • Optimierung der gesamten Logistikkette unter Einbindung aller Akteure im Straßenbau• Dynamische Logistiktaktung auf Basis von Echtzeitdaten• Kosten- und Zeitkontrolle in Echtzeit• Asphaltfertiger mit autonomer 3D-Steuerung• Walzen mit Assistenzsystem für Walzschema

Anwendung / Mehrwert • Digitalisierung der Wertschöpfungskette Asphalt• Verbesserung der Qualität• Effizienzsteigerung

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, BIM.5D; UB VWB Deutschland 6H: Baustoffe DI (Deutsche Asphalt GmbH); UB VWB Deutschland 6H: Baden-Württemberg ED; ZB Zentrale Technik 30: Zentrale Technik Wien, BPM-W

Art des Projekts externe Förderung vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Projektlaufzeit November 2013 bis Oktober 2016


Bearbeitung Falk Brummer, Gerhard Höfinger, Volker Natzschka, Alexander Paulitsch, Gerhard Seifert

Kooperation Ammann Verdichtung GmbH; ceapoint aec technologies GmbH; Drees & Sommer Infra Consult und Entwicklungsmanagement GmbH; Topcon Deutschland Positioning GmbH; Universität Hohenheim, Forschungszentrum FZID

Patente / Publikationen • http://www.smartsite-project.de• Blickle, A.; Teizer, J.: SmartSite: Intelligent and autonomous environments, machinery, and processes

to realize smart road construction projects. 32. Internationale Konferenz für Automation und Robotik im Bauwesen (ISARC). Oulu, Finnland. 2015

• 3. Platz des Förderpreises für Innovationen in der Bau- und Baumaschinenbranche beim Großseminar 2016 des Verbandes der Baubranche, Umwelt- und Maschinentechnik (VDBUM)

• Finalist des Innovationspreiswettbewerbs der bauma 2016

SMARTSITE

BIM.5D®-basierter Logistikleitstand / BIM.5D®-based logistics control center

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

Nowadays, road construction is a complex process where the timely completion on tight budgets and high quality requirements are critical. Many stakeholders are involved making it a challenging coordination and logistics task. So far, there is no system which enables an automated documentation and tracking of the entire value chain. SmartSite designs, creates and tests a framework using state-of-the-art or novel, innovative data sensing and reporting technologies to enhance the performance in road construction projects. Data is collected, processed and sent to the relevant stakeholders in real time so that disturbances in the value chain can be counteracted immediately with appropriate measures.

HintergrundZiel des Projekts SmartSite, das seit November 2013 vom Zentralbereich Zentrale Technik, Fach- bereich Bauprozessmanagement, bearbeitet wird (siehe Konzernbroschüre Research, Development, Innovation 2013/2014, S. 90 – 91), ist eine wert-schöpfungsübergreifend koordinierte und roboter-gestützte Fertigung und Logistik im Verkehrswege-bau. Durch die Erhöhung des Automatisierungs- und Autonomiegrads des Maschinenparks soll die Qualität verbessert und die ökonomische und öko-logische Effizienz gesteigert werden.

ProjektZu diesem Zweck werden in SmartSite die Ist- Daten der Baumaschinensteuerung mit den Building

Information Model (BIM)/5D-Planungsdaten entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Straßenbau auf einer Plattform zusammengeführt und vernetzt. So können Kosten, Zeit sowie Material- und Perso-nalmanagement optimiert werden. Dies umfasst die Prozesse von der Mischanlage über die Transport-logistik bis hin zu teilautomatisierten Fertigern und Walzenzügen. Ziel ist eine dynamische, bidirektio-nale und IP-basierte Ende-zu-Ende-Kommunikation zwischen Mischwerk, Transport, Maschinen und Bauprozesssteuerung.

Erster DemonstratorAuf Grundlage der in 2013 festgelegten Anforderun-gen wurde in 2014 das Gesamtkonzept definiert. Auf dieser Basis wurde im Jahr 2015 die gesamte Struktur für die informationstechnische (IT) Umset-zung entwickelt und festgelegt. Parallel dazu wurde die erste Stufe der Soft- und Hardwareentwicklung der Teilsysteme bearbeitet und erfolgreich abge-schlossen. Sie bilden die Grundlage für die Gesamt-systemintegration. Aufbauend auf diesen Entwick-lungen wurde ein erster Demonstrator konzipiert und im September 2015 erfolgreich auf dem Betriebshof des Projektpartners Ammann in Langenthal (Schweiz) realisiert. Dieser Demonstrator deckt die folgenden prototypischen Szenarien ab:• 5D-basierte Planung und Arbeitsvorbereitung

einer Straße in Asphaltbauweise• Ableitung von Fertigungs- und Logistikdaten aus

dem 5D-Modell für Transport, Wendepunkte, Asphaltfertiger und Walzen

• Prozessinitiierung über Cloud-Applikationen• Vernetzung der Teilsysteme über Cloud-to-Cloud-

Integrationen• Erhebung und Dokumentation von Echtzeitdaten

in der Cloud für Mischwerk, Transport, Asphalt-fertiger und Walze

• Steuerung der Wertschöpfungskette Asphalt über eine autonome Cloud

• Visualisierung und Dokumentation des Echtzeit- Prozesses auf Grundlage eines 5D-Datenmodells (Menge, Zeit, Qualität, etc.)

AusblickAuf Basis der Erfahrungen und Ergebnisse aus der Umsetzung des ersten Demonstrators wurde entsprechend der Projektplanung die zweite Ent-wicklungsphase für die Erstellung des finalen Demonstrators bis zum Sommer 2016 gestartet. Geplant ist das System unter Realbedingungen bei der Erneuerung einer Asphaltdeckschicht einzusetzen. Gespräche mit Ministerien und Regierungs-präsidien wurden geführt und mögliche Untersu-chungsstrecken geprüft. Die Festlegung auf eine Untersuchungsstrecke erfolgte im Frühjahr 2016 mit anschließender Ausarbeitung der erforderlichen Da-tenmodelle.

AUF EINEN BLICK

Asphaltfertiger mit SmartSite-Sensorik beim Midterm-Demonstrator / Asphalt paver with SmartSite sensors at Midterm-Demonstrator

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Konzernprojekt: Die Vernetzte Baustelle – Digitalbasierte Prozessoptimierung im Straßen- und BahnbauCorporate project: The Connected Construction Site – Optimising road and railway construction using digital processes

Two recent developments are currently changing all industrial and production-related processes: the fast and worldwide communication and the sharp decline in prices of computing and storage performances. Sensors have now become so small, handy and robust that the built environment – which STRABAG helps to shape – can now be equipped with such technology. Due to the enormous data processing capacity of intermediate and terminal devices, information is readily available at any location. Additionally, collaboration between various groups at any given location no longer presents a challenge. Hence, STRABAG – as a technology group for construction services – must gradually adapt all essential business processes – i.e., planning, execution, production, operation and administration – to the comprehensive digitally- based information processing. However, this digital

transformation requires a broad understanding of business processes regarding information content and its distribution. Also, all project data must eventually be compiled and integrated. The STRABAG board launched the corporate project The Connected Construction Site to align all current and future activities regarding digitally based solutions in road and railway construction in order to have them systematically implemented. The goal is to enable the individuals involved to manage construction processes in the execution, planning, procurement and billing in such a way that the construction projects are significantly more efficient, planned and implemented with better quality thus making them more economical. For this purpose target processes shall be formulated. Following this approach, the project The Connected Construction Site has been organized into 12 sub-projects.

Sensorik – winzig, überall und mächtigZwei aktuelle Entwicklungen verändern zurzeit sämtliche industrie- und produktionsbezogenen Prozesse: die schnelle und weltweite Kommunikati-on und der starke Preisverfall von Rechen- und Speicherkapazitäten. Sensorik ist inzwischen so klein, handlich und robust geworden, dass auch die bebaute Welt damit bestückt werden kann, die STRABAG mitgestaltet. Dem Einsatz der daten- erfassenden und -sendenden Komponenten sind fast keine Grenzen gesetzt, sie können nahezu überall eingebaut werden: in Baustoffen und Bau- teilen, um während der Herstellung von Bauwerken

Informationen bereitzustellen, oder um während deren Betrieb Zustandsinformationen an definierte Zielgruppen zu versenden. Aufgrund der enormen Leistungsfähigkeit der datenverarbeitenden Zwi-schen- und Endgeräte stehen nahezu beliebige In-formationen an jedem Ort bereit.

Teamwork 2.0 Die Entwicklung der Informations- und Kommunika-tionstechnologie (IKT) ermöglicht eine Zusammen-arbeit zwischen zahlreichen Personen über beliebige Standorte hinweg – in Echtzeit. Visualisierungstech-nologien stellen Informationen hochverdichtet und

ARBEITSVORBEREITUNGOptimierungen und Vorgaben zum Umfang und zur Tiefe der Arbeitsvorbereitung sowie eine durchgängige Daten- struktur auf digitaler Basis werden erarbeitet. Soll-Vorga-ben sollen genauer und detaillierter werden. Dazu werden Vorgaben zur Datenqualität in der Kalkulationsphase erar-beitet. Die bauleitende Organisation wird dadurch entlas-tet und in den Kernaufgaben unterstützt. Der Einsatz von Geräten und Personalressourcen wird optimiert.

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VERMESSUNG UND ABRECHNUNGGeländedaten werden als Grundlage für Planungen, Soll/Ist-Vergleiche und Abrechnungen erfasst. Moderne Systeme ermöglichen heute eine zeitnahe, umfassende und bedienerfreundliche Erfassung und Verarbeitung der Daten mit einer bisher unbekannten Genauigkeit. Trag- fähige Marktlösungen werden identifiziert und getestet. Die Anbindung an datenweiterverarbeitende Systeme (CAD, BIM, iTWO etc.) soll gewährleistet werden, um die Schnittstellen im Datenfluss zu reduzieren. Betrachtet werden klassische Vermessungsmethoden, die digitale Maschinensteuerung, 3D-Laserscanner, Drohnen und Mo-bile Mapping Systeme. Darüber hinaus wird die Akzep-tanz der Auftraggeberschaft hinsichtlich des digital ge-stützten Bauens gefördert.

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AKQUISITION UND ANGEBOTSBEARBEITUNGDie Akquisition bei der privaten Auftraggeberschaft soll erhöht werden. Als Werkzeuge dafür dienen Marktbeob-achtungsinstrumente, der Einsatz einer CRM-Software und der Aufbau eines Kundenportals. Dafür werden regional umsetzbare Marketingstrategien erarbeitet. Der STRABAG-Konzern soll zudem als regionaler Partner für Komplettlösungen aus einer Hand wahrgenommen wer-den. Für die Kalkulationsphase wird eine vereinheitlichte und digitalisierte Datenbeschaffung angestrebt, mit der ein einheitlicher Kalkulationsprozess samt Dokumentation erreicht wird. Eine dazugehörige Kommunikationsplatt-form sowie die Möglichkeit der zeitnahen Übergabe an die Arbeitsvorbereitung sind weitere Aspekte.

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Ultraschall-Sensor misst berührungslos die Einbau- stärke der noch nicht abgewalzten Oberfläche des Asphaltbelags (TP6) / Ultrasound-Sensor monitoring the paving thickness without intruding

Vernetzte Walzen zur flächendeckenden Verdichtungskontrolle von Asphaltdecken (TP6) /Connecting roller compactors for a comprehensive compaction monitoring

Ein Projektraum der Vernetzten Baustelle: Zusammenführen aller erarbeiteten Informationen, um die zahlreichen Schnitt- stellen im Kontext zu verstehen / Project room of The Connected Construction Site: Reconciling all compiled information, in order to understand interface issues within the contextual frame


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nachvollziehbar dar und unterstützen so das Zu-sammenwirken zwischen Mensch und Maschine. Die immer komplexer werdenden Abläufe sind be-herrschbar und können im nächsten Schritt opti-miert werden. Wesentlich für eine erfolgreiche Um-setzung ist die Begeisterung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für den Nutzen, der für sie entsteht.

Sichere Abläufe, hohe QualitätDie Qualität der Produkte beziehungsweise des Er-gebnisses hängt von der Güte der Abläufe während der Herstellung ab. Diese wiederum basiert darauf, wie genau die Prozesse bekannt und formuliert sind, wofür Daten und Informationen benötigt wer-den und mit deren Kommunikation. Mit der in sämt-liche Arbeitsbereiche eingreifenden Digitalisierung sind allerorts Lösungen zur Verbesserung der Ar-beitsabläufe denkbar, weil Informationen in nahezu beliebiger Detailtiefe bereitgestellt werden können. Damit ist die Digitalisierung ein Werkzeug der Quali-tätssicherung.

Bedeutung für das BauunternehmenFür STRABAG als Technologiekonzern für Bau- dienstleistungen bedeutet dies, dass alle wesentli-chen Geschäftsprozesse – d. h. Planung, Ausfüh-rung, Produktion, Betrieb und Administration – auf die umfassende digitalbasierte Informationsverar-beitung schrittweise angepasst werden müssen.

In anderen Industrien etablierte Lösungen können dabei für die Bauindustrie angepasst werden, wie beispielsweise das digitale Aufmaß, telematikge-steuerte Baumaschinen oder die navigationsgeführte Logistik. Diese digitale Transformation setzt aller-dings ein umfassendes Verständnis der Geschäfts- prozesse hinsichtlich ihrer Informationsinhalte und deren Verteilung voraus, auch alle wesentlichen Projektdaten müssen erfasst und integriert werden. Dieser Trend ist erkennbar an der online-Verfügbar-keit von Maschinendaten oder dem zunehmenden Angebot an einfach zu bedienenden Softwarelösun-gen (Apps). Im Idealfall werden alle relevanten Daten des gesamten Bauvorhabens erfasst. Dies erfordert einen gewissen Standardisierungsgrad der zu ver-

PROZESSKETTE BETONSTRASSENBAUBetrachtet werden die Prozesse der Beschaffung und Logistik von Rohmaterialien zur industriellen Herstellung von Beton auf der Baustelle, den Transport und Einbau des Betons sowie die Qualitätsüberwachung. Auch hier wird eine digitale Fahrzeugüberwachung und -steuerung mit Möglichkeiten zur Auswertung und Dokumentation angestrebt. Dazu werden Werkzeuge zur digitalen Daten- erfassung bei Fertiger-Maschinen, Mischanlagen, bei Transportfahrzeugen und am Endprodukt in Echtzeit ge-testet, beschafft und entwickelt. Die Materialannahme wird mittels QR-Code digital erfasst. So werden die Daten sofort in das kaufmännische System übertragen. Außer-dem werden Soll-Vorgaben für benötigte Daten und Da-tenformate zur Steuerung der Prozesskette Beton erar-beitet.

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BAUBEGLEITENDE PROZESSEIm Fokus steht hier die Analyse und zeitnahe Steuerung der baubegleitenden Prozesse unter Berücksichtigung der gesetzlichen Vorschriften, der technischen Regelwerke, der vertraglichen Verpflichtungen und der internen Rege-lungen und Standards. IT-gestützte Assistenzsysteme zur systematischen Steuerung der Prozesse Rechnungs-legung, Nachtragsmanagement, Abnahme, Mängel und Gewährleistung, Qualitätssicherung und systematischer Soll/Ist Vergleich werden entwickelt.

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PROZESSKETTE TIEFBAU UND WEITERE BAUAUFGABENDie Gewerke Pflasterdecken- und Plattenbeläge mit Randeinfassung, Entwässerungskanalarbeiten, Tiefbau und Druckrohrleitungsbau stellen zusammen einen hohen Leistungsanteil. Die Qualitätsüberwachung und die Mög-lichkeit von Soll/Ist-Vergleichen relevanter Prozesse in Echtzeit sind dabei von zentraler Bedeutung. Notwendige Werkzeuge werden für die Umsetzung der Soll-Prozesse getestet, beschafft und entwickelt.

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PROZESSKETTE ERDBAU UND UNGEBUNDENE SCHICHTENIm Mittelpunkt stehen die Prozesse Beschaffung, Lösen, Laden und Transport sowie Einbau und Entsorgung von großen Erdmassen und die zugehörige Logistik. Ange-strebt wird eine digitale Fahrzeugüberwachung und -steu-erung mit der Möglichkeit zur Auswertung und Dokumen-tation. Die digitale Leistungserfassung dient somit als Basis für die Leistungsmeldung und Abrechnung.

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PROZESSKETTE ASPHALTSTRASSENBAUDie Prozesse Beschaffung und Logistik von Asphalt sowie der Einbau des Asphalts und die Qualitätsüberwachung haben Priorität, wodurch eine vereinfachte Rechnungs-stellung und -prüfung erreicht werden soll. Dafür werden Werkzeuge für vernetzte Steuerungssysteme oder für eine funk- und datentechnische Einbindung Dritter getes-tet, beschafft und entwickelt. Endgeräte werden flächen-deckend beschafft und die drahtlose Datenübertragung professionalisiert.

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BAUSTELLENDOKUMENTATION UND BERICHTSWESENDas Berichtswesen soll verschlankt und optimiert wer-den, d. h. benötigte Daten und Dokumente sollen in Echt-zeit bereitgestellt werden und in einer digitalen Dokumen-tenverwaltung bearbeitbar sein, um die administrativen Tätigkeiten des Baustellenpersonals zu unterstützen. Die Digitalisierung des Polierarbeitsplatzes ist eine Maß- nahme hierfür. Hierfür werden bereits die Softwarelösun-gen 123-Erfasst und Baumobil getestet. Dies sind mobile Anwendungen, bei denen die Disposition von Personal und Geräten sowie die Ist-Erfassung auf der Baustelle im Vordergrund stehen. Die beschleunigte Erstellung der Arbeitskalkulation sowie die Reduzierung der Betriebs- mittel-Geräteverluste sind weitere Ziele. Fotos sollen außerdem rechtlich sicher dokumentiert und archiviert werden.

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Untersuchungsstrecke BAB 2 – Rehren. Testen der Logistik- und Taktsoftware BPO Asphalt (TP6) / Testing the software solution BPO Asphalt on its logistics and cadence performance on a test section on Highway 2 close to Rehren

Die Organisation des Projekts folgt den Abläufen von Bauprojekten. /The project organisation is structured according to operative construction sequences.


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BIM.5D®

Ergänzt wird das Projekt um die modellbasierte Arbeits-weise für den Straßen- und Bahnbau. Bauzeitpläne und Kalkulationen (iTWO-5D) werden mit 3D-Modellen ver-knüpft, 2D-Ausführungspläne sind sofort direkt ableitbar. Besonders für Design- und Build- sowie für große Infra-strukturprojekte bietet sich diese integrale Arbeitsweise an. Die modellbasierte Bearbeitung relevanter Daten und Ressourcen soll in Pilotprojekten umgesetzt werden. Die umfangreichen Erfahrungen und Kenntnisse im Konzern zu BIM.5D® werden dabei einbezogen.

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MANAGEMENT DER BAU- UND GESCHÄFTSPROZESSEDieses Teilprojekt entwickelt sich iterativ mit den Teil- projekten 1 bis 9. Die auf der Baustelle relevanten Res-sourcen Mensch, Maschine und Material sind so zu verknüpfen und zu integrieren, dass Abläufe optimal ge-steuert werden können. Derzeit werden die Abläufe von Bauprojekten in einer prozessualen Nomenklatur inner-halb von Workshops mit Prozess- und LEAN Expertinnen und Experten erfasst. Dabei werden zuerst die Kern- prozesse analysiert, strukturiert und in mehrere Prozess- ebenen untergliedert. Angestrebt wird eine Detaillierung bis zu derjenigen Prozessebene, auf der Informationen und Daten vermittelt werden – Grundlage für eine digital-basierte effiziente Daten- und Informationsübertragung mit deutlich reduzierten Medienbrüchen.

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INFRASTRUKTUR INFORMATIONS- UND KOMMUNIKATIONSTECHNOLOGIEDie Bereitstellung einer robusten Hard- und Software soll mit Blick auf die Anforderungen auf der Baustelle und im Back-Office gewährleistet sein. Im Vordergrund stehen die Netzverbindung und Datensicherheit. Dazu werden alle aktuellen IKT-bezogenen Probleme bei der Unterstüt-zung des operativen Tagesgeschäfts kartiert und die Datenübertragung innerhalb der Baustellen geprüft.

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wendenden Informationen und Schnittstellen. Mög-lich wird dann eine projektübergreifende, systemati-sche Auswertung und neue Geschäftsansätze und Ertragsquellen bei Planung, Projektsteuerung und Betrieb von Bauprojekten werden erkennbar.

Tausende von Baustellen im JahrDas Ausmaß dieser Aufgabe wird angesichts der Hauptmerkmale des Baugeschäfts besonders deut-lich: Dezentralität, Herstellung meist von Unikaten und eine Vielzahl von Dienstleistungen entlang des gesamten Lebenszyklus‘ von Bauwerken – von der Rohstoffgewinnung in Steinbrüchen, über Planungs- leistungen, Herstellung bis hin zum Betrieb von Auto- bahnen inklusive Mautstationen. Die Größenordnung dieser Aufgabe zeigt der Blick auf den Straßenbau: Allein in Deutschland wickelt STRABAG jährlich über 7.500 Baustellen ab, die vom Asphaltieren eines Schlaglochs über die Hofeinfahrt bis hin zum Neu-bau einer Autobahn einen Bogen spannen.

Vernetzte Baustelle – das Bauen von morgen hat begonnenMit dem Entwicklungsvorhaben Vernetzte Baustelle werden die Prozesse im Straßen- und Bahnbau in einen digitalen Kontext überführt. Ziel ist es, die beteiligten Personen in die Lage zu versetzen, Bau-prozesse in der Arbeitsvorbereitung, Beschaffung, Ausführung und Abrechnung so zu steuern und zu entscheiden, dass die Bauvorhaben deutlich effizi-enter und qualitätsvoller geplant und durchgeführt und damit wirtschaftlicher werden – von der Legung des Angebots über das Startgespräch nach Auf-tragserteilung bis hin zur Abnahme durch die Auf-traggeberschaft und dem Ende der Gewährleistung.

Diese Aufgabe ergibt sich im Wesentlichen aus drei großen Strängen:• Die operativen Einheiten im Straßenbau verfolgen

die aktuellen Möglichkeiten der IKT, um wettbe-werbsfähig und profitabel zu bauen. Aufgrund der eigenständigen Marktverantwortung der Direkti- onen werden dabei, wie beim Einsatz anderer Technologien oder Lösungen, häufig individuelle, kommerzielle Mittel zur Prozessoptimierung ein-gesetzt. Dies führt zu unerwünschten Redundan-zen wegen des bisher fehlenden gemeinsamen Vorgehens aller Direktionen.

• Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur veröffentlichte Ende 2015 den Stu-fenplan für digitales Planen und Bauen, mit dem Ziel: „Wir wollen das digitale Planen und Bauen bundesweit zum Standard machen“.

Ziel • Bauprozesse in der Ausführung, Kalkulation, Arbeitsvorbereitung, Beschaffung und Abrechnung so zu steuern und zu entscheiden, dass Bauvorhaben deutlich effizienter und qualitätsvoller geplant und durchgeführt werden.

Anwendung / Mehrwert • höhere Qualität der Dienstleistungen• Steigerung der Wirtschaftlichkeit

Unternehmenseinheit UB VWB Deutschland 6H; UB Polen 6Q

Art des Projekts intern, vom SE-Vorstand initiiert

Projektlaufzeit seit November 2015

Ansprechpersonen Dr. Gerhard Gribkowsky, Anette Höchst, Dr. Norbert Pralle

Bearbeitung siehe Seite 104

DIE VERNETZTE BAUSTELLE

AUF EINEN BLICK

• Programme auf nationaler und europäischer Ebene fördern zahlreiche Aspekte der Digitalisierung im Bauwesen und treiben damit die Entwicklung an. In Projekten wie z. B. PAST, Autobaulog oder Smart-Site hat STRABAG in den vergangenen Jahren die ersten Schritte in das digitale Zeitalter gemacht.

Im Rahmen des Projekts Vernetzte Baustelle sollen zukünftig alle Tätigkeiten, bei denen digitalbasierte Lösungen im Straßen- und Bahnbau eingesetzt wer-den können, abgestimmt fortgesetzt werden – so lautet der Beschluss der Konzernleitung. Dieses Projekt ist ein Startschuss für einen langen Gestal-tungsprozess und wird vom Unternehmensbereich Verkehrswegebau Deutschland geführt, wobei alle im Straßen- und Bahnbau agierenden Konzernein-heiten über die Ergebnisse und Fortschritte zu infor-mieren und zur Mitwirkung angehalten sind. Die technischen Zentralbereiche BMTI, BRVZ-IT, TPA und Zentrale Technik unterstützen dabei.

Beschriebene Abläufe als TaktstockEin Merkmal des Konzernprojekts Vernetzte Bau-stelle ist besonders hervorzuheben: das Bestreben, das Bauen aus der Sicht optimierter Abläufe heraus zu organisieren. Dies spiegelt sich in der Organisati-onsstruktur aus zwölf Teilprojekten wider und wird im Titelbild vereinfacht illustriert. Alle baurelevanten Abläufe, von der Akquisition über die Ausführung bis hin zum Nachtrag werden in den Teilprojekten 1 bis 9 bearbeitet. Mit der Untersuchung der Bau-

prozesse aus den Teilprojekten 4, 5, 6 und 7 wird über 80 % der durchschnittlichen Jahresleistung der letzten Jahre im VWB Deutschland einer Evaluie-rung unterzogen. Die Teilprojekte 10 bis 12 behandeln übergeordnete Aufgaben. Der Ansatz, das Handeln nach den Abläufen auszurichten, setzt allerdings eine Standardisierung der Prozessbeschreibung voraus, damit Informationswege und deren Schnittstellen entsprechend – digital – gestaltet werden können. Übergeordnet soll durch das Projekt folgendes er-reicht werden:• Erhöhung der Wirtschaftlichkeit durch effizientere

Projektabwicklung • Modernisierung des Werkzeug-Portfolios, welches

den Nutzen für Auftraggeberschaft, Personal und Management erhöht

• umfassende Dokumentation aller Inhalte und Ent-scheidungen relevanter Projektschritte, um aus Projekt(miss)erfolgen zu lernen

• Objektivierung aller Prozesse und Entscheidungen• (teils automatisierte) Informationsweitergabe (na-

hezu) ohne Medienbrüche • Digitalisierung nur der für die Prozessverbesse-

rung relevanten Daten • Überwachung des Baufortschritts in Echtzeit• digitale Leistungserfassung • Modellierung der Soll-Prozesse von der Planung

bis zur Abnahme

Untersuchungsstrecke BAB 2 – Rehren. Testen des Flächenaufmaßes am Fertiger (TP3) / Testing the areal measurements of a paver on a test section on highway 2 close to Rehren

Informations- und Kom- munikationstechnologie – IKT (TP12) / ICT-infrastructure for construction sites

Drohne für die Luftbildphotogrammetrie (TP3) / Drone on a mission for aerial photogrammetry


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Man muss die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sozial behandeln, damit sie motiviert sind, gute Arbeit zu leisten. Dazu muss man mit ihnen auch ständig im persön-lichen Austausch sein und nicht nur elektronisch kommunizieren.

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Johann Eberhart: Man muss selbst voran gehen, um etwas zu verbessern.

Ganz konkret: Wie gehen Sie vor, um Verbesse-rungen auf der Baustelle umzusetzen?Wenn ich ins Ausland auf eine Baustelle gehe, muss ich zuerst die Mentalität der Menschen vor Ort kennenlernen. Daran muss ich mich anpassen und dann zusammen mit den Mitarbeiterinnen und Mit-arbeitern Verbesserungen umsetzen.

TEAMS WORK. – die Menschen sind also ein wesentlicher Faktor. Wie motivieren Sie Ihre Mit-arbeiterinnen und Mitarbeiter?Man muss die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sozial behandeln, damit sie motiviert sind, gute Arbeit zu leisten. Dazu muss man mit Ihnen auch ständig im persönlichen Austausch sein und nicht nur elek-tronisch kommunizieren. Außerdem darf man nicht nur Vorgaben machen, sondern man muss ihnen auch die Hintergründe von Verbesserungen erläu-tern und offen sein für ihre Vorschläge.

Sie gehen also auf Ideen Ihres Teams ein und laden alle zum Mitdenken ein. Ein Thema ist ja auch die Weitergabe von Erfahrung. Wie können erfahrene Mitarbeiterinnen und Mitar-

beiter ihr Wissen an die junge Belegschaft wei-tergeben?Man muss die jungen Kolleginnen und Kollegen ein- arbeiten und noch mindestens zwei Jahre begleiten. Nur in der praktischen Zusammenarbeit kann man seine Erfahrungen weitergeben, zum Beispiel wie man schon am Graswuchs erkennt, ob der Boden trocken ist oder nicht.

Letztlich zählt der (wirtschaftliche) Erfolg. Welche Grundvoraussetzungen müssen für eine erfolg-reiche Baustelle erfüllt sein?Es ist sehr wichtig, dass wir noch selbst an der Wertschöpfung auf der Baustelle beteiligt sind. Die Zusammenarbeit mit Nachunternehmern läuft nie reibungslos und wenn man hier keine eigenen Mit-arbeiterinnen und Mitarbeiter mehr hat, kann man im Fall von Bauablaufstörungen nicht mehr gegen-steuern.

Wie bereiten Sie die Arbeiten auf der Baustelle vor?Das Allerwichtigste ist die technische und logisti-sche Planung aller Arbeiten. Wenn man den Humus abschiebt, muss man schon wissen, wann die Asphaltschicht eingebaut wird. Alle Einbauten, wie zum Beispiel Brücken und Nebenarbeiten, müssen

Employees have to be treated socially so that they are motivated to do good work. For this constant personal communication is crucial and cannot be completely replaced by electronic communication devices.

so geplant werden, dass der letzte Arbeitsschritt ohne Unterbrechung fertiggestellt werden kann.

Wie können neue Technologien die Arbeit auf der Baustelle verbessern?Der Einsatz neuer Technologien muss sich auch wirtschaftlich rechnen. Je nach Spezifikation der Auftraggeberschaft kann es sein, dass sich die zu-sätzliche Investition in die neue Technologie nicht amortisiert. Zum Beispiel gibt es GPS-Systeme für Straßenfertiger und Walzen. Aufgrund der zusätz- lichen Investition hat sich dieses System jedoch noch nicht flächendeckend durchgesetzt. Bei einer Baustelle haben wir wegen des Zeitdrucks ein GPS-System zum Markieren der Fahrbahn einge-setzt. Bei meiner aktuellen Baustelle ist dies jedoch aufgrund des langfristigen Zeitplans nicht erforder-lich. Keine neue Technologie kann aber die persön-liche Anwesenheit des Menschen auf der Baustelle ersetzen, da alle Computersysteme immer auf eine mittelbare oder unmittelbare Dateneingabe und Be-dienung vom Menschen angewiesen sind. Deshalb darf man sich nicht ausschließlich auf die Compu-tersysteme verlassen, sondern muss stets techni-sche Lösungen und Abläufe selbst durchdenken und prüfen.

Welche Entwicklungen halten Sie in Zukunft für möglich?Ich kann mir gut vorstellen, dass Reparaturarbeiten von Straßen in naher Zukunft von Robotern ausge-führt werden. Ich glaube aber nicht, dass der Ver-kehrswegebau in naher Zukunft ohne Mitarbeiterin-nen und Mitarbeiter auskommt, da im Gegensatz zur Landwirtschaft zum Beispiel die Bodenverhält-nisse auf einer Baustelle nicht so homogen und vor-hersehbar sind wie auf einer Ackerfläche, sodass weiterhin ein Maschinist oder eine Maschinistin ge-braucht wird, um die Baumaschine zu lenken.

Als langjähriger Mitarbeiter haben Sie viele Ver-änderungen im Unternehmen hautnah miterlebt. Wie haben Sie diese wahrgenommen? In den letzten zwanzig Jahren ist das Unternehmen dramatisch gewachsen, von ca. 13.000 auf über 70.000 Menschen. Die Fluktuation ist größer gewor-den, sodass man immer wieder mit neuen Kollegin-nen und Kollegen zu tun hat. Es ist wichtig, dass

man versucht, die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Unternehmen zu halten, wenn man sie eingear-beitet hat. Die Kommunikation mit Kolleginnen und Kollegen – egal auf welcher Hierarchiestufe – ist besser geworden. Und die Baumaschinen haben sich natürlich weiterentwickelt.

Welche Idee zur Verbesserung ist Ihnen beson-ders in Erinnerung geblieben?Bei einer Autobahnbaustelle im Jahr 2005 haben wir den Humus für einen 11 m breiten Mittelstreifen mit dem Asphaltfertiger eingebaut. So konnten wir in kürzester Zeit mit sehr hoher Qualität das nötige Gefälle herstellen, ohne die Verschmutzung einer Drainage im Mittelbereich zu riskieren. Das war für diese spezielle Konstruktion das optimale Verfahren. Die Idee dafür hatte der Maschinist des Asphaltfer-tigers.

Herr Eberhart, herzlichen Dank für das Ge-spräch!

When Mr Eberhart is assigned to a construction site abroad he first gets to know the mentality of the people to better adapt himself. Thus only in cooperation with the colleagues can improvements on site be implemented. According to him, new technologies on the construction site have to provide a clear economic advantage. However, all technologies and computer systems will never be able to replace people on site. The basic prerequisite for a smooth construction is the preparation, i.e. before starting the first earthworks one has to know when the last asphalt layer will be installed. To make sure that one can react in case of unexpected events, a substantial part of the added value may not be subcontracted.

„Wie verbessern Sie die Abläufe auf der Baustelle, Herr Eberhart?“ “How do you improve construction site processes, Mr Eberhart?”

Johann Eberhart ist langjähriger Mitarbeiter im Konzern. Er bearbeitet seit 1996 Großprojekte im Ausland. Seit 2006 ist er Autobahnbaumeister. Seit Mai 2016 baut er als technischer Leiter 17 km Autobahn der A1 in Polen von Zawodzie bis Woźniki. /Johann Eberhart has been an employee of Bauholding for many years and has worked abroad on large infrastructure projects since 1996. In 2006 he became a highway maintenance specialist and starting May 2016 he is the technical leader of a 17 km construction site for highway A1 in Poland from Zawodzie to Woźniki.

Geführt wurde das Interview von Karoline Fath, ZB Zentrale Technik 30: Entwicklung & Innovation

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Werkzeuge / Tools

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Ziel / Ergebnis • Unterstützung des modellbasierten Design-to-Production-Prozesses• Automatisierung von geometrisch komplexen Aufgabenstellungen• Erzeugung und Produktion von geometrisch komplexen Formen

Anwendung / Mehrwert • Bewehrungsplanung in komplexen Bauteilgeometrien• Modellierung im Brückenbau für Kalkulation und Ausführungsplanung• Sonderschalungselemente• Fassadenplanung

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, BIM.5D, Konstruktiver Ingenieurbau, TBK




Bearbeitung Alexander Blickle, Lyudmil Lesinski, Alexander Naljot, Alexander Paulitsch

Kooperation Dassault Systèmes Deutschland GmbH, Stuttgart

WISSENSBASIERTE MODELLIERUNG

Regelkelch Schalendach S21 PFA 1.1 / Standard chalice-shaped pillar for Stuttgart 21 roof structure

Knowledge-Template für die Generierung der Kelchfuß-Bewehrung /Knowledge-Template for the generation of the reinforcement

AUF EINEN BLICK

Generisches Produktionsmodell für die Ausführungsplanung am Beispiel S21Generic production model using the example of S21

The new station building of Stuttgart 21 is distinguished by its sophisticated shell roof geometry. This requires new thinking in the way of planning. Traditional 2D/3D CAD/BIM-tools which are usually used in the building industry, have reached their high cost limits for the modeling of the production models. 3D software solutions which are used in the automotive, machinery, shipbuilding and aircraft industries allow for its wide knowledge-based modeling options to be used in the construction industry for complex geometries.

HintergrundDas neue Bahnhofsgebäude des Bauvorhabens Stuttgart 21 zeichnet sich durch seine anspruchs-volle Schalendachgeometrie aus. Dies erfordert ein neues Denken in der Art der Planung. Traditionelle 2D/3D-CAD/BIM-Werkzeuge, die üblicherweise im Bauwesen zum Einsatz kommen, stoßen hier an ihre Grenzen. Dadurch entsteht ein hoher Auf- wand für die Modellierung der Produktionsmodelle.

3D-Software-Lösungen mit flexiblen wissensbasierten Modellieroptionen, die u. a. im Automobil-, Maschinen-, Schiffs- und Flugzeugbau eingesetzt werden, können auch im Bauwesen bei komplexen Geometrien eingesetzt werden. Wissensbasierte Systeme – auch Expertensysteme genannt – sind Computersysteme, in denen • das Sach- und Erfahrungswissen von Fachleuten

gespeichert ist und• Problemlösungsmechanismen implementiert sind.Mit teilweiser Mechanisierung des Wissens aus Normen und Richtlinien sowie von Expertenwissen unterstützen diese Systeme bei der Modellerstel-lung. Infolgedessen sind alle notwendigen Bedin-gungen, Normen, Richtlinien sowie geometrische Randbedingungen strukturiert zu erfassen und in digitalen Wissenstemplates anzulegen. Diese bilden die Grundlage für den Modellierungsautomatismus.

ZieleZiel des Projekts ist es, komplexe geometrische Aufgabenstellungen mit Hilfe von wissensbasierten Werkzeugen zu lösen und (teil-)automatisierte 3D- Konstruktionsprozesse durchzuführen. ProjektDie Umsetzung der wissensbasierten Modellierung erfolgte am Beispiel der Schalendachgeometrie der neuen Bahnhofshalle von Stuttgart 21 sowie an der neu zu bauenden Stadtbahnhaltestelle Staats-galerie. Diese orientiert sich architektonisch an der neuen Bahnhofshalle und verfügt ebenfalls über eine komplexe Schalendachgeometrie. Beiden Bau- werken ist gemein, dass an die Planung und Aus-führung spezielle Anforderungen gestellt werden,

die mit herkömmlichen Verfahren und Software- tools nur begrenzt umgesetzt werden können. Das Forschungsprojekt untersucht hier die Möglichkei-ten eines intelligenten Building Information Models (BIM), das die Anforderungen einer effizienten mo-dellbasierten 3D-Planung und der Fertigungsdaten-ableitung erfüllt.

UmsetzungDas geplante Schalendach der neuen Bahnhofshalle stützt sich auf Einzelstützen, die die Form offener Kelche haben. Die Geometrie der hochbelasteten Stützen ist aufwendig, die Bewehrung ist mehrfach gekrümmt. Für die Planung der Bewehrung eines Kelchfußes wurde das wissensbasierte Modellie-rungssystem CATIA Civil Engineering verwendet. Auf Basis von benutzerdefinierten Eingangsparame-tern wird unter Verwendung der Wissenstemplates automatisiert ein Modell generiert, das die geomet-

rischen und funktionalen Vorgaben erfüllt. Durch den generischen Ansatz kann diese Methodik auf eine Vielzahl von Aufgabenstellungen angewendet werden. Wenn das parametrisch wissensbasierte System Informationen und Parameter auf allen Mo-dellierebenen zur Verfügung stellt, können eigene Funktionen zur Erfüllung projektspezifischer Anfor-derungen implementiert werden.

AusblickDas Forschungsprojekt hat gezeigt, dass die wis-sensbasierte Modellierung großes Potenzial für die Anwendung bei komplexen Aufgabenstellungen im Bauwesen hat. Der Mehrwert liegt in der hohen Flexibilität und der einfachen Anpassbarkeit an spe-zielle Projektanforderungen für die Verwendung im Design-to-Production-Prozess.

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Benutzerdefinierte Parameter für die Anpassung der Bewehrung / User-defined parameters for the adaption of the reinforcement

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Werkzeuge / Tools

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Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Überwachung sicherheitsrelevanter Bauwerke – AURIS Autonomous risk and information system for analysis and monitoring of security-sensitive buildings – AURIS

Building monitoring – including monitoring of security-sensitive buildings – is currently and primarily concerned with security monitoring. Monitoring of the support structure is so far not common practice. Harvesting building information related to the remaining structural support capacity based on the current structural health state is not common. A system that would automate structural condition evaluation is not yet available. The development and long-term testing of a structural safety management system is the primary goal of this research. The

structural safety management system includes a measurement and data management system for structural health state recording as well as a progressive failure prediction system. The structural safety management system has been structured in several component systems. Interfaces between component systems have been developed and implemented. A demo of the structural safety management system has been implemented and tested. Static and numerical calculations accompanied by laboratory testing have been performed and evaluated for the progressive failure prediction system. In addition, the demo system performed measurements on a civil structure. Results show that the demo system is functional and that all component systems have successfully communicated with each other. HintergrundZiel des Verbundprojekts Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Über-wachung sicherheitsrelevanter Bauwerke (AURIS) ist die Entwicklung und Langzeiterprobung eines Bau-werks-Sicherheitsmanagementsystems zum Schutz von Menschen in Bauwerken der kritischen Infra-struktur. Das Sicherheitsmanagementsystem besteht im Kern aus einem Messsystem zur Überwachung der Gebäudestruktur, mit dem der tatsächliche Bau-werkszustand zum Zeitpunkt eines außergewöhnli-chen Ereignisses wie Explosion, Brand, Unfall oder Erdbeben ermittelt wird. Die Daten werden in einem Computersystem analysiert, um Rückschlüsse auf die

Resttragfähigkeit der baulichen Struktur zu ziehen. Die Ergebnisse liefern Informationen zur Beurteilung der Standsicherheit des Gebäudes und sind damit Grundlage der Planung und Durchführung von Rettungs- und Evakuierungsmaßnahmen. Aktuell beschränkt sich die Überwachung von Gebäuden in der Regel auf die Überwachung des Nutzungs-raums. Beispiele dafür sind Brandmeldeanlagen in Gebäuden und Tunneln sowie Videoüberwachungs-systeme und Zutrittskontrollsysteme. Für Anlagen zur Klimatisierung (Heizung, Kühlung, Lüftung) wer-den ebenfalls Messungen der Temperatur und Luft-feuchtigkeit durchgeführt. Ein Monitoring der Trag- struktur von Bauwerken ist bisher in der Praxis nicht üblich und beschränkt sich auf wenige Bauwerke, bei denen im Rahmen von wiederkehrenden Prü-fungen bereits Schäden festgestellt wurden. Umfas-sende Systeme zur automatisierten Erfassung des Zustands von Verkehrsinfrastruktur im Falle einer massiven Schädigung – beispielsweise infolge dy-namischer Lasten – existieren weder national noch international. Bei besonderen Anforderungen an die Bewertung werden derzeit Strukturüberwachungs-systeme (Structural Health Monitoring) eingerichtet. Diese Vorgehensweise entspricht der sogenannten Beobachtungsmethode, wie sie in der Geotechnik und dem Geomonitoring vielfach angewandt wird. Bewertungen erfolgen dann anhand von Schluss- folgerungen aus Messdaten über möglichst lange Beobachtungszeiträume. Wenn die Datenerfassung der Überwachung automatisiert und in Echtzeit er-folgt, ist eine zeitnahe Auswertung möglich. Eine solche dauerhafte Beobachtung dokumentiert die strukturelle Lebensgeschichte von Bauwerken. Ver-änderungen wie beispielsweise die Auflösung oder Neuordnung von Strukturelementen können so be-obachtet und beurteilt werden. Bauwerksmonito-ring alleine ist jedoch nicht ausreichend für ein Sicherheitsmanagement, da der Bezug zur aktuellen Tragwerkssicherheit fehlt. Dieser kann über eine Kombination mit Computersimulationen ge-

wonnen werden, die mit den Ergebnissen des Bauwerkmonitorings abgeglichen werden. Der entscheidende Hinderungsgrund für eine breite Nutzung von Monitoringsystemen ist, dass es für die Beobachtungsbewertung noch kein System gibt, das den Bewertungsvorgang so weit automatisiert, dass dies zu belastbaren Aussagen und Handlungsempfehlungen führt. Erst damit würde sich ein signifikanter Mehrwert als Motivation für eine Nutzung ergeben.

Arbeitsschwerpunkt progressiver Kollaps und Auslegung Im Rahmen der Projektbearbeitung wurde der Schwerpunkt auf mehrgeschossige Hochbauten in Stahlbetonrahmenbauweise gelegt. Basis der Un-tersuchungen waren umfangreiche Schadensaus-wertungen. Bei Rahmenbauwerken kann ausgehend vom Versagen eines Tragglieds ein progressiver Kollaps auftreten, der zum Versagen des gesamten Bauwerks oder von Teilen führen kann. Grundsätz-lich gibt es folgende konstruktive Möglichkeiten, ei-nem progressiven Kollaps der Gesamtstruktur zu begegnen:• hohe Sicherheit gegen lokales Versagen (kein

Stützenausfall)• Isolierung kollabierender Bereiche (Diskontinuität)• Redundanz im Tragwerk = alternative Lastpfade

(Kontinuität)Die beiden ersten Punkte mögen für spezielle Bereiche im Hochhaus einsetzbar sein. In der Regel ist es aber am wirtschaftlichsten, das vorhandene Potenzial der Struktur zur Umlagerung der Kräfte und zur Ausbildung eines Sekundärsystems zu nutzen. Im Katastrophenfall kommt es dann zwar zu (irreparablen) Schäden am Gebäude, aber ein teilweiser oder gar kompletter Einsturz wird vermie-den. Dadurch ist eine sichere Evakuierung gewähr-leistet. Eine derart geschädigte Struktur bewegt sich außerhalb der Bemessungsmethoden der Norm. Um diese im Katastrophenfall bezüglich ihrer Rest-

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3D-Visualisierung des Versuchsaufbaus zur Unter- suchung des Stützenausfalls / 3D visualisation of the experimental setup for the column failure investigation

Durchführung am Institut für Massivbau und Baustoff- technologie des KIT / Attempt realisation at KIT

Balken-Feder-Modell Z3 (EMI) Verformte Gesamt- struktur kurz vor dem Kollaps (10-fach überhöht), © Fraunhofer EMI /Beam-spring-model Z3 (EMI) Deformed overall structure on the brink of collapse (10 times increase)

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Ziel / Ergebnis • Entwicklung eines Messsystems zur Langzeit-Strukturüberwachung von Gebäuden• Prognose kollapsgefährdeter Bereiche auf Basis von Messwerten• Versuchsergebnisse zum Strukturverhalten bei Stützenausfall

Anwendung / Mehrwert • Strukturüberwachung von Gebäuden• Monitoring von Brücken• Verbesserung der Auslegung von Gebäuden gegen progressiven Kollaps• Sicherheit für Evakuierungen und Hilfsmaßnahmen

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Tief- und Tunnelbau, Konstruktiver Ingenieurbau

Art des Projekts externe Förderung vom BMBF

Projektlaufzeit Juni 2011 bis Mai 2015

Ansprechperson Dr. Peter-Michael Mayer

Bearbeitung Dr. Hubert Bachmann, Patrick Hartkorn, Martin Hüttich, Dr. Ana Libreros, Dr. Christoph Niklasch

Kooperation Bundesanstalt Technisches Hilfswerk (THW); Fraunhofer Institut für Kurzzeitdynamik – Ernst-Mach-Institut (EMI); Securiton GmbH; Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK), Universität Freiburg; Institut für Massiv-bau und Baustofftechnologie (IMB), Karlsruher Institut für Technologie (KIT); Institut für Deutsches undAusländisches Zivilprozessrecht, Abt. II, Rechtswissenschaftliche Fakultät, Universität Freiburg; EmergentActio KG

Patente / Publikationen • Niklasch, C.; Hüttich, M.; Bachmann, H.; Mayer, P: Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Überwachung sicherheitsrelevanter Bauwerke (AURIS), Teilvorhaben: Entwicklung und Test eines Datenmanagementsystems zur Strukturüberwachung. Schlussbericht 2015

Quellen • Roloff, J.; Kohlbrei, U.: „Monitoring als Grundlage für effektive Instandhaltung – Neue Wege bei der Bauwerkserhaltung“ In: Jahrbuch 2006/2007 Bautechnik. VDI Verlag Düsseldorf 2006. S. 66 – 77

• Harte, R.; Krätzig, W.B.: „Integriertes Sicherheitsmanagement alternder Bauwerke durch Computersimulation und Zustandsmonitoring“ In: Jahrbuch 2006/2007 Bautechnik. VDI Verlag Düsseldorf 2006. S. 13 – 29

STRUKTURÜBERWACHUNG VON GEBÄUDEN – AURIS

AUF EINEN BLICK

tragfähigkeit beurteilen zu können, ist es nötig, einen großmaßstäblichen Versuch durchzuführen. Dieser soll Erkenntnisse zu folgenden Punkten liefern:• Beurteilung des Versagensmechanismus• Bewertung der Verformung des Systems und

Rückschlüsse auf die Resttragfähigkeit (visuelle Beurteilung der Tragstruktur)

• sinnvolle Einsatzstellen von Messtechnik in den Bauteilen auf Basis des Versagensmechanismus (was soll wo gemessen werden)

Beim Ausfall einer Stütze in einem Hochhaus wird zunächst im betroffenen Bereich die Stützweite der Decke vergrößert. Durch die Überlastung der Decke gibt diese unter der Stützenlast der darüberliegen-den Geschosse nach. Es kommt zur Ausbildung von plastischen Gelenken und zu einer Zugmem-bran in der Decke. Basierend auf diesen Modell- überlegungen wurde anhand eines realen Hoch-hausprojekts eine Auslegung gegen progressiven Kollaps vorgenommen. Die untersuchte Konstruk- tion ist eine Halbfertigteildeckenkonstruktion, die auf Halbfertigteilunterzügen gelagert ist. Die Unterzüge sind innen am Kern aufgehängt und außen auf Konsolen an Stützen aufgelegt. Zur Überprüfung der Auslegung wurde in Zusammenarbeit mit dem Institut für Massivbau und Baustofftechnologie des KIT ein 1:1 Laborversuch konzipiert, mit Messtech-nik versehen und bis zum Versagen belastet. Der Versuch zeigt deutlich die Bereiche auf, die für eine Erhöhung des Tragwiderstands gegen Stützenaus-fall optimiert werden können. Die grundlegenden

statischen Annahmen der Ausbildung eines Zug-bandes bei Stützenausfall konnten durch die Ver- suche bestätigt werden.

Arbeitsschwerpunkt Datenmanagementsystem und Gebäudekollaps-AnalysesoftwareDas Datenmanagementsystem ist die zentrale Komponente des AURIS-Strukturüberwachungs-systems. Es läuft als webbasiertes Client-Server- System auf einem zentralen Server. Von lokalen Sensorknoten und Sensorsubsystemen sowie Ge-bäudeüberwachungssystemen werden über eine im Rahmen von AURIS entwickelte Schnittstelle Mess-werte und Statusinformationen gesammelt, sortiert und in Relationen zueinander gestellt. Die Speiche-rung erfolgt in einer Datenbank. Ebenfalls über die entwickelte Schnittstelle stellt das Datenmanage-mentsystem auf Anfrage Messwerte, Strukturin- formationen und Statusinformationen für die Ge-bäudekollapsanalysesoftware bereit und empfängt aktualisierte Informationen über den Gebäudezu-stand. Informationen zum Gebäudezustand können wiederum vom Gebäudeüberwachungssystem ab-gerufen und lokal, z. B. über eine Brandmeldeanla-ge zur Alarmierung und Signalisierung bereitgestellt werden. Über die entwickelte Schnittstelle kann das Datenmanagementsystem Informationen (Mess- werte, z. B. Temperatur, Korrosion, Feuchte) an Zustandsmodelle übergeben. Diese bestimmen an-hand der Informationen aktualisierte Materialkenn-werte, die wieder an das Datenmanagementsystem zur Aktualisierung des Bauwerkszustands zurück-gegeben werden. Die Entwicklung und Imple- mentierung des Datenmanagementsystems erfolgte durch die Konzerngesellschaft ITC Engineering GmbH & Co KG. Im Rahmen des Projekts wurde ein Demonstrator entwickelt, der die wichtigsten Grundfunktionalitäten abdeckt. Getestet wurde das System am Beispiel einer Hochhausbaustelle des Konzerns, in die Glasfaserdehnungs- und Tempera-turkabel sowie weitere konventionelle Messsensorik für Temperatur- und Dehnungsmessungen einge-baut waren. Die gemessenen Sensorwerte können beispielsweise von einer Kollaps-Analysesoftware des Projektpartners Fraunhofer Ernst-Mach-Institut (EMI) in Freiburg beim Datenmanagementsystem abgerufen und mit einem vereinfachten Balken- Feder-Modell für eine Echtzeit-Prognose des Bau-

Stützenausfall und Ausbildung Zugmembrane bei einer Hochhausdecke in Halbfertigteildeckenkonstruk-tion / Column failure and formation of a tension membrane in a high-rise ceiling in a semifinished ceiling contruction

werkszustands genutzt werden. Das Titelbild zeigt die verformte Gesamtstruktur eines 5-stöckigen Gebäudes nach den Stützenausfällen a und b und dem Ausfall einer weiteren Randstütze (c). Dieser Ausfall führt zum fortschreitenden Strukturversagen (γGebäude = 0,9). Basierend auf Messungen in Stützen kann der Ausfall einzelner oder mehrerer Tragele-mente erfasst und dem Kollaps-Prognosemodell übergeben werden. Dieses berechnet die Bereiche, die von einem progressiven Kollaps betroffen sein können und übergibt diese Informationen zurück an das zentrale Datenmanagementsystem. Dieses Kernelement kann selbstständig Alarmierungen auslösen, die Informationen aber auch einer klassi-schen Brandmeldeanlage zur Alarmierung der Gebäudebenutzer übergeben. Eine dynamische Fluchtweglenkung ist bei einer entsprechenden Programmierung des Brandmeldesystems als Er-weiterung ebenfalls möglich.

ErgebnisDie Versuchsergebnisse sowie die statischen und numerischen Berechnungen zum progressiven Kollaps zeigen, dass es mit relativ einfachen konst-ruktiven Maßnahmen möglich ist, den Bauwerks-

Werkzeuge / Tools

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widerstand gegen progressiven Kollaps deutlich zu erhöhen. Zusammen mit relativ wenigen Messsen-soren gelingt es, Prognosen für kollapsgefährdete Bereiche in Echtzeit zu bestimmen und zur Flucht-wegsteuerung zu nutzen. Über die entwickelten Schnittstellen lassen sich vorhandene Gebäude-überwachungssysteme wie Brandmeldeanlagen mit anderen Mess- und Überwachungssystemen koppeln. Beispiele dazu sind Geomonitoringsys- teme, wie sie bei untertägigen Großbaustellen ver-stärkt zum Einsatz kommen. Die durchgeführte Marktforschung zu Strukturüberwachungssystemen hat neben der im Rahmen des Projekts untersuch-ten Überwachung von Gebäuden des Hochbaus vor allem Brücken als weitere Bereiche identifizieren können, in denen Strukturüberwachungssysteme einen signifikanten Mehrwert bieten können.

Bildschirmdarstellung der Überwachung einer Stütze / Screenshot monitoring of column

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Konzernprojekt: Beschleunigte Einführung von BIM.5D® im STRABAG-KonzernCorporate project: Accelerated introduction of BIM.5D® at STRABAG

The digital way of working increasingly influences the design, construction and operation of buildings. This is precisely what is expressed in BIM, the Building Information Modelling. The construction industry-related expression of BIM in the STRABAG Group is called BIM.5D®. Information that relates to planning, production and operation, can thereby be provided in specialised and phase-specific models. For example, information on status, costs or schedules are linked directly to the building's geometry. This is how a holistic illustration of a project is created. Different variations or modifications can be shown in a timely and transparent manner with a complete documentation of the history. The worldwide technological development of BIM tools and in particular the existing Anglo-Saxon market trend of using BIM is particularly evident in the BIM-based management of large projects. Mastering this way of working is indispensable in the future.

Effizient und qualitätsvollDie digitale Arbeitsweise prägt zunehmend das Pla-nen, Bauen und Betreiben von Bauwerken. Genau dieses Vorgehen wird in BIM ausgedrückt, dem Building Information Modelling. Die bauindustriebe-zogene Ausprägung von BIM im STRABAG-Kon-

zern heißt BIM.5D®. Informationen, die die Planung, Herstellung und den Betrieb von Bauwerken betref-fen, können dabei in fach- und phasenspezifischen Modellen zur Verfügung gestellt werden. Es werden beispielsweise Informationen über Status, Kosten oder Terminpläne direkt an die Bauwerksgeometrie geknüpft. So entsteht eine ganzheitliche Abbildung eines Projekts. Verschiedene Varianten oder Ände-rungen können dadurch bei vollständiger Dokumen-tation der Historie zeitnah und transparent darge-stellt werden. Die weltweit technologische Entwick- lung von BIM-Werkzeugen und der besonders auf dem angelsächsischen Markt bestehende Trend des Einsatzes von BIM zeigt sich besonders bei der BIM-basierten Abwicklung von Großprojekten. Die Beherrschung dieser Arbeitsweise ist zukünftig unabdingbar.

Ziele und Mehrwert für STRABAGÜbergreifendes Ziel ist es, Bauwerke effizienter und qualitätsvoller zu planen, zu bauen und zu betrei-ben. Alle Projekte des STRABAG-Konzerns mit einem Auftragsvolumen von mindestens 25 Mio. € sollen zukünftig im Hoch- und Ingenieurbau (H+I) mittels digitalem Gebäudemodell bearbeitet werden. 5D- Methoden werden in Zukunft für alle Design- und

BESCHLEUNIGTE ENTWICKLUNG VON WERKZEUGEN UND METHODENDie vorhandenen Kataloge für die Mengenermittlung der Angebotsbearbeitung im Rohbau, Ausbau, Hülle (Fassade und Dach) sowie Baugrube werden für iTWO-5D und Revit in Deutschland und Österreich ausgebaut. Außerdem werden weitere Modellierungsmethoden und -Werkzeuge sowie Kataloge für die Technische Gebäudeausrüstung, den Brücken- und den Tunnelbau sowie die Baustelleneinrich- tung in Deutschland und Österreich konzeptioniert. Die Kon- zeption modellbasierter operativer Anwendungen (Leistungs- meldung und Nutzung von Modellen auf der Baustelle) ist ein weiterer Bestandteil. Für die deutschsprachigen Konzern-kataloge wird eine englische Übersetzung bereitgestellt.

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KOLLABORATIONSSYSTEMEAuf Basis von Autodesk-Vault wird eine Daten-Manage-ment-Plattform mit entsprechender Serverinfrastruktur aufgebaut. Diese wird konfiguriert und an die Konzernvor- gaben angepasst. Zusätzlich werden Produkte für die standortübergreifende Zusammenarbeit evaluiert. Weitere Bestandteile sind die Entwicklung eines Betriebskon-zepts, die Hardware- und Lizenz-Beschaffung sowie der Betrieb und das Monitoring der Infrastruktur.

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ERWEITERUNG DER SCHULUNGSKAPAZITÄTEN FÜR DIE BEREITS EINSETZBAREN METHODEN UND WERKZEUGEFür die operativen Direktionen steht ein Schulungsangebot zur Ausbildung von BIM.5D®-Anwenderinnen und -Anwen- dern (BIM-Konstrukteurinnen und -Konstrukteure sowie BIM-Ingenieurinnen und -Ingenieure) und darauf aufbau-end zur Weiterbildung zur BIM-Managerin bzw. BIM-Ma-nager zur Verfügung. Zusätzlich wird Personal aufgebaut, um die Schulungskapazität zu erhöhen und die Schu-lungsinhalte fortzuschreiben.

TP4FORTENTWICKLUNG DER BESTEHENDEN 5D ROADMAP – PLANUNG DER ENTWICKLUNG UND EINFÜHRUNGDie operativen Direktionsplanungen werden aufgenom-men und in die aktuelle 5D Roadmap zur Planung der Entwicklung des Zentralbereichs Zentrale Technik (ZT) integriert. In Zusammenarbeit von Direktionsverantwortli-chen, ZT, BRVZ-IT und dem Management wird eine Priorisierung und Detailplanung der Umsetzung vorge-nommen. Zudem findet ein Monitoring der Umsetzung statt und ein Berichtswesen an den Vorstand über Kos-ten, Termine und Zielerreichung wird aufgebaut. Eine aktive Informationspolitik wird im Konzern etabliert. Zur Einfüh-rung und Umsetzung von BIM wird in jeder Direktion eine Person freigestellt, um eine erfolgreiche Umsetzung des Gesamtprojekts zu gewährleisten.

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PRODUKTIVE 5D-INFRASTRUKTUR FÜR 70 ANWENDERINNEN UND ANWENDERIm Mittelpunkt steht die Konzeption und Planung von er-forderlichen IT-Infrastrukturmaßnahmen für den Rollout von BIM: eine zentrale iTWO-5D-Umgebung mit lokalen CAD-Arbeitsplätzen. Die vorhandene, weltweit erreichba-re und zentrale iTWO Serverfarm in Stuttgart wird um eine 5D-Funktionalität erweitert. Die Lösung wird dabei auf zunächst 70 Anwenderinnen und Anwender ausgelegt, ist jedoch erweiterbar. Die Standortanbindungen werden entsprechend den Erfordernissen von 5D angepasst. Ein zusätzlicher Aufwand entsteht durch die Vorbereitung und Auslieferung von CAD-Arbeitsplätzen. Dabei tragen die Operativen anfallende Hard- und Softwarekosten für loka-le Arbeitsplätze. Weitere Kosten im Bereich der Operative fallen durch die Erweiterung der Leitungskapazitäten an.

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KONFERENZ-, VISUALISIERUNGS- UND ARBEITSRÄUMEZur effektiven Koordination von BIM.5D®-Modellen über Standortgrenzen hinweg sowie für Kundenpräsentationen werden Konferenzräume eingerichtet. Dabei liegt der Fokus auf einer qualitativ hochwertigen Ausrüstung, um sowohl die Zusammenarbeit im Team vor Ort und über Standortgrenzen hinweg zu erleichtern als auch um repräsentative Räumlichkeiten zur Verfügung zu haben, in denen die BIM.5D®-Arbeitsweise und die entstehenden Modelle ideal vorgestellt werden können. Hierzu sind zum einen Virtual Reality Brillen für eine virtuelle Begehung des Modells vorgesehen, zum anderen aktuelle UHD-Bild-schirme mit Touchfunktion, um intuitiv mit jeglichen digita-len Daten arbeiten zu können und um diese präsentieren zu können. Zusätzlich werden BIM.5D®-Arbeitsräume ein-gerichtet, die genau auf die Anforderungen zur Erstellung von BIM.5D®-Modellen ausgerichtet sind. Diese Räume besitzen alle Voraussetzungen für eine enge Zusammen-arbeit im Team.

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84 I 85Research, Development, Innovation 2015 / 16 Werkzeuge / Tools

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Build-Projekte sowie für teamconcept- und SRE- Projekte genutzt. Wettbewerbsvorteile, eine Steige-rung der Produktivität und Prozesssicherheit, er-höhte Kundentransparenz und die Reduktion von Schnittstellenverlusten sind Mehrwerte, die durch die Einführung und Umsetzung von BIM.5D® ge-schaffen werden. Auch die Floprate von Projekten soll so reduziert werden. Zudem werden durch die Datenvernetzung weitere Informationen gewonnen. Langfristig ist das Projektvorhaben somit eine Siche- rung der Zukunftsfähigkeit des STRABAG-Konzerns.

Umsetzung im KonzernDiese neue Arbeitsweise erfordert neue Werkzeuge, IT-Infrastrukturen und Expertisen. Über die vergan-genen acht Jahre wurde bereits eine solide Grund-lage für das BIM-basierte Arbeiten gelegt. Auch erste Projekterfahrungen mit Operativen liegen vor. Erste Pilotprojekte mit Anwendung von BIM.5D® zeigen positive Ergebnisse, wie die Erfüllung von Kundenanforderungen, eine Verbesserung der Pla-nungsqualität, das frühzeitige Erkennen von Prob-

lemstellen sowie eine erhöhte Transparenz in Pla-nung und Ausführung. Nun folgt eine systematische BIM-Aufrüstung der Operativen, dabei ist stets der Kundenmehrwert im Blick. Die Ausrichtung der Projektumsetzung am operativen Bedarf ist zu be-rücksichtigen.

Maßnahmen der Einführung und Umsetzung von BIM.5D®

Das Vorhaben besteht aus übergreifenden Maßnah-men sowie Einzelmaßnahmen, die in neun Teilpro-jekte (TP) gegliedert sind. Übergreifende Maßnahmen sind folgende: • eine beschleunigte Entwicklung firmeninterner

Methoden und Standards• eine beschleunigte Einführung der einsatzfähigen

Methoden in der Fläche • erweiterte Schulungsaktivitäten In den einzelnen Teilprojekten (TP1 bis TP9) werden unterschiedliche Schritte abgearbeitet – so geht es beispielsweise bei TP8 um die Evaluierung und Pilo-tierung einer Daten- und Prozessplattform. Das Ein-

ROLLOUT-VORBEREITUNG DES VIRTUALISIERTEN CAD-ARBEITSPLATZESEs werden virtualisierte CAD-Arbeitsplätze geschaffen und evaluiert. Dies beinhaltet die Beschaffung und den Aufbau der Server-Hardware, die Installation der Server- Software und der CAD-Programme sowie die Bereitstel-lung der Umgebung. Es erfolgt ein Pilotbetrieb und nach einem positiven Abschluss werden ein Betriebskonzept erstellt und die Rollout-Vorbereitungen getroffen.

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EVALUIERUNG UND PILOTIERUNG EINER DATEN- UND PROZESSPLATTFORMDie Verbindung von Prozessen und Daten auf einer Platt-form soll Geschäftsabläufe verschlanken, indem Projekt-beteiligte über Abteilungsgrenzen hinweg vernetzt werden und die mehrfache Eingabe von Daten vermieden wird. Im Pilotbetrieb werden verschiedene Ziele untersucht: Die Entwicklungsplanung soll optimiert werden, die BIM.5D®- Arbeitsweise in der Angebotsphase wird verbessert und der Einfluss auf künftige Arbeitsweisen und Organisati-onsstrukturen untersucht.

TP8

richten einer solchen Daten- und Prozessplattform ist zeitaufwendig, da die abzubildenden Prozesse zunächst beschrieben und dann umgesetzt werden müssen. Die Plattform ersetzt dabei nicht alle be-stehenden Applikationen, sondern verwaltet insbe-sondere die Bezüge der Daten untereinander – die Mehrfacheingabe von Daten wird vermieden. Die Entwicklungsplanung soll durch Arbeiten an ver-netzten Informationen optimiert werden. Zudem wird die BIM.5D®-Arbeitsweise in der Angebotspha-se durch Bezüge zwischen Modell und Ausschrei-bungsunterlagen verbessert. Der Einfluss auf künf- tige Arbeitsweisen und Organisationsstrukturen für operative Anwendergruppen ist zu untersuchen. Die Erfahrungen aus Umsetzung und Betrieb werden die Grundlage einer strategischen Entscheidung über eine zentrale Konzernplattform sein.

Ziel / Ergebnis • konzernweite Einführung und Umsetzung von BIM.5D®

Anwendung / Mehrwert • Projekte mit Auftragsvolumen von mind. 25 Mio. € mit BIM.5D® bearbeiten• Steigerung der Produktivität und Prozesssicherheit• hohe Kundentransparenz• Reduktion von Schnittstellenverlusten

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, BIM.5D


Projektlaufzeit Juli 2015 bis Dezember 2016

Ansprechpersonen Stefan Ebner, Konstantinos Kessoudis, Marvin Wells-Zbornik

Bearbeitung siehe Seite 106

BIM.5D®

AUF EINEN BLICK

Virtual Reality Brille im Versuch / Virtual reality glasses in trial

BIM.5D® Arbeitsplatz / BIM.5D working place

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Gutes besser machen!Making good things better!


KOMPENDIUM WOHNGESUNDES BAUENZur Sicherstellung einer hohen Raumluftqualität in Bau-werken und damit wohngesunden, nachhaltigen Innen-räumen wurde ein Kompendium von gesundheitlich un-/bedenklichen Baustoffen und Produkten für die Planung und Ausführung erstellt. So soll Erkrankungen wie z. B. das Sick-Building-Syndrom oder Allergien vorgebeugt werden. Zusätzlich wird im Kompendium Hintergrund- wissen zu Themen wie Gütesiegel für Bauprodukte, Qua-litätssicherung durch Lüftungsanlagen und deren digitale Anbindung, Umweltmedizin und zu rechtlichen Fragestel-lungen vermittelt.

GUIDELINE FOR “HEALTHY” BUILDINGS For the planning and execution of sustainable buildings with a high indoor air quality a guideline on non-/ hazardous building products has been prepared. Additional information on quality certificates, quality control of ventilation systems, environmental physics and legal issues is provided.

Ansprechperson: Daniela SchneiderZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, SFB (TNB)

GEBÄUDEFUNKTION ZUR BEWERTUNG DES GEBÄUDEBETRIEBSEs wurde eine Gebäudefunktion entwickelt, um einen wirtschaftlichen und energieoptimierten Gebäudebetrieb zu erreichen. Die Gebäudefunktion benötigt nur wenige, leicht verfügbare Eingangsgrößen zur Berechnung der Soll-Heiz- und Kühlleistung: äußere Lasten, technische Eigenschaften des Gebäudes und der Anlagen, Betriebs- parameter und die Gebäudenutzung. Sie kann zur Inbe-triebnahme der Gebäude und Anlagen der Auftraggeber-schaft und zur Optimierung des Betriebs konzerneigener Gebäude eingesetzt werden. Die Gebäudefunktion er-möglicht ein schnelles, effizientes Identifizieren von Fehlern im Gebäudebetrieb und eine Überwachung des Energie-verbrauchs.

BUILDING FUNCTION FOR THE ASSESSMENT OF THE BUILDING OPERATION To ensure an economic and energy-optimised building operation a building-function has been developed that calculates the necessary heating and cooling demand based on a few input parameters. The function can be used for commissioning buildings of clients and to optimise the operation of company-owned buildings. Ansprechperson: Markus GensweinZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, TGA

Werkzeuge / Tools

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ANGEBOTS- UND AUSFÜHRUNGSDATENBANKAuf der Wissensplattform connect wurde eine Datenbank mit Dokumenten erstellt, die im Rahmen einer Angebots-bearbeitung oder während der Ausführung eines Tunnel-bau-Projekts standardmäßig benötigt werden. Die Infor-mationen werden sowohl als Konvolut als auch als Textbausteine aufgenommen und können über Suchfunk-tionen anhand von Dokumentkategorien, Verschlagwor-tung und Volltext gezielt verfügbar gemacht werden.

DOCUMENT DATABASE FOR THE BIDDING AND CONSTRUCTION PHASE On the knowledge platform “connect” a database with documents usually needed during the bidding and construction phase has been established. The information is available in the form of project related document assortments, individual text documents and text modules. Information can be searched for using projects, document categories, keywords or full text. Ansprechperson: Ines-Jeanne PaupiéUB Tunnelbau 2I: Tunnelbau IP (Tunnelling International)

ENTWICKLUNG EINER SELBSTKALKULIERENDEN TÜRLISTEFür die Bepreisung von Türen in der Angebotsphase wurde ein Excel-Werkzeug entwickelt, das basierend auf der Spezifikation zu Abmessungen und Ausstattung der Türen mittels eines standardisierten Algorithmus den Ange-botspreis ermittelt. Für die Weiterentwicklung des Werk-zeugs wird der Einsatz einer Datenbank geprüft.

DEVELOPMENT OF A SELF-ESTIMATING DOOR SCHEDULEAn Excel tool for the quick estimation of doors during tender has been developed. The user defines the door selecting from multiple options and equipments and from this an estimate for the door is generated in a standardised way. For the further development of the tool the use of a database program is being considered. Ansprechperson: Jan DillenburgZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, SFB

FLYER ÜBER WU-ELEMENTWANDKONSTRUKTIONEN MIT KONSTRUKTIONS- UND AUSFÜHRUNGSHILFENNach einer Analyse von sieben Ausführungsprojekten mit wasserundurchlässigen (WU)-Elementwandkonstruktio-nen wurde ein Flyer mit Konstruktionsdetails, Umset-zungsmöglichkeiten und Empfehlungen zur Ausführung erstellt.

FLYER ABOUT WATERTIGHT TWINWALL CONSTRUCTION WITH EXECUTION AND IMPLEMENTATION GUIDELINESBased on the analysis of seven executed buildings with twinwall elements as part of watertight constructions a flyer with standardised construction details as design guideline, requirements and recommendations for the execution on site was created.

Ansprechperson: Dr. Susanne UrbanZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau, TBK

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WERKZEUG ZUR STRUKTURIERTEN ERMITTLUNG VON SCHALUNGSVORHALTEMENGEN FÜR HOCHBAUPROJEKTE Für die Ermittlung der Schalungsvorhaltemengen in der Arbeitsvorbereitung wurde ein Excel-Werkzeug erstellt, das basierend auf Bauteilen, -zeitplan, -materialien und weiteren Anforderungen mittels eines standardisierten Algorithmus ein vollständiges Leistungsverzeichnis inklu-sive der Vorhaltezeiträume für die benötigten Schalungs-elemente erstellt. Eine Abbildung der Prozesse des Materialabrufs, der Anlieferung und Rücklieferung bis hin zur Abrechnung sind für das Jahr 2016 vorgesehen.

TOOL FOR A STRUCTURED DETERMINATION OF FORMWORK QUANTITIESAn Excel tool for the structured determination of the necessary formwork quantities for a construction project has been developed. With a standardised calculation method the tool provides a complete Bill of Quantities for the formwork based on the following: type of construction elements, time of construction, required materials, required equipment (formwork), calculated gang performance. Ansprechperson: Jonas TrosseZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management, BAV

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AUFGABENZUORDNUNGSMATRIX – ias Für die Projektorganisation in der Angebotsphase wurde eine Excel-Vorlagedatei erstellt, die es ermöglicht, einfach und schnell eine Aufgabenzuordnungsmatrix mit verant-wortlichen und beteiligten Personen zu erstellen, die zu-dem um Termine und Bearbeitungsstände ergänzt werden kann. Beim Ausführungsprojekt Wiener Hauptbahnhof konnte hierdurch bereits eine Qualitätssteigerung und erhöhte Termintreue festgestellt werden.

INTERACTION STRUCTURE - iasFor the tender phase an Excel template for the setup of an interaction structure matrix (ias) has been developed which allows for a quick and easy assignment of tasks to responsible persons. Additionally, this matrix can be enhanced by deadlines and status. In the construction project Wien main station an increase in quality and adherence to deadlines could already be determined. Ansprechperson: Martin HörhanZB Zentrale Technik 30: Zentrale Technik Wien, BPM-W

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ARCHITEKTURDETAILS HOLZBAUFür den Holzbau wurden vierzig Architekturdetails als konstruktive Leitdetails entwickelt, die unterschiedliche Situationen mit verschiedenen Anschlusspunkten wie erdberührte Bauteile, Außenwand, Innenwand, Ge-schossdecke, Dachabschluss etc. am Beispiel eines Musterhauses simulieren. Die Details sollen als Hilfsmittel zur Vermeidung von Mängeln, als Vorgabe bei der Planung von Holzbauprojekten und zur verbesserten Kommunikation intern und mit externen Vertragspartner-innen und -partnern dienen.

LIBRARY OF BUILDING ELEMENTS FOR TIMBER CONSTRUCTIONForty standardised construction details for timber buildings have been developed describing various connection points like floor, roof, wall and elements in contact with the ground. They will serve as an aid for avoiding faults, as a standard for planning timber projects and for an improved communication internally and externally.

Ansprechperson: Alexander Grad ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, SFB

HOLZBAUKALKULATION BEIM SCHLÜSSELFERTIGBAU Für die Konzerngesellschaften MERK Timber GmbH, Stephan Holzbau GmbH und den Schlüsselfertigen Holz-bau wurden einheitliche, gemeinsame Bausteine nach STRABAG Trade Code (STC) zur Kalkulation von Holz-bauprojekten in iTWO entwickelt. Hierbei wurde eine zu-künftige Verknüpfung mit dem Gebäudedatenmodell (BIM) bereits berücksichtigt.

COST ESTIMATION FOR TURNKEY TIMBER PROJECTSFor the three company units involved in timber construction a joint detailed cost estimation catalogue in accordance with the STRABAG trade code (STC) for timber constructions was created in iTWO. A future link to the Building-Information-Model software (BIM) has already been taken into consideration. Ansprechperson: Georg StadlerZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, SFB

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90 I 91Energie, Umwelt und Nachhaltigkeit / Energy, Environment and Sustainability

Ziel / Ergebnis • Untersuchung der Umsetzung innovativer Büroflächen in einem Bestandsgebäude• Identifikation von Nutzeranforderungen an den Arbeitsplatz in Workshops

Anwendung / Mehrwert • Unterstützung neuer, digitaler Arbeitsweisen durch geeignete Raumkonzepte• höhere Akzeptanz der neuen Arbeitsumgebung bei Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern

Unternehmenseinheit ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau, ARC


Projektlaufzeit Juni 2015 bis August 2016

Ansprechperson Mark Schepurek

BÜROWELT 2020

AUF EINEN BLICK

Neue Arbeitsplatzkonzepte – Bürowelt 2020 New workplace concepts – Office 2020

Within the framework of the major refurbishment of the 30-year old Züblin building located in Stuttgart for sections of office space occupied by the Central Technical Division, the implementation of innovative office concepts was analysed and will be realised by the end of 2016. Various requirements from different departments naturally lead to different office layouts. Numerous discussions and workshops were held in order to ensure acceptance by the intended users. All new office concepts challenge the rigid and rather inflexible existing building structure. Nevertheless, on the one hand office spaces which master future demand from a digital work process should be established and on the other hand provide a more individual workplace environment currently required by employees.

HintergrundDie Veränderung von Arbeitsabläufen, Formen der Zusammenarbeit im Zuge der Digitalisierung und die steigenden Anforderungen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an die individuelle Gestaltung ihres Arbeitsplatzes erfordert neue, flexible Raumkonzep-te. Im Rahmen der Sanierung des Züblin-Hauses sollen im östlichen Gebäudeteil innovative Büroflä-chen entstehen. Aus den unterschiedlichen Anfor-derungen der Bereiche wurden entsprechende Konzepte mit differenzierten räumlichen Ausprägun-gen entwickelt und mit den zukünftigen Nutzern zum Teil in Workshops abgestimmt. Die Umsetzung der Raumkonzepte stellt in der starren räumlichen Struktur eines Bestandsgebäudes eine Herausfor-derung dar.

ProjektUnter Beibehaltung des derzeitigen Gesamtflächen-bedarfs je Arbeitsplatz, d. h. ohne die Anzahl der Arbeitsplätze zu reduzieren (sogenannte Flächenef-fizienz), werden durch geschickte Aktivierung von Verkehrsflächen Kommunikationszonen geschaffen. Deren unterschiedliche räumliche und gestalterische Qualität und die der direkt zugeordneten Arbeits-plätze erhöhen den Wohlfühlfaktor. Auch die Mög-lichkeit verschiedene Erfahrungen im Hinblick auf physische oder virtuelle Präsenz an Arbeitsplätzen zu machen, was die Interaktion mit anderen Mit- arbeiterinnen und Mitarbeitern fördert, trägt zum Wohlbefinden bei. Die lebendig gestalteten Kom-munikationszonen fördern zufällige Begegnungen und Interaktion zwischen den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Erst diese Möglichkeit der nieder-schwelligen Kommunikation führt zu einem deutlich höheren Wissenstransfer. Die miteinander verknüpf-ten Zonen Team, Konzentration, Meeting, Kommu-nikation und Inspiration unterstützen verschiedene Arbeitsweisen. Ebenso wichtig sind Arbeitsplatz- lösungen mit unterschiedlicher Möblierung und Technologien, wo Menschen bei der Arbeit sitzen, stehen oder sich bewegen können.

ProjektraumIm 5. Obergeschoss des Züblin-Hauses wird zentral ein großer Projektraum angeordnet, der neben der täglichen Arbeit am Projekt in einem mehrköpfigen Team auch für Besprechungen und Präsentationen genutzt werden kann. Die Abtrennung zum Flurbe-reich ist bewusst nur optional vorgesehen, um einen größtmöglichen Austausch und Beteiligung zu ge-nerieren. In den direkt angrenzenden, nur durch

transparente Glaswände getrennten Teambüros be-finden sich weitere Arbeitsplätze mit eher punktuel-len Anknüpfungen ans Projekt. Die beiden kleinen, introvertierten Denkerzellen ermöglichen sowohl temporär hochkonzentriertes Arbeiten als auch in-tensiven Austausch in der Diskussion oder aber per Telefon, ohne die übrigen Teammitglieder zu stören. Der Besprechungsbereich, der durch die Aufweitung am Flurende entsteht, soll neben den fest geplanten Besprechungen eine Plattform für ungeplanten Aus-tausch bieten.

KommunikationszonenIm 4. Obergeschoss des Züblin-Hauses werden neben den Kommunikationszonen auch besondere Konzepte für die flexible Anordnung von Projekt-teams in den Arbeitsplatzbereichen umgesetzt, um das Wohlbefinden zu steigern, die Begegnungs- qualität zu erhöhen und vielfältige Arbeitsstile zu ermöglichen. In den Teamflächen können Projekt-teams unkompliziert erweitert oder reduziert werden. Außerdem können Planungspartnerinnen und -partner direkt in die Projektteams integriert oder aber auch räumlich angegliedert werden. Als Herzstück der Abteilung kann der Marktplatz mit verschiedenen Präsentationstechniken wie Hängeflächen, Bild-schirm, Beamer oder Whiteboard bespielt werden.

Der Marktplatz bietet sowohl Raum für kleinere spontane als auch größere Meetings. Im Bereich der Lounge und Dachterrasse verfließt bewusst die übliche Trennung zwischen Privat- und Berufsleben. Neben Recherchen im Internet oder in Prospekten können hier in anderer Atmosphäre Konzepte ent-wickelt oder Informationen im kleinen Kreis ausge-tauscht werden.

TeamflächenIn den sich über zwei komplette Gebäudeachsen erstreckenden Kopfzonen an der Nordseite im 2. und 3. Obergeschoss bieten die geplanten Team-flächen die Möglichkeit, in größeren Projektteams unmittelbarer zusammen zu arbeiten. Ein einge- stellter Baukörper in der derzeit lediglich als Flur genutzten Innenzone schafft Flächen für den not-wendigen Austausch im Rahmen von Meetings im Besprechungsraum oder ungezwungener in der sich daneben befindenden Lounge. Beide Flächen können auch als alternative Arbeitsflächen zu den klassischen persönlich zugeordneten Schreibtisch-arbeitsplätzen genutzt werden.

UmsetzungDie Umsetzung der beschriebenen innovativen Büro- flächen ist bis zum Herbst 2016 geplant.

Eingang / Entrance

Zentraler Bereich / Central area

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Ziel / Ergebnis • Entwicklung eines Elements zur Feinstaubreduzierung und zum Lärmschutz • Kassettenelement mit Moosoberfläche als neues Produkt

Anwendung / Mehrwert • Feinstaubreduzierung ohne Einschränkung der Mobilität

Unternehmenseinheit UB H+I Deutschland 2C: Bayern DN; ZB Zentrale Technik 30: E&I

Art des Projekts interne Förderung, externe Förderung angestrebt


Ansprechperson Andreas Kugler

Bearbeitung Andreas Kugler, Gerión Nieto-Bello

Kooperation Institut für Textil- und Verfahrenstechnik, Denkendorf; Staatliches Museum für Naturkunde, Stuttgart

Patente / Publikationen • Deutsche Patentanmeldung DE 10 2015 009 275 – Schutzrecht angestrebt

MIT MOOSEN GEGEN FEINSTAUBAUF EINEN BLICK

Mit Moosen gegen Feinstaub Moss against particulate matter

The fine dust panel with a moss surface was designed for use along roads and railways. The modular system allows for an economic wall construction and provides the possibility to be integrated into existing facilities such as noise protection barriers, tunnel entrances and guardrails. With an intelligent irrigation concept, a high efficiency of fine dust reduction of moss is achieved, which is largely independent of the location. Through reduction of fine dust, nitrogen oxides and carbon dioxide, the panel makes an effective contribution to improving air quality. The fine dust panel has an appealing appearance and additionally assumes the function of a noise protection barrier.

HintergrundDie hohe Feinstaubbelastung in vielen Städten ist eine globale Herausforderung. Zahlreiche Veröffent- lichungen zu diesem Thema und den damit einher-gehenden negativen Auswirkungen auf die Gesund-heit des Menschen zeugen hiervon. Verschiedene Maßnahmen, wie beispielsweise die Einführung einer Umweltplakette, die an generelle Fahrverbote in den Umweltzonen für Fahrzeuge mit hohem Schadstoffausstoß gekoppelt ist, oder temporäre Fahrverbote während Zeiten mit ungünstigen Wetter- lagen sind als Lösungsansätze gegen das Feinstaub- problem nicht ausreichend. Auch zukünftige konstruktive Anpassungen im Automobilbau können nicht sofort zu Verbesserungen führen. Vor diesem Hintergrund hat Züblin zur Erweiterung der Produkt-palette von Lärmschutzsystemen eine Feinstaub-kassette entwickelt. Das Moos-Feinstaubpanel ist eine technisch-biologische Lösung für das Feinstaub- problem: Es schafft Lebensqualität durch Lärm-schutz, Begrünung und Luftreinhaltung ohne die

Mobilität einzuschränken. Die Installation des Pa-nels an besonders stark vom Feinstaub betroffenen Bereichen in Städten reduziert die Feinstaubbelas-tung der Luft. Dabei werden die positiven Eigen-schaften des Mooses genutzt. Moos bindet und verstoffwechselt den Feinstaub. Auch Stickoxide und Kohlendioxid werden von den Moosen hervor-ragend aufgenommen. Optisch hat die vertikale Moosbegrünung ein ansprechendes Erscheinungs-bild und wertet damit das städtische Umfeld auf. Ein zusätzlicher Vorteil ist die gute Schallschutzwirkung der Feinstaubpanels. Bei einem durchgängigen wandartigen Aufbau wirken diese wie eine Schall-schutzwand. Insgesamt führen diese Funktionali- täten des Feinstaubpanels zu einer Steigerung der Lebensqualität von Menschen im urbanen Umfeld.

Überlebenskünstler mit großer OberflächeMoosgewächse sind klein, gleichen ihre geringe Größe allerdings durch sehr dicht stehende Blätter aus. Die Oberfläche kann bis zu 30-mal größer sein

als bei Blütenpflanzen. Moose haben keine Wurzeln, sie beziehen Wasser und Nährstoffe ausschließlich über die Blattoberfläche. Deshalb wird Feinstaub direkt aufgenommen. Moose können völlig aus-trocknen, ohne Schaden zu erleiden, sie sind sehr robust. Laborversuche haben gezeigt, dass Moose den Feinstaub besonders gut aufnehmen, wenn sie leicht feucht sind. Die feinen Partikel werden auf der Oberfläche mechanisch und elektromagnetisch fest- gehalten. In den ersten Prototypen wurde das Graue Zackenmützenmoos (Racomitirumcanescens) ein-gesetzt, weil es von Natur aus auf trockenen und sonnigen Felsen wächst, keine Erde benötigt und sehr widerstandsfähig ist. Die Blattoberfläche ist mit hohen Papillen besetzt, die die Feinstaubpartikel hervorragend festhalten.

Intelligentes BewässerungssystemEin textilbasiertes Bewässerungssystem ermöglicht ein mengen- und ortsabgestimmtes, genau auf die Bedürfnisse des Mooses angepasstes Wasser- management. Hierfür werden Textilien genutzt, die durch eine geeignete Konstruktion mit dem richti-gen Materialeinsatz verschiedene Eigenschaften der Wasserspeicherung und -leitung aufweisen. Dies sichert einen abgestimmten Wassertransport und sorgt für eine optimale Bewässerung der Moose. Das Moos wird direkt auf textilen Elementen befes-tigt, diese werden in Kassetten eingebaut. Die Modulbauweise bietet die Möglichkeit, einzelne Elemente einfach auszutauschen. Optional kann eine Sensorik zur Feuchtigkeitsregulierung integriert werden, sodass eine Überwachung und Steuerung des Wassermanagements möglich ist.

Universelle EinsatzmöglichkeitenDas Feinstaubpanel wurde für den Einsatz im Stra-ßen- und Schienenbereich konzipiert. Das modulare System ermöglicht eine wirtschaftliche Wandbau-weise und bietet die Möglichkeit, die Panels auch in bestehende Einrichtungen wie Lärmschutzwände,

Tunnelportale und Schutzplanken zu integrieren. Mit einem intelligenten Bewässerungskonzept wird eine hohe Effizienz der Feinstaubreduktionsfähigkeit der Moose erreicht, die weitgehend unabhängig vom Standort ist. Durch die Reduktion von Feinstaub, Stickoxiden und Kohlendioxid leistet das Panel ei-nen wirksamen Beitrag für eine Verbesserung der Luftqualität.

Quo vadis?Bei der Weiterentwicklung und Optimierung der Prototypen arbeitet Züblin zum einen mit dem Insti-tut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf zusammen, das als Spezialist für textile Bewässe-rungstechniken gilt. Zum anderen besteht eine Zusammenarbeit mit dem Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart, das als Moosspezialist Unterstützung leistet. Ein erster Demonstrator wird auf der baden-württembergischen Landesgarten-schau in Öhringen im Juli 2016 ausgestellt. Im Anschluss ist geplant, die Prototypen durch den Einsatz in kleinen Testwänden im Großraum Stuttgart bis zur Serienreife fertig zu entwickeln.

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Graues Zackenmützen-moos (Racomitrium canescens) / Racomitrium moss

Demonstrator Züblin Feinstaubpanel / Demonstrator Züblin PM-Panel

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Ziel / Ergebnis • Kombination der innovativen in situ Technologien In situ Chemische Oxidation (ISCO) und in situ Biologische Reduktion (ISBR)

• räumlich und zeitlich optimierte Dosierung und Verteilung von Oxidationsmittel und Auxiliarsubstrat mittels Grundwasserzirkulationssystemen

• rascher Rückgang der LCKW-Konzentrationen

Anwendung / Mehrwert • Grundwassersanierung an komplexen Altlastenstandorten• Steigerung der Sanierungseffizienz

Unternehmenseinheit UB SOE, RANC/UWT 3H: Umwelttechnik EI


Projektlaufzeit September 2014 bis August 2019

Ansprechperson Dr. Hans-Georg Edel

Bearbeitung Dr. Hans-Georg Edel, Erich-Heiko Ruiter

Kooperation DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) Karlsruhe

KOMBINIERTES ISCO/ISBR-VERFAHREN

Kombinierte ISCO/ISBR-Sanierung am Standort Bremen / Combined ISCO/ISBR remediation method at the site in Bremen

LCKW-Konzentration nach t = 19 Monaten / Concentration of CHC after t = 19 months

AUF EINEN BLICK

Effizienzsteigerung durch Kombination innovativer in situ-Sanierungstechnologien Boosting efficiency by combining innovative in situ remediation technologies

For technical-economic reasons, the massive contamination of groundwater by volatile chlorinated hydrocarbons (CHC) at the location of a former silverware factory can be remediated only with innovative methods. For the first time, Züblin Umwelt- technik GmbH is combining the two remediation methods “In situ Chemical Oxidation” (ISCO) and “In situ Biological Reduction” (ISBR). Already after a third of the project duration, the efficiency of the in situ technologies has been confirmed and shows the huge potential inherent in this combination of remediation methods.

HintergrundIn der Freien Hansestadt Bremen wurden auf dem Standort einer ehemaligen Silberwarenfabrik auf einer Fläche von ca. 12.000 m² massive Verunreinigungen durch leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe (LCKW) mit Konzentrationen bis ca. 85.000 µg/l in der gesättigten Bodenzone festgestellt. Eine

umfassende Sanierung ist mit herkömmlichen Sanierungsverfahren und -techniken nur unter un-verhältnismäßig hohen Kosten möglich. Um eine wirtschaftliche Lösung für das Beheben des Grund-wasserschadens zu finden, wurden im Rahmen einer beschränkten Ausschreibung mit vorlaufen-dem Teilnahmewettbewerb innovative Technologien zur Grundwassersanierung als Bestandteil des Ge-samtsanierungskonzepts gefordert.

SanierungskonzeptUnter Abwägung technischer und wirtschaftlicher Belange und wegen der großen Erfolgsaussichten wurde die Züblin Umwelttechnik GmbH mit ihrem Sanierungskonzept zur Grundwassersanierung be-auftragt. Dieses basiert auf der Kombination zweier innovativer Verfahren: • in situ Chemische Oxidation (ISCO) in Bereichen

mit den höchsten LCKW-Gehalten • in situ Biologische Reduktion (ISBR) in weniger

stark belasteten BereichenMittels mehrerer Grundwasserzirkulationssysteme (GZS) werden das Oxidationsmittel Permanganat sowie das Auxiliarsubstrat Melasse im Aquifer ver-teilt und zum Schadstoff transportiert.

UmsetzungSeit September 2014 läuft die Gesamtsanierung mit insgesamt zehn GZS. Die dazugehörigen Dosier- und Anmischstationen für das Oxidationsmittel und das Auxiliarsubstrat sind in zehn Containern instal-liert. Mit Hilfe der Betriebserfahrungen und den Erkenntnissen aus einem vorlaufenden Feldversuch konnte die Gesamtmaßnahme optimiert werden. Dies betrifft insbesondere die hydraulische Ent-

kopplung der GZS sowie die Konditionierung der Melasselösung.

ErgebnisseDie bisherigen Ergebnisse zeigen, dass das kombi-nierte ISCO/ISBR-Sanierungsverfahren nicht nur technisch funktioniert, sondern auch überaus effizi-ent arbeitet. Die GZS eignen sich zum Transport und zur Verteilung der injizierten Reagenzien, wobei der Wirkungsradius bei 18 bis 20 m liegt. Die sehr hohen LCKW-Gehalte konnten durch das ISCO- Verfahren bereits weitgehend reduziert werden. Dort, wo das ISBR-Verfahren eingesetzt wird, konnte ebenfalls eine signifikante Abnahme der molaren LCKW-Gehalte registriert werden. Dies korreliert mit der Ausbildung sulfatreduzierender Redox- bedingungen bei einem stabilen pH-Wert von 6 – 7. Ethen, das als Indikator für die vollständige reduktive Dechlorierung dient, konnte ebenso nachgewiesen werden wie Dehalococcoides sp sowie weitere LCKW-abbauende Mikroorganismenstämme. Zusammenfassung und AusblickDie Züblin Umwelttechnik GmbH hat zur Sanierung der massiven LCKW-Verunreinigung des Grund-wassers am Standort einer ehemaligen Silberwa-renfabrik das kombinierte ISCO/ISBR-Verfahren entwickelt und eingesetzt. Bereits nach knapp einem Drittel der Projektlaufzeit zeichnet sich ein rascher Sanierungsfortschritt ab, der die Effizienz dieser Kombination von in situ-Technologien und das große Potenzial in der Anwendung an komple-xen Altlastenstandorten bestätigt. Derzeit finden am Technologiezentrum Wasser (TZW) Karlsruhe des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) wissenschaftliche Versuche mit Original-proben des Standorts statt, um die gegenseitigen Einflüsse des ISCO- und ISBR-Verfahrens zu unter-suchen.

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GWMS 05/III

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Teufenhorizont 1 (3 bis 7 m) Teufenhorizont 2 (6 bis 10 m) Teufenhorizont 3 (9 bis 16 m)

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Sebaldsbrücker Heerstraße

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Darstellung:

Anlage:

Auftraggeber:

KT:

Auftragnehmer:

Projekt:

Datum:

Maßstab:Bearbeiter:

Züblin Umwelttechnik GmbH

Fugro Consult GmbH

In-Situ-GrundwassersanierungSebaldsbrücker Heerstr. 174, Bremen

LHKW-Konzentration9. Kampagne (16.03. - 31.03.16)

Daberkow

350-14-046 15.04.2016 3.9

1:900

Legende

Summe LHKW in µg/lklassifziert nach Sanierungsstufen zur Wirksamkeitskontrolle

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Darstellung:

Anlage:

Auftraggeber:

KT:

Auftragnehmer:

Projekt:

Datum:

Maßstab:Bearbeiter:

Züblin Umwelttechnik GmbH

Fugro Consult GmbH

In-Situ-GrundwassersanierungSebaldsbrücker Heerstr. 174, Bremen

LHKW-Konzentration9. Kampagne (16.03. - 31.03.16)

Daberkow

350-14-046 15.04.2016 3.9

1:900

Legende

Summe LHKW in µg/lklassifziert nach Sanierungsstufen zur Wirksamkeitskontrolle

schematischer WirkbereichGrundwasserzirkulationssystem(

Stufe 4 Stufe 3 Stufe 2 Stufe 1

< 20> 20 bis 50> 50 bis 100

> 100 bis 200> 200 bis 500> 500 bis 1.000

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Dosierstation für Permanganat /Dosing station for permanganate

Summe LHKW in μg/l klassifziert nach Sanierungsstufen zur Wirksamkeitskontrolle

Stufe 4 < 20 > 20 bis 50 > 50 bis 100

Stufe 3 < 100 bis 200 > 200 bis 500 > 500 bis 1.000

Stufe 2 < 1.000 bis 2.000 > 2.000 bis 5.000

Stufe 1 > 5.000 bis 10.000

Sanierungsstufen-Überschreitung > 10.000

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Ziel / Ergebnis • prozesssichere, biologische Stickstoffentfernung aus Bauwasser• innovative Festbettmaterialien als mikrobielle Ansiedlungsfläche

Anwendung / Mehrwert • Betriebssicherheit der Reinigungsanlage bei schwankenden Ammoniumkonzentrationen oder Ausfällen bei der Dosierung von externen Kohlenstoffquellen zum Abbau von Nitrat

Unternehmenseinheit UB SOE, RANC/UWT 3H: Umwelttechnik EI (Züblin Umwelttechnik GmbH)


Projektlaufzeit März 2013 bis Januar 2016

Ansprechperson Dr. Hans-Georg Edel

Bearbeitung Hermann Gaus, Anne Gugelfuß, Dr. Michael Linke, Vera Sehn

Kooperation Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte und Abfallwirtschaft; Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik

STICKSTOFFENTFERNUNG AUS BAUWASSER

Bauwasserreinigung – Anlagentechnik für die Baustelle / Wastewater treatment of construction water

Organisches Festbettma-terial zur Nitratentfernung / Organic carrier material for the removal of nitrate

AUF EINEN BLICK

Neue Wege zur Stickstoffentfernung aus Bauwasser New methods of removing nitrogen from construction site water

In the future, the removal of nitrogen compounds will increasingly be the focus of attention in the cleaning of construction water. The aim of research activities is the application of special fixed bed materials for the biological removal of nitrogen from construction water. On the one hand, it serves as a microbial settlement surface. On the other hand, it serves as a boost to the service protection of the clean-up facility in the event of fluctuating ammonium concentrations or failure in the dosing of external sources of carbon for the reduction of nitrate.

HintergrundBauwasserreinigung und Bauwasserhaltung sind wichtige Teilbereiche einer Baumaßnahme. Ein gut funktionierendes Abwassermanagement wirkt sich positiv auf den Fortschritt der Baustelle aus. In zu-nehmendem Maße fordern die Behörden bei Anwe-senheit von Stickstoffverbindungen wie Ammonium und Nitrit, das beispielsweise beim Einsatz von Sprengmitteln auf Tunnelbaustellen in das Wasser gelangt, sowie Nitrat, deren Entfernung vor der Ein-leitung in einen Vorfluter. Auf diese Weise kann ver-hindert werden, dass die Stickstoffverbindungen bei großer Belastung und ungenügender Reinigung zu gravierenden Beeinträchtigungen von Gewäs-sern und Grundwasser führen. Aus wirtschaftlichen Gründen ist heute die biologische Stickstoffentfer-nung das bevorzugte Verfahren. Dabei wird zu-nächst Ammonium über Nitrit zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation) und dieses dann zu elementarem Stickstoff abgebaut (Denitrifikation). Um eine hohe Konzentration an Biomasse in der Reinigungsanlage realisieren zu können, werden zumeist sogenannte Festbetten als Bewuchsflächen eingesetzt.

ProjektSchwankende Stickstoffbelastungen im Bauwasser sowie Unterbrechungen in der Bauwasserförderung sind jedoch ein Problem für jede biologische Reini-gungsstufe, da dadurch die Substratversorgung der Bakterien unterbrochen wird. Das Ziel der For-schungsprojekte war daher die Erprobung und der Einsatz von speziellen Festbetten, die nicht nur als Bewuchsfläche dienen, sondern auch geeignete Bedingungen zur Bewältigung der genannten Pro- bleme bieten. Die innovativen Ansätze lagen zum einen im Einsatz eines speziellen, regenerierbaren Zeoliths für die Nitrifikation, das kontinuierlich Am-monium aufnimmt und dieses dann den angesiedel-ten Bakterien gleichmäßig zur Verfügung stellt. Zum anderen wurde ein organisches Festbettmaterial als notwendige Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation alternativ für eine externe Quelle (z. B. Ethanol) ein-gesetzt, wodurch eine Über- oder Unterdosierung von Ethanol vermieden wird.

NitrifikationZunächst wurden Untersuchungen zur Auswahl eines geeigneten Zeoliths durchgeführt. Dabei stellte sich heraus, dass die Partikelgröße sowie die Vor-konditionierung des Materials entscheidenden Ein-fluss auf die Ammoniumaufnahmekapazität haben. Durch die Vorkonditionierung konnte die Aufnahme-kapazität um etwa zwei Drittel erhöht werden. In einer Versuchsapparatur erfolgten kontinuierlich mikrobielle Abbauversuche mit ammoniumhaltigem Wasser. Die Versuche zeigten nach dem Verstrei-chen einer Anlaufphase innerhalb kürzester Zeit eine deutliche Reduktion der Ammoniumkonzentra-tion um über 50 %.

DenitrifikationIn weiteren Untersuchungen zur Denitrifikation wur-de zunächst ein geeignetes organisches Festbett-material ausgesucht und dieses dann im Vergleich zu einem klassischem Festbett aus Blähton einge-setzt. Letzterem wurde Ethanol als externe Kohlen-stoffquelle zugegeben. Die Untersuchungen zeigten bei kontinuierlicher Fahrweise eine mit zunehmen-der Reaktorhöhe abnehmende Nitratkonzentration bis nahe Null. Ferner zeigten die vergleichenden Untersuchungen eine Denitrifikationsrate mit Bläh-ton und Ethanol je nach Versuchsdauer von bis zu 21 mg NO

3-N/(l*h) im Vergleich zu etwa 14 mg NO3-N/(l*h) für das neue Festbett. Daraus lässt sich schließen, dass der Reaktor mit neuem Festbett ein ca. 1,5-fach größeres Volumen benötigt als das konventionelle Verfahren. Eine höhere Investition wäre die Folge. Jedoch zeigten die Versuche deut-lich, dass bei Betriebsstörungen, wie dem Ausfall der Ethanolzudosierung, der Nitratabbau des Fest-betts mit Blähton abrupt zusammenbricht, was beim Einsatz des neuen Festbetts nicht der Fall ist.

Fazit und AusblickDie Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass durch den Einsatz von speziellen Festbetten die Betriebssicherheit beim Abbau anorganischer

Stickstoffverbindungen aus Bauwasser wesentlich erhöht werden kann. Das eingesetzte Zeolith kann Belastungsspitzen an Ammonium effektiv abpuffern und diesen dann den Mikroorganismen gleichmäßig zum Abbau zur Verfügung stellen. Das ermittelte organische Festbett ermöglicht zudem einen effekti-ven Nitratabbau auch ohne Zugabe einer notwendi-gen externen Kohlenstoffquelle. Der etwas höheren Investition für die Festbetten steht eine höhere Be-triebssicherheit auf der Baustelle entgegen. Daher sollen die Verfahren im Baustellenbereich verstärkt eingesetzt werden.

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Nitratkonzentration in Abhängigkeit der durch-strömten Reaktorhöhe / Nitrate concentration as a function of the reactor height

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Generierung neuer Ideen zum richtigen Umgang mit psychischen Belastungen am Arbeitsplatz / Generation of new ideas to deal with psychic stress at the workplace

Baudokumentation in Echtzeit – ‘docu tools’ live erlebt / Documentation of constuction work in realtime – ‘docu tools‘ live

Dr. Thomas Gröninger erläutert Einsatzmöglichkeiten und Nutzen von Flugdrohnen im Verkehrswegebau / Dr. Thomas Gröninger explaining applications and benefits of aerial drones for traffic infrastructure construction

Die mobile Musterfassade auf Tour: Demonstrator mit fassadenintegrierter Photo- voltaik für nachhaltige Gebäude macht Station in der Donau-City-Str. 9 in Wien / The mobile façade demonstrator on tour: façade model with integrated photovoltaics for sustainable buildings stops off at Donau-City-Str. 9 in Vienna

SE-Vorstandsmitglied Dr. Peter Krammer eröffnet den ersten STRABAG iNNOVATIONSTAG / Board member Dr. Peter Krammer opening the first STRABAG iNNOVATIONSTAG

Komplexe Geometrien, einfach gedruckt. Wie wird der 3D-Druck das Bauen verändern? / Complex geometries, simply printed. How will 3D-printing change constructing?

Digitalisierung hin oder her: Nichts kann das persönliche Gespräch als Quelle für neue Ideen ersetzen / Whatever the digital to and fro: Nothing can replace the personal conversation

SE-Vorstandsmitglieder Hannes Truntschnig und Dr. Peter Krammer im Gespräch mit UBL Herbert Krutina / Board members Hannes Truntschnig and Dr. Peter Krammer in conversation with division manager Herbert Krutina

UBL Reinhard Kerschner im Gespräch mit SE-Vor-standsmitglied Siegfried Wanker / Divison manager Reinhard Kerschner in conversation with board member Siegfried Wanker

Eintauchen in die digitale Arbeitswelt der Zukunft / Diving into the digital workplace of the future

Großes Interesse an den zahlreichen Fachvorträgen / Numerios lectures and presentations arose great interest

An diesem Tag stand in der Wiener Konzernzentrale die Verbesserung unserer Bauabäufe und der dafür erforderlichen vor- und nachgelagerten Prozesse im Mittelpunkt. Das Veranstaltungsformat ermöglichte eine einfache Vernetzung über hierarchische und organisatorische Grenzen. Teilnehmerinnen und Teil- nehmer aus etwa 40 Konzerneinheiten, mit ganz unterschiedlichen Expertisen und Sichtweisen, führ-ten lebhafte Diskussionen rund um die Frage, wie wir uns als Technologiekonzern für Baudienstleis-tungen zukünftig behaupten können. Ein besonderer

Dank gilt dem Veranstaltungsteam – sein begeister-tes Engagement weit über den gewöhnlichen Ar-beitsauftrag hinaus trug dazu bei, das Interesse der Teilnehmerinnen und Teilnehmer zu wecken.

Gerne nehmen wir Ihre Anregungen für den nächsten iNNOVATIONSTAG auf.

Der erste STRABAG iNNOVATIONSTAG First innovation day at STRABAG

Guided by the Group motto, TEAMS WORK., STRABAG’s innovation day had its premiere on November 23rd, 2015. About 140 participants from 40 organisations shared their interests and ideas regarding new technologies, methods, trends and developments that likely will reshape the way we design, build and operate our buildings and roads – and thus how we work. The exchange was particularly fostered by the unwritten rule “no ranks, no titles”. This conference is part of the numerous initiatives to foster innovation within the STRABAG Group in order to be best prepared for future challenges based on the good work we have been doing so far. Looking forward to learning more about it? Please check our connect community “Innovation Expedition”

Your suggestions for the next innovation day are always welcome.

Ansprechperson: Rudolf Oesterreicher ZB Zentrale Technik 30: Entwicklung und Innovation

iNNOVATIONS TAG 2015



Vorbereitet sein auf das Bauen von morgenZukunftsforscherinnen und -forscher haben über 400 Trends und Technologien identifiziert*, die kurz-, mittel- oder langfristig unser Leben und Arbeiten beeinflussen werden. Dieser Radar stellt einen Auszug der wichtigsten Handlungsfelder aus Sicht eines Technologiekonzerns für Baudienst-leistungen dar.

Ansprechperson: Rudolf Oesterreicher

* Als Grundmenge wurde die Trendlandkarte http://nowandnext. com/PDF/trends_and_technology_timeline_2010.pdf herangezogen.

Being prepared to build for tomorrowFuturologists have identified over 400 trends and technologies* that will have a short, medium or long term influence on our lives and the way we work. This radar is an excerpt of the most important fields of action from the perspective of a technology group for construction services. Contact: Rudolf Oesterreicher

* As a universal set the trend map http://nowandnext.com/PDF/ trends_and_technology_timeline_2010.pdf was used.


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„Was verstehen Sie unter ‚Verbesserung’, Herr Wanker?“ “How do you define improvement, Mr Wanker?”

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In Zukunft werden wir hart und smart arbeiten müssen – das bedeutet, dass wir alle uns stets fragen müssen, was wir selbst tun können, um Verschwendung zu vermeiden und Fehler zu verringern.

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Siegfried Wanker: Das Erreichte wertschätzen, aber sich mit dem Erreichten nicht zufriedengeben.

Wie fällt Ihnen auf, dass etwas nicht rund läuft? Wie gehen Sie damit um?Für mich ist das früheste Indiz meistens die Kom-munikation. Wenn sich die Anzahl an Gesprächen, Anrufen, E-Mails in kurzer Zeit stark erhöht, der Ab-stimmungsbedarf steigt, dann weckt dieser Um-stand mein Interesse. Meine Reaktion ist im Regel-fall ein persönlicher Besuch vor Ort.

Wie wichtig ist die zwischenmenschliche Bezie-hung zwischen Kolleginnen und Kollegen für die Verbesserung von Abläufen?Das Gespräch – noch nie war es so wertvoll wie heute.

Wie begeistern/motivieren Sie Kolleginnen und Kollegen, eine gute Qualität anzustreben?Die Kolleginnen und Kollegen möchte ich davon überzeugen, dass die Folgekosten von Fehlern für den Konzern gewöhnlich höher sind, als es der Ein-zelne oder die Einzelne i. d. R. selbst abschätzen kann. Natürlich gibt es sehr viele und sehr gute wei-tere Argumente, die für mehr Qualität sprechen.

Welche Verbesserung ist Ihnen in Ihrer Laufbahn besonders in Erinnerung geblieben?CAD hat die Planung revolutioniert und die Basis für die Digitalisierung der Bauindustrie geschaffen. E-Mail (und der Umstand, dass heute alle Office-An-wendungen am Smartphone zu finden sind) ermög-lichen ein effizientes Arbeiten auf Geschäftsreisen. TEAMS WORK. ist ein äußerst gelungenes Leit-motiv für STRABAG. Mit Blick auf die Hand-lungsfelder LEAN Construction und Digitalisie-rung hat es nahezu visionäre Kraft, denn eine

wirksame Zusammenarbeit ist Voraussetzung für deren Gelingen. Damit TEAMS WORK. nicht zu einem Lippenbekenntnis verkommt, erfordert es die aktive Mitwirkung von sehr vielen Perso-nen, insbesonders der Vorgesetzten. Zusammen- arbeit bedeutet jedoch auch, eigene Arbeitswei-sen dem übergeordneten Ziel, als großer Kon-zern zu reüssieren, unterzuordnen. Wie kann dieser Drahtseilakt gelingen?Meiner Ansicht nach brauchen wir weniger „My team works“ und mehr „STRABAG teams work“.

Wie hat sich der persönliche Umgang auf der Baustelle im Laufe der Zeit verändert?In der Vergangenheit war man auf der Baustelle stolz, wenn hart gearbeitet wurde. In Zukunft wer-den wir hart und smart arbeiten müssen – das be-deutet, dass wir alle uns stets fragen müssen, was wir selbst tun können, um Verschwendung zu ver-meiden und Fehler zu verringern sowie um Prozesse zu verbessern.

Gibt es eine Entwicklung, die sie unter- bzw. über-schätzt haben?Ich habe die Dynamik von BIM unterschätzt und die Geschwindigkeit bei der Einführung von Smart Buildings überschätzt.

Wie können erfahrene Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ihr Wissen an die junge Belegschaft weitergegeben?Besonders wirksam ist es, wenn erfahrene Mitar- beiterinnen und Mitarbeiter über das Coachen des eigenen Teams hinausgehen und in connect einen persönlichen Blog starten. In diesem Blog soll dann über alle persönlichen Erfahrungen im Konzern berichtet werden, die Freude oder Verärgerung auslösen.

In the future we will have to work hard and smart. I.e., that we all have to constantly ask ourselves what we can do in order to avoid errors and waste.

Warum hat es Ihrer Meinung nach das Neue so schwer in Organisationen?Unser erfolgreicher Konzern mit mehr als 73.000 Menschen hat sehr viel Positives erreicht. Verände-rung bedeutet, dass ich dennoch auch Prozesse infrage stellen muss, welche uns in der Vergangen-heit stark gemacht haben.

Welche Rahmenbedingungen müssen Ihrer Mei-nung nach gegeben sein, dass Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und Führungskräfte Neues an-nehmen?Wenn der wirtschaftliche Erfolg schrumpft und der Mitbewerb stärker wird, dann steigt die Bereitschaft für die Umsetzung von Veränderungen. Ich denke, dass STRABAG sich auf Veränderungen proaktiv vorbereiten muss.

Welche Rolle spielt der oder die Vorgesetzte für die Daueraufgabe Verbesserung?Aus meiner Sicht sollte sich das Management der STRABAG folgende Fragen stellen:• Was würde die Kundenseite nicht bezahlen wollen,

wenn sie wüsste, dass STRABAG dafür Geld ausgibt?

• Wie kann ich eine Abneigung gegen Verschwen-dung (Wartezeiten, Mängel, ineffiziente Prozesse, ungenutztes Potenzial der Belegschaft, etc.) ent-wickeln?

Wann haben Sie das letzte Mal etwas zum ersten Mal gemacht?Vor nicht allzu langer Zeit hatte ich keine Erfahrung mit LEAN Construction (LC). Ich habe LC eine Chance gegeben und mich eingearbeitet. Heute bin ich ein Fan von LC.

Herr Wanker, besten Dank für das Gespräch.

Siegfried Wanker: When asked about how to improve work processes in a large organisation such as STRABAG, board member Siegfried Wanker on the one hand emphasises the need to value what has been achieved so far and on the other hand not to become complacent about it. In his experience, an increased intensity of communication between the involved parties is often a signal of upcoming friction. Since personal conversation is more important than it has ever been before, he prefers to personally visit the involved parties. The need to constantly strive for better quality lies in the simple fact that the follow-up costs of failures are much higher than the individual employee usually can assess from his or her own perspective. However, one success factor for succeeding with lean construction approaches or the digital transformation is the need to foster a group-wide spirit of collaboration. This includes among other measures, that experienced experts share their knowledge beyond their own team, e. g. by using social business platforms, such as connect. However, although many things have been correctly done in the past, processes that have made STRABAG strong should also be questioned, in order to proactively prepare ourselves for changes in our business environment. In conclusion, Mr Wanker has two pieces of advice for the STRABAG management: Firstly, find out what the client would not pay for if he or she knew that STRABAG spends money on it. Secondly, find out how one can foster an aversion against waste, inefficiency as well as talent lying idle.

Siegfried Wanker ist seit fast 20 Jahren für den Konzern tätig. Er sammelte Erfahrung als Bauleiter in Wien und in der Projektent-wicklung in Osteuropa. Danach war er als technischer Unternehmensbereichsleiter zunächst für den Hochbau International, sodann für Unternehmensentwicklung und Dienstleistungen und schließlich für Infrastruktur- Projektentwicklungen verantwortlich. Seit dem Jahr 2012 ist Siegfried Wanker für das Segment Süd + Ost verantwortlich. / Siegfried Wanker has been working for the Group for nearly 20 years. He gained his experience as a site manager in Vienna and in project development in Eastern Europe. Thereafter he served as technical division manager initially for building construction international, then for business development and services, and finally for infrastructure development projects. Since 2012 he has been responsible for the South + East segment as board member.

Geführt wurde das Interview von Dr. Norbert Pralle, ZB Zentrale Technik 30: Entwicklung & Innovation

Verzeichnis / IndexResearch, Development, Innovation 2015 / 16 104 I 105

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Liste der Beteiligten – Vernetzte BaustelleList of participants – Connected Construction Site

Vorname Nachname Stadt Ekaterina Angort MünchenTheoharis Askeridis LaupheimGuido Ausböck-Coenen RegensburgStefanie Auschner WackersdorfSteffen Auxel DresdenDetlef Avermann VechtaFelix Baltes ErfurtRainer Barth StuttgartHans-Werner Bauer MünchenThomas Baumann MagdeburgJoern Beckmann StuttgartAlexander Behre Bad HersfeldEmil Betz -WalldorfHubert Blaim RegensburgUllrich Blaschke BerlinAlexander Blickle StuttgartMarkus Böttcher GlauchauChristian Branny DresdenBernd Briese HamburgVolkmar Bruehl Seddiner SeeFalk Brummer StuttgartCarsten Budde HamburgDr. Wolfgang Bunz KoelnCorey-Deon Cunningham Bad HersfeldSandra Danner KölnMatthias Demm Bad HersfeldChristian Dobrawa ErfurtTorsten Dolzmann MarkranstaedtRaoul Duwenkamp HennefRainer Ebers StuttgartStefan Ebner StuttgartMaik Eggert BraunschweigStephan Ehlers NoervenichArne Eichstaedt KölnFred Eichstaedt SchkeuditzBenjamin Eickhorst Bad HersfeldHolger Engelhardt HannoverChristoph Esser KölnAleksander Fabis WroclawErwin Fahrnberger RastenfeldJens Falter KarlsruheDr. Martin Ferger KölnCarsten Fiebig KölnChristian Frank RegensburgMaximilian Freude BornhoevedMichael Geffken HamburgBenjamin Geigenmüller KötschlitzRalph Glowka MakranstädtRalf Godorr StuttgartAndrè Goebel MünchenEnrico Goedel CottbusDr. Gerhard Gribkowsky München Dr. Thomas Gröninger WackersdorfCathrin Gück KölnSteven Guenther ErfurtFranziska Günther FreitalDaniela Hagen VechtaFrank Halata MarkranstaedtKarsten Hammer DresdenFlorian Hammes KölnDirk Handke HannoverAlexander Hanewald BerlinTim Hartmann OT Großlehna

Fabian Haupt KölnLars Heinzerling Bad HersfeldKlaus Herwig VechtaAnette Höchst Köln Martin Hoerhan WienJens Hoffmann WienLutz Hoffmann KölnPeter Hübner KölnHeiko Jagow BremenKristina Jelis StuttgartSonja Jetter StuttgartPatrizia Kaiser KölnRobert Kalkstein Bad HersfeldMarcus Kaller KölnChristoph Kappert Schkeuditz OT HaynaFalk Karch ErfurtHeiko Karstedt KölnHans-Christian Kattwinkel ErfurtKarl-Philipp Kegel KölnChristoph Kellner WienReinhard Kerschner WienKonstantinos Kessoudis StuttgartThomas Klasen HamburgJuergen Klink Bad HersfeldJochen Köhler EssenSteffen Könnicke ErfurtHelmut Köpke MannheimKai-Uwe Kopplin VechtaSabrina Köstlmeier StraubingClaudia Kraftschik HannoverDr. Peter Krammer WienGeorg Kreutzberger RitschenhausenAlbert Krupinski PruszkowHilko Kruse AurichThomas Kuepers VechtaDr. Christian Lackner WienJürgen Litsch KölnUlf Lueders ErfurtMartin Lunzer WackersdorfTobias Mahneke HannoverGunther Mai StuttgartJan Marcinski StuttgartEugen Materi Neustadt in HolsteinIngo Meier JaderbergThomas Meise LemgoDieter Mück KölnMario Müller Sundern-WestenfeldVolker Natzschka StuttgartMarkus Neugebauer KölnMarko Niedermüller MünchenBernd Nolle StuttgartThomas Nyhsen KölnSebastian Nyssen KölnDr. Michael Ott StuttgartBarbara Ottawa DresdenHubertus Otto Bad HersfeldMarkus Passeck MarkranstaedtAlexander Paulitsch StuttgartStefan Paulitsch MünchenRudolf Perl RegensburgHeike Pfeffinger RegensburgUllrich Pfeifer DresdenMichael Pietruschka HamburgIreneusz Pietruszewski PruszkowDr. Norbert Pralle Stuttgart

Klaus Püttmann KölnMarkus Reichl StuttgartFelix Renner AugsburgAndreas Reuss Bad HersfeldJohannes Riecken VechtaThomas Rieg StuttgartTorsten Roemhild Bad HersfeldNorbert Rohen AurichKorbinian Röhrl RegensburgJens Rudert DresdenSteffen Rudolph BerlinRudolf Sabatier HannoverDunja Sahrak StuttgartAlexander Sandrock Bad HersfeldChristoph Schäfer DarmstadtAnne Scherer StuttgartAndre Schilling HannoverAndreas Schmehr ErfurtTimo Schmitt Bad HersfeldAndreas Schnell HannoverUrsula Schreyer StuttgartGitta Schulz HamburgAndreas Schuster WienFrank Schwandtke HalleChristian Seegerer WeidenGeorg Seidel WackersdorfGerhard Seifert StuttgartMaria Seiler DarmstadtTatjana Sertl MünchenMarkus Severin DarmstadtDr. Norbert Simmleit Köln

Volker Springer KölnMatthias Steinbach StuttgartKatharina-Thanh Strittmatter StuttgartRalf Sturm DarmstadtDaniel Taphorn VechtaTobias Teichmann ErfurtStefan Traub Bretzfeld-AdolzfurtAlexander Trumpf ErfurtJörg Tschauder MarkranstädtSilke Tucholke BerlinCarsten Völkner HannoverAndreas von Rekowski HamburgAlexander Watolla HannoverWolfgang Weber BerlinManfred Weiss DarmstadtDirk Wenzel Markranstädt OT GroßlehnaMario Werschke Schkeuditz OT HaynaJohannes Wessels HamburgBarbara Widmann WienThomas Wiederer RegensburgRolf Wilkens VechtaStefan Windhorst JaderbergJohannes Winter Leuna OT KötschlitzKarsten Zaschke DresdenIngolf Zepf StuttgartAchim Zepter HannoverDr. Frank Ziegler KölnTorsten Zinke CottbusMarkus Zwolenski Berlin

Stand: Juli 2016

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Liste der Beteiligten – Beschleunigte Einführung von BIM.5D® im STRABAG-KonzernList of participants – Accelerated introduction of BIM.5D® at STRABAG

Vorname Nachname

Hans-Jörg AignerEmad AkitaChristian BangertRainer BarthBettina BastianInes BauerJohanna BergerMartin BiesingerDr. Florian BinderWolfgang BrindlingerSiegmar BührleSebastian BullingerFelix BurdeskaSandra DamerauAzra DudakovicStefan EbnerOliver EisenmannLars ElsebachGabriele EngenhardtAlexander FlachMichael FrippiatStephan FrodlKristina GansterHarald GeldmacherSabine GeldmacherDawit GhebrehiwetStefan GötzDusan GrabrovecMike GüntherBenjamin HahnRobert HeckerPeter HegyiEmanuel HerzMarion HohenschlägerRenate JungThomas KachisiMahmut KaratayKonstantinos KessoudisDésirée KleinDr. Eva KnorrAldin KokicRobert KrakhoferDr. Peter KrammerMartin KrönerLaurin KrügerAlexander KuhnMichael LanzendörferThomas LehmannUwe LinkeJan LodewijksGerald MalitsThomas MangJan MarcinskiDaniela MatschkeCatrin MaxPelle MeholmPatrick MinkVictor-Dan MironescuGötz MohrlokCarlos MontellanoUte Münzenmaier

Siegfried NagelsdiekAlexander NaljotThomas NeumeyerChristian NothsteinDirk OttersonJulia PamoukisBoris PekarskiRadovan PetrusDr. Ian QuirkeMario RabitschMatthias RätzkeHanna ReimTillmann RenzJochen RoseHolger SackDunja SahrakOleg ScharapowAnne SchererSven SchirrmacherDr. Frank SchleyHauke SchmalzridtTobias SchmidtLars SchneiderThomas SchönenbergerGermo SchröblerCarsten SchubertJohannes Schulte-KemnaAndreas SchusterOtto SchweigertMarkus SpeitelsbachRobert SprinzGerd StauderMatthias SteinbachMarc StephanTheodor StrohalWolfgang ThalhammerStephan ThermerAlexander ToffelSaska TomazicJonas TrosseMario UngerKlaus UngerRoman VelikovskyAntonio VistoccoJochen VogelGregor WarnekeDr. Klaus WeberMarvin Wells-ZbornikGraham WickerBernd WiesiolekBjörn WilkeDiana WittenbergKlaus WolfChristina WyrichFranz ZängererDr. Frank Ziegler

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Verzeichnis / Index 108 I 109Research, Development, Innovation 2015 / 16

FuE+I Projekte 2015 RD+I Projects in 2015

Neue Prüfverfahren zur Bestimmung des Wassergehalts von FrischbetonNew test methods for determining the water content of fresh concrete

Betontechnologie und Qualitätssicherung für Beton im Gleitbau Concrete engineering and concrete quality management for slipform construction

Kunststofffasern zur Bewehrung von Spritzbetonschalen im TunnelbauMacro-synthetic fiber-reinforced shotcrete in tunnel linings

1. Qualitätsprüfung und -lenkung / Quality check and guidance 1.1 Qualitätssicherung Sichtbeton / Quality assurance face concrete 1.2 Sonderthemen / Kleinprojekte / Special issues / small project1.3 Qualitätssteuerung Transportbetonproduktion / Quality control in the production of ready-mix concrete1.4 Qualitätssicherung bei massigen Bodenplatten / Quality assurance in massive base-plates1.5 Qualitätssicherung im Konzern / Entwicklung Schulungsmaßnahmen / Corporate quality assurance, development and training

2. Betontechnologie allgemein / General concrete technology 2.1 Zementgebundene Sonderbaustoffe / Cementitious special building materials2.2 Ultra-High-Performance-Concrete / Ultra-High-Performance-Concrete2.3 Sandprüfungen / Sand testings2.4 Nachhaltigkeit im Betonbau / Sustainability in concrete constructions2.5 Betone mit hohem Chlorideindringwiderstand / Concrete with high resistance for chloride2.6 Brandschutz für Beton und Verwendung von Zusatzstoffen / Fire protection for concrete and use of additives

3. Sonderbaustoffe für den Tief- und Tunnelbau / Special materials earthworks, foundation engineering and tunnelling 3.1 Spritzbetonoptimierung / Optimisation of shotcrete3.2 Stabile Betone für den Spezialtiefbau / Robust concrete for ground engineering works

4. Beton für Weiße Wanne / Massenbeton / Waterproof concrete basement structure / mass concrete 4.1 DCA-Messungen / DCA measures4.2 Festigkeitsentwicklung Beton / Development of concrete stability

5. Numerische Verfahren in der Betontechnologie / Numerical methods for concrete technology 5.1 Erarbeitung interner Anwendungsregeln für KINTEMP u. KINFEST / Working out of application rules for KINTEMP and KINFEST software5.2 FEM-Simulation instationärer Temperatur- u. Spannungsfelder / FEM-simulations of unsteady temperatures and stress fields 5.3 Probabilistische Lebensdauerberechnung / Service Life Design

6. Zerstörungsfreie Prüfverfahren / Non-destructive test procedures 6.1 Monitoring des Werkstoffverhaltens / Neue Prüfverfahren / Monitoring of material performance / New test methods

7. Bauwerkserhaltung / Construction maintenance 7.1 Zementgebundene Baustoffe in der Bauwerkserhaltung / Cementitious construction materials for repair or rehabilitation works7.2 Elektrochemische Verfahren in der Bauwerkserhaltung / Electrochemical methods for repair or rehabilitation works

8. Neue Bauverfahren / New construction methods8.1 3D-Druck Produktion komplexer Bauteilgeometrien / Large-scale 3D printing of complex geometric shapes in construction

9. Nichtmetallische Bewehrung / Metal-free reinforcement 9.1 Kunststofffasern zur Bewehrung im Tunnelbau / Macro-synthetic fiber-reinforced shotcrete in tunnel linings9.2 Bauseitige Anwendung von Carbonbeton / Practical application of carbon-enforced concrete

Modifizierte BindemittelModified binders

RDO AsphaltRDO Asphalt

Nutzungsdauer AsphaltstrassenLifecycle of asphalt roads

AKR BetonstraßeAKR concrete

Medienresistenter Asphalt für Industrie-, Wohn- und Lagerflächen für wassergefährdende StoffeMedia-resistent asphalt for industrial, living and storage areas for water-hazardous materials

Lärmreduzierung durch Gummigranulat und optimierter Oberfflächentextur von GussasphaltdeckschichtenRubber granulate for noise reduction and optimised surface texture of mastic asphalt

Untersuchung zur Minimierung der Fehleranfälligkeit bei der monolitischen Pflasterbauweisen und Prüfungen von alternativen Einfluss der Bitumenqualität auf die Nutzungsdauer von AsphaltstrassenAnalysis to minimize the susceptibility of defects in the monolithic pavement construction method and testing of alternative influences of the bitumen quality on the lifecycle of asphalt roads

Statiflex® BA-EP auf StahlbrückenStatiflex® BA-EP for steel bridges


HochleistungsasphaltPerformance Asphalt

Einfluss von Haftmitteln auf die Nutzungsdauer verschiedener AsphaltbefestigungenInfluence of adhesives on the lifecycle of asphalt concrete

Bitumenqualität am Markt durch neue Methoden erfassenNew methods to measure bitumen quality on the market

Griffigkeitsprognose mittels Prüfanlage nach Wehner/Schulze PWSSkid resistance testing according to Wehner/Schulze PWS

Bestimmung der reaktiven Oberfläche von Gesteinskörnungen bzgl. einer Alkali-KieseläurereaktionDetermining the responsive surfaces of composites in regard to alkali-aggregate reactions

Einfluss unterschiedlicher Füller auf die Dauerhaftigkeit von AsphaltbetonInfluence of filler materials on the durability of asphalt concrete

Frostbeständigkeit mit NatriumsulfatFrost resistance with natrium sulfate

Auswahl von Materialien und Auslegung von langlebigem AsphaltThe art of proper structural design and optimal material selection for perpetual pavements

Qualitätssicherung bei der Produktion von Heißmischasphalt mittels KGO-III MethodeImplementation testing and verification associated with the KGO-III method in the production of HMA

Großtechnische Pelletierung von Gummiasphalt und Einbau von GummiasphaltmembranenIndustrial scale rubber-asphalt pelletization and on-site application of rubber-asphalt membranes


Querebenheit beim AsphalteinbauEvenness in asphalt construction

Bodenverbesserung mit Braunkohleflugasche Soil improvement with lignite fly ash

Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit der Unterlage auf den Schichtenverbund beim AsphalteinbauInfluence of the surface characteristics of the substrate layer compound during asphalt paving

Wiederverwendung erhöhter AsphaltgranulatmengenReuse of increased amounts of asphalt granulate

Ganzheitliche Integration energetisch aktiver Fassadenkomponenten in Bauprozesse – SolConProComprehensive integration of energetically active facade components in construction processes – SolConPro

Bauen mit RFID-TechnikBuilding using RFID

MonteCarlo-Simulation innerhalb einer Weg-Zeit-PlanungMonteCarlo-simulation within TILOS planning

Simulationsgestützte Kalkulation und Optimierung des Geräteeinsatzes im großen WasserbauSimulation-based calculation and optimisation of equipment usage in hydraulic engineering

Gebäude und Bauphysik / Buildings and Building Physics

Integration von größenvariabler Photovoltaik in Gebäudehüllen – Construct PVCustomised photovoltaic modules for building envelopes – Construct PV

Hochdrucklüftungssystem High-pressure ventilation system


Zementausgekleideter Vorschweißflansch als ÜbergangsformteilInner lined concrete WN-flange as a connection pipe spool

Holzturmentwicklung für Windenergieanlagen Innovative wooden tower-concept for onshore wind energy converters

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Bodenmechanische Beurteilung von Niederdruckinjektionen im LockergesteinEvaluation methods for grouts and grouted soils

Entwicklung einer Schnittstelle zwischen DC-Baugrube und Sofistik Development of an interface between DC-Baugrube and Sofistik

Auswertung von bathymetrischen Messdaten für die Herstellung von AbsenktunnelnAnalysis of Bathymetric Data for Immersed Tunnel Projects

Tiefe GeothermieDeep geothermal engineering

EnergietübbingEnergy Segment Lining

KPI's zur Risikokontrolle von TunnelprojektenKPI's for risk control of tunnel projects

Frostbeständigkeit von WasserbausteinenFrost resistance of armourstones

Prognose des Polierwerts (PSV) am BohrkleinPrognosis of the polished stone value (PSV) at drillings

Bodenverdichtung unter WasserSoil compaction under water


Optimierung der Oberflächengestaltung von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise – OBASOptimising the surface design of asphalt road surfaces – OBAS

Entwicklung von Sensoren zur Erfassung des strukturellen Zustands von Asphaltstraßen – Sensorik Development of sensors for detecting the structural conditions of asphalt roads – Sensorik

Nachhaltiger HighTech-Asphalt: Schadstoff- und lärmmindernd – NaHiTAsSustainable HighTech-Asphalt: reducing air pollutants and noise – NaHiTAs

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

Werkzeuge / Tools

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Stuttgart 21 – Generisches Produktionsmodell für die AusführungsplanungStuttgart 21 – Generic production model

Autonomes Risiko- und Informationssystem zur Strukturanalyse und Überwachung sicherheitsreelevanter Bauwerke – AURISAutonomous risk and information system for analysis and monitoring of security-sensitive buildings – AURIS

Entwicklung eines Baukastensystem für HolzbausystemeDevelopment of a modular construction system for turnkey timber projects

Bauteilkatalog Holzbau als Grundlage für Kalkulation und Ausführung bei schlüsselfertigen HolzbauprojektenCatalogue of building elements as basis for estimation and construction of turnkey timber projects

TGA WerkzeugentwicklungHeating Ventilation Air-Conditioning (HVAC) Tool Development

Auswertung eines Demonstrationsgebäudes hinsichtlich Energieeffizienz und Nutzerkomfort – REG IIEvaluation of an demonstration building regarding energy effiziency and user comfort – REG II

Entwicklung einer selbstkalkulierenden TürlisteDevelopment of a self-calculating door list

3D-Planungstool für Lärmschutzwände3D-design tool for noise barriers

Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – AUTOBAULOGAutonomous control systems in construction site logistics – AUTOBAULOG

Werkzeug zur strukturierten Ermittlung von Vorhaltemengen von Schalmaterial in der Angebots- bzw. Arbeitsvorbereitungsphase eines BauprojektsTool for the accurate determination of scaffolding quantities

Datenbankunterstütztes System EngineeringDatabase supported System Engineering

Datenbank für Abgabeunterlagen bei der Angebotsbearbeitung & für Managementunterlagen im Rahmen der Ausführung bei internationalen GroßprojektenDocument database for the tender phase of large international projects

Elementwände als Bestandteil von wasserundurchlässigen KonstruktionenElement walls as part of impermeable construction

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

Projektorganisation in der AngebotsphaseProject organisation during tender phase

Flexibles Kontrollsystem zur Überwachung der MautpflichtFlexible road side equipment

Neue Generation der Mikrowellengeräte für FahrzeuggeräteNext generation of microwave in-vehicle products

Mikrowellenkommunikationssystem für mehrspurige Straßen im freifließendem VerkehrMicrowave multi lane free flow system

Infrarot Kommunikationstechnologie für MautsystemeInfrared communication technology for tolling systems

Bilderkennungssystem für die stationäre KontrolleImage recognition system for stationary enforcement

Textilbeton im ParkhausbauTextile reinforced concrete for car parks

Ultra High Performance Concrete – UHPC Ultra High Performance Concrete – UHPC

Neuartige Pfostenverankerung von Lärmschutzwänden für Hochgeschwindigkeitsstrecken mit vorgespannten EdelstahlankerstäbenNew type of pole anchoring of noise protection walls for high-speed lines with prestressed steel tie rods

3D-Druck Produktion komplexer BauteilgeometrienLarge-scale 3D printing of complex geometric shapes in construction

BetonfertigteilstützenPrecast concrete pillars

Untersuchungen zur Ausführbarkeit einer blechlosen Auflagerausbildung für GINA-AbdichtungsprofileAnalysis of feasibility of a GINA Endframe solution without steel profiles

Seismische Modellierung von Strukturen im Untergrund – SEISMOSSeismic modelling of underground structures – SEISMOS

Kreislauffähige KonstruktionenClosed-loop constructions

System der Vorgespannten Bewehrten Erde zur Realisierung lastverformungsverbesserter und kostenoptimierter VerkehrswegebautenPrestressed reinforced soil for cost-optimised transport infrastructure construction with higher load-bearing capacity

SonderbauSpecial constructions

StahlbrückenabdichtungSealing of steel bridges

Entwicklung des Straßenbahngleisbausystems RAILFLEXDevelopment of the tramway track construction system RAILFLEX

Verwendung von hochfesten Betonen in vorfertigten KonstruktionenUse of high performance concrete in precast constructions

Die Vernetzte BaustelleThe Connected Construction Site

Neue Arbeitsplatzkonzepte – Bürowelt 2020New workplace concepts – Office 2020

Effizienzsteigerung durch Kombination innovativer in situ Sanierungstechnologien Boosting efficiency by combining innovative in situ remediation technologies

Neue Wege zur Stickstoffentfernung aus BauwasserNew methods of removing nitrogen from construction site water

Gesundes Bauen planen – bauen – validierenHealthy buildings planning – building – validating


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Startup vernetzte AnwendungenStartup connected applications

Adiabate Druckluftspeicher für die Elektrizitätsversorgung – ADELEAdiabated compressed air energy storage for electrical supply – ADELE

Engineeringvorhaben für die Errichtung der ersten Demonstrationsanlage zur adiabaten Druckluftspeichertechnik – ADELE-INGPlanning for the construction of the first demonstration of an adiabated compressed air energy storage – ADELE-ING

FFG-BetriebsstoffverbrauchFFG fuel consumption

Lebenszykluskostenanalyse für Straßenbau- und -sanierungstechnologienImplementation of the LCCA methodology for assessing the cost effectiviness of pavement construction and rehabilitation technology

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Hochschul-Abschlussarbeiten 2015 / 16 University / College Theses 2015 / 16


Autor / Autorin Hochschule Begleitende Unternehmenseinheit

Vergleich von Dispersität und Kornform Johann Alexander Gargulak

Montanuniversität Leoben – Mineral Resources Engineering

UB Baustoffe 6V: Stein/Kies AT/HU/HR/Balkan RS

Einfluss der Bitumenqualität auf die Nutzungsdauer von Asphaltstraßen

Tim Queitsch FH Aachen – Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: DE/CH/NL/International

Betontechnologie und Betonqualität im Gleitbau Tim Henle Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: BTI

Adaption eines Prüfverfahrens für die Beurteilung des Erstarrungsverhaltens des Betons unter den Anforderungen eines Gleitschalungssystems

Manuel Queitzsch

Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: BTI

Bestimmung des Wassergehaltes im Frischbeton mittels Feuchtemesssonde auf Basis der Time-Domaine-Reflectometry

Sabrina Taubert Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig – Wirtschafts- ingenieurwesen (Bau)

ZB TPA 04: BTI



Lean Management im Wohnungsbau in Abhängigkeit von Sonderwünschen und der Bemusterung

Matthias Merkhoffer

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

UB H+I Deutschland 2C: Bayern DN

Lean Construction in der Bauwerkserhaltung – Machbarkeit und Untersuchung einer Tiefgarageninstandsetzung

Lenard Dankesreiter

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg – Architektur und Bauwesen

UB H+I Deutschland 2C: Stuttgart EP

Ausarbeitung eines Lean-Management Konzepts für das Bauvorhaben MainTor Palazzi

Kristijan Petricusic

Hochschule RheinMain – Architektur und Bauingenieurwesen

UB H+I Deutschland 2C: Mitte ER

Umsetzung von Lean-Construction-Methoden – Untersuchung zur Optimierung der Anwendung des Last Planner® Systems für eine verbesserte Projektabwicklung am Beispiel des MainTor Panorama Frankfurt Projektes

Mirsad Halilic Hochschule Darmstadt – Bauingenieurwesen


Das Last Planner® System als Element der Lean- Construction-Managements-Methode, Potenzial und Grenzen

Lariss Julia Bernadette Pohl

Technische Universität Kaiserslautern – Bauingenieurwesen


Dokumentation des gestörten Bauablaufs mit Hilfe des Lean-Managements insbesondere der Phasenplanung in Verbindung mit den Last Planner® Sitzungen

Jan Weingärtner Leuphana Universität Lüneburg – Baurecht und Baumanagement


Verbesserung der Baustellenprozesse an einem Büro- und Verwaltungsgebäude unter ausgewählten Gesichtspunkten des Lean Construction

Paul Wottschel Frankfurt University of Applied Sciences – Architektur Bauingenieur- wesen Geomatik


Adaption des Bauprozess-Systems Lean Concept für die effiziente Anwendung auf Baustellen eines Regionalbereichs

Heiko Schädler Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen


Entwicklung eines Konzepts zur Optimierung der Baulogistik für die Lean-Baustelle „Oberes Albgrün“ von der Ed. Züblin AG Direktion Karlsruhe

Kilian Schön Duale Hochschule Baden- Württemberg Karlsruhe – Industrial Management

UB H+I Deutschland 2C: Karlsruhe EQ

Fallstudie zur Ermittlung von Kennzahlen baulogistischer Entsorgungsströme

Björn Hartmann Technische Universität Darmstadt – Bau- und Umweltingenieurwissen- schaften



Optimierte Fertigteillogistik mit BIM Emanuel Herz Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen


Building Information Modelling bei der Kalkulation von Großprojekten

Manuel Kraus Hochschule Joanneum Graz – Bauen, Energie und Gesellschaft

ZB Zentrale Technik 30: ZT Wien

Prototypische Entwicklung eines BIM-Instruments für die Lieferung von Transportbeton

Stefan Maier Universität Stuttgart – Bau- und Umweltingenieur- wissenschaften


Wirtschaftlichkeit aktueller Methoden zur Qualitätssicherung

Michael Badstieber

Hochschule Darmstadt – Bauingenieurwesen


Wirtschaftlichkeitsvergleich von Schalungsmethoden zwischen Ortbeton und Fertigbauteilen

Jasemin Celik Hochschule Mainz – Bauingenieurwesen


Einflussfaktoren der Schalungsmaterialkosten während der Angebotskalkulation, Schalungsaussschreibung und Bauausführung

Katrin Wild Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt – Bauingenieurwesen


Kalkulation und Controlling von Schalung im Rohbau Nico Porsch Technische Hochschule Mittelhessen – Bauwesen


Vergleich und Analyse von Berechnungsmethoden zur Ermittlung von Schalungsvorhaltemengen im Hochbau hinsichtlich Aufwand der Methoden und Qualität der Ergebnisse

Christoph Andre Elsing

RWTH Aachen University – Bauingenieurwesen

ZB Zentrale Technik 30: Bau Prozess Management

Erarbeitung und Beschreibung des wirtschaftlichsten Logistik- und Montagekonzeptes einer Fertigungs- halle unter Beachtung des Kraneinsatzes, der Transport- logistik und unter Einbeziehung eines vorgegenen Terminplans

Florian Blumtritt Dresden International University – Montageingenieurwesen

UB H+I Deutschland 2C: Werke/Werkleistungen ES

Erarbeitung und Beschreibung des wirtschaftlichsten Montagekonzepts für eine Stahlkonstruktion unter Beachtung der baustellenspezifischen Randbedingungen des Projektes GuD Lausward

Richard Rohloff Dresden International University – Natur- und Ingenieurwissenschaften


Untersuchung zu baubetrieblichen Aspekten von Frischbetonverbundfolie

Malte Müller Hochschule Darmstadt – Bauingenieurwesen


Variantenanalyse der Einflussfaktoren wie Bautechnologie und Materialauswahl unter Berücksichtigung der örtlichen Baustellengegebenheiten

Livia Rataj Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin – Prozess- und Projektmanagement

UB VWB Deutschland 6H: Berlin Brandenburg / Mecklenburg-Vorpommern DB

Koordination der Gerätekette Hydraulikbagger/Lkw im Erdbau

Sascha Schirmer

Hochschule Mainz – Bauingenieurwesen


Förderkonzept Kanzelsteinbruch Dennig GmbH Matthias Max Montanuniversität Leoben – Mineral Resources Engineering

UB Baustoffe 6V: Stein/Kies AT/HU/HR/Balkan RS

Ausnutzung des ausgegrenzten Bausteinlagers an den Abraum Bílčice anschließenden Flächen als Lager

Filip Kovalčík Berghochschule Ostrava / CZ – Betriebswirtschaft

UB Baustoffe 6V: Stein/Kies CZ/SK/PL/Int. (UA) RT

Forschung der Möglichkeiten von Inbetriebsetzung der stillgelegten Steinbrüche

Andrea Polická Berghochschule Ostrava / CZ – Betriebswirtschaft


Aufbereitung der technologischen Anlage im Steinbruch Nejdek

Camfrla Roman Berghochschule Ostrava / CZ – Betriebswirtschaft


Qualitätssicherung im schlüsselfertigen Hochbau Gamze Altintas Hochschule Mainz – Bauingenieurwesen


Schnittstellenproblematik Angebotskalkulation/Arbeitskalkulation

Tobias Steinacher

Hochschule Mainz – Bauingenieurwesen


Auswirkungen von fehlender und fehlerhafter Planung während der Ausführungszeit

Albatrit Malici Hochschule für angewandte Wissenschaften München – Bauingenieurwesen


Verzugsanalysen im Bauzeitplan Abdelkader Islam

FH Campus Wien – Bauen und Gestalten

Konzernstabsbereich Contract Management 11

Entwicklung eines Kriterienkatalogs zur Durchführung einer Strukturanalyse von Tätigkeiten in der Bauleitung

Patricia Nagel Technische Universität Darmstadt – Bau- und Umweltingenieurwissen- schaften


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Durchführung einer Strukturanalyse von Tätigkeiten in der Bauleitung im Sinne des Lean Construction

Marcel Kaufmann Technische Universität Darmstadt – Bau- und Umweltingenieur- wissenschaften


Ganzheitliche Abwicklung von Planungsprozessen in Bauprojekten

Alexandra Berger Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie-Umwelt

ZB Zentrale Technik 30: ZT Wien

Analyse von AVA-Systemen für die Angebotsbearbeitung und Abrechnung von Bauleistungen

Bettina Vogt Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen


Technischer und wirtschaftlicher Vergleich von Sanierungsverfahren für Abwasserleitungen und -kanäle auf dem Gelände eines Schalt- und Dynamowerks

Marie-Susann Winkler

Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin – Duales Studium Bauwirt-schaftsingenieurwesen

UB VWB Deutschland 6H: Berlin Brandenburg/Mecklenburg-Vorpommern DB

Leitfaden für die STRABAG AG zur Vorbereitung und Ausführung von Straßen- und Tiefbauleistungen am Beispiel „OD Grevesmühlen, Umverlegung der L02“ von der Angebotsabgabe bis zur Abnahme

Felix Böhm Hochschule Wismar – Ingenieurwissenschaften

UB VWB Deutschland 6H: Berlin Brandenburg/Mecklenburg-Vorpommern DB

Erstellung einer Handlungsempfehlung zur Vermeidung von Undichtheiten in Rohrleitungen

Sandro Bustani Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie-Umwelt

ZB Zentrale Technik 30: Schlüsselfertigbau

Gebäudetechnik und Bauphysik / Buildings and Building Physics


Wirtschaftliche Betrachtung von dezentralen und zentralen Lüftungskonzepten in Schulen

David Walker Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie-Umwelt


Digitale Dokumentation des Brandschutzes bei Planung und Ausführung

Christian Bohn Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen


Bauphysikalische Besonderheiten im Stadionbau am Beispiel des GAZi-Stadions

Tanja Kebig Hochschule Trier – Bauingenieurwesen


Bauphysikalische Betrachtung eines denkmalgeschützten Gebäudes im Hinblick auf den Feuchteschutz am Beispiel Bauvorhaben Königstraße 41, Nürnberg

Jonathan Mörgelin

Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm – Bauingenieurwesen


Anforderungen an die Kaltwassertemperatur Lucas Röhm Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie-Umwelt


Vergleich (energetisch/Invest/Vor/Nachteile) von dezentralen Lüftungsanlagen zu zentralen Lüftungsanlagen in einem Hochhaus

Markus Schaittenberger

Hochschule Mittweida – Gebäudetechnik

UB H+I Österreich Ost 3C: Mischek BTS KQ

Vergleich der Installationssysteme Gerberit GIS und Gerberit Duofix im Hinblick auf Kosten, Schall- und Brandschutz

David-Martin Stonawski

Hochschule Esslingen – Gebäude-Energie-Umwelt




Einsatzmöglichkeit verzinkter Konstruktionen im Brückenbau

Marjorive Naves Technische Universität Dresden – Bauingenieurwesen


Einfluss der Ausgestaltung von Verbandsanschlüssen auf die Stabilisierung komplexer Stützen

Marc Kluge Technische Universität Dresden – Bauingenieurwesen


Unterschiedliche Bemessung für Zwang im Betonbau aus wirtschaftlicher Sicht

Sandra Lahr Hochschule für angewandte Wissenschaften München – Bauingenieurwesen


Zur Einbindung multifunktionaler Deckensysteme und tragender Fassaden in die Tragstruktur von Gebäuden in Stahl- und Massivbauweise

Lukas Ellert RWTH Aachen University – Bauingenieurwesen

ZB Zentrale Technik 30: Konstruktiver Ingenieurbau

Verformungsuntersuchungen an Spannbeton-Fertigteilbindern

Tina Hackel Hochschule 21 Buxtehude – Bauingenieurwesen



Modellprobleme bei der softwareunterstützten Berechnung von Stahlbetondecken

Fabian Fritsch Technische Universität Hamburg-Harburg – Bauingenieurwesen


Rüstsysteme für die Herstellung des oberen Rundgebäudes des neuen Henninger Turms in Frankfurt

Mario Sternheimer

Hochschule RheinMain – Bauingenieurwesen


Konzeptionierung, Auslegung und CE-Zertifizierung einer Hilfstraverse zum Handhaben und Einbau von Einstabankern

Nikolai Jordanow

Technische Universität Bergakademie Freiberg – Maschinenbau

ZB BMTI 01: International / KPZ



Auswertung von aufgezeichneten Maschinenparametern beim Spundwandrammen in Bezug auf die angetroffenen Baugrundverhältnisse am Beispiel einer Baugrube in Ingolstadt

Lukas Stauffert Technische Universität München – Bau Geo Umwelt


Verfahrensvergleich unterschiedlicher Baugrubensicherungen für ein innerstädtisches Bauvorhaben

Martin Schober Hochschule Biberach – Projektmanagement / Bauingenieurwesen


Bauverfahrenstechnischer und wirtschaftlicher Vergleich von Bodenverbesserung und Bodenaustausch an einem Beispielvorhaben

Paul Anton Markgraf

Hochschule Wismar – Ingenieurwissenschaften

UB VWB Deutschland 6H: Berlin Brandenburg / Mecklenburg-Vorpommern DB

Setzungen infolge Bodenverflüssigung Lennart Bühn Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen: Grundbau / Tunnelbau

ZB Zentrale Technik 30: TT

Bemessung von Baugrubenaussteifungen im Stahlbau nach EC3 am Beispiel des Bauvorhabens Upper Eastside Berlin

Philipp Nichterwitz

Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin – Bauingenieurwesen


Untersuchungen zu räumlichen Effekten und deren Vereinfachung in ebenen FE-Modellen und Verbausystemen

Tobias Fritsch Hochschule Magdeburg-Stendal – Bauingenieurwesen


Überblick zum Ansatz des Wandreibungwinkels bei Stahlbetonschlitzwänden anhand der aktuellen Normenlage und einer Vergleichsrechnung

Daniel Tröndle Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin – Bauingenieurwesen


Comparison of different calculation methods to predict soil deformation during installation of prefabricated concrete piles based on the Marieholms tunnel project in Gothenburg

Anna Lempicka Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieurwesen: Grundbau / Tunnelbau


Werkzeuge / Tools


Studie zur Umsetzbarkeit einer Rohraufnahme für Bohrrohre mittels Radlader, sowie Grobentwurf

Sven Schmalzrieth

Technische Universität Bergakademie Freiberg – Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik

ZB BMTI 01: International/KPZ

Untersuchung und Beurteilung eines neuen dielektrischen Messgerätes zur Bestimmung des Wassergehaltes von Frischbeton

Daniel Rüttinger Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung Konstanz – Bauingenieurwesen

ZB TPA 04: BTI

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer mobilen Entsandungsanlage und deren konstruktive Konzeptumsetzung

Eric Jaster Technische Universität Bergakademie Freiberg – Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik


Konzeptionierung, Auslegung und Gefahrenanalyse einer Ankerabrollvorrichtung

Martin Gumieniak



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Projekte 2008

FORSCHUNG | ENTWICKLUNG | INNOVATION

STRABAG . ZÜBLIN . DYWIDAG

The European Network ofConstruction Companies forResearch and Development


RESEARCH | DEVELOPMENT | INNOVATIONProjekte / Projects 2010 / 2011

Projekte 2009



FuE_Titelseiten.indd 1

30.06.2011 14:51:34 Uhr


Konzeptionierung, Auslegung und Gefahrenanalyse einer Seilwickelmaschine

Christian Schmidt




Energetische Sanierung eines Autohauses unter Einbindung von Fördermöglichkeiten und Handlungsempfehlungen

Jenny Bott Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieur- wesen: Wirtschaftingenieur- wesen Bau und Immobilien


Integration einer LEED-Zertifizierung in die Projektentwicklung Bezug nehmend auf das Bauvorhaben Eastside Estate in Frankfurt

Janette Städtgen

Technische Hochschule Mittelhessen – Bauingenieurwesen


Abgleich von Anforderungen des DGNB Systems mit den Anforderungen des Managementsystems der Ed. Züblin AG und Entwicklung von Synergieeffekten

Annabell Tschech

Hochschule für Technik Stuttgart – Bauingenieur- wesen: Wirtschaftingenieur- wesen Bau und Immobilien


Arbeitssicherheit (Employee´s View of Upper Management Commitment to Safety Policies and Practices at the Construction Company Ed Zübln AG)

Men Yee Lo City University London – Baubetrieb


Management und Organisation / Management and Organisation


Projektbezogenes Controlling im Bauwesen unter Anwendung der Arbeitskalkulation

Michael Glock FOM Hochschule für Oekonomie & Management Frankfurt – Betriebswirtschaft


Outsourcing am Beispiel eines Generalunternehmens der Bauwirtschaft im Segment Hochbau

Yvonne Otrob IMC Fachhochschule Krems – Management

UB H+I Österreich Ost 3C: Wien AR

Analyse der Gesellschaft FRISCHBETON s.r.o. Petra Koudelková

Berghochschule Ostrava / CZ

UB Baustoffe 6V: Beton AT/CZ/SK RC

Einfluss des Verkaufspreises auf das Ergebnis des ausgewählten Steinbruchs

Martina Koláčková

Berghochschule Ostrava / CZ – Betriebswirtschaft


Das Working Capital Management als Teilgebiet der Risikosteuerung bei der Ed. Züblin AG

Stefanie Ferazzi Duale Hochschule Baden-Württemberg Stuttgart – Wirtschaft


Haftungsrisiken des Generalunternehmers beim Einsatz von Nachunternehmern

Natalie Romer Hochschule Biberach – Betriebswirtschaft (Bau und Immobilie)


Entscheidungsprozesse von potenziellen Bewerbern bei der Wahl einer Ausbildungsstätte am Beispiel der Ed. Züblin AG Direktion Stuttgart

Katinka Schröper Duale Hochschule Baden-Württemberg Stuttgart – Wirtschaft


Risikomanagement in Bauprojekten: Identifikation, Bewertung und Steuerung von Risiken in Bauprojekten

Christian Steimer FOM - Hochschule für Oekonomie & Management Essen – Betriebswirtschaft


Termincontrolling und Kostenverfolgung im Stahlhochbau Sebastian Schmidt

Technische Universität Dresden – Bauingenieurwesen


Personalmarketing Barbara Bílková Tschechische technische Universität ČVUT

UB VWB Tschechien/Slowakei 60: Mitte TC

Beurteilung der Unfallträchtigkeit auf der Straße II/117 Žebrák – Hořovice

Andrea Nedvědová

Tschechische technische Universität ČVUT

UB VWB Tschechien / Slowakei 60: Mitte TC

Eine Untersuchung zu Mensch-Maschinen Interaktionen im Hochbau

Jonas Kleiner Technische Universität Darmstadt – Bauingenieurwesen


Impressum

Konzeption, RedaktionEnnis Daniel, Karoline Fath, Jana Hofmann, Rudolf Oesterreicher, Maria Petrou, Dr. Norbert Pralle, Alexandra Staab, Nina Starke, Siegfried Wanker

Gestaltung, GraphikZentrale TechnikJörg Endrich

DruckDruckerei Mack GmbH, Siemensstraße 15, 71101 Schönaich

Diese Konzernbroschüre ist auf umweltfreundlichem Papier gedruckt, das nach den Regeln des Forest Stewardship Council (FSC) zertifiziert ist.

Research, Development, Innovation 2006 – 2015

Projekte 2008FORSCHUNG | ENTWICKLUNG | INNOVATION


The European Network of

Construction Companies for

Research and Development


RESEARCH | DEVELOPMENT | INNOVATION

Projekte / Projects 2010 / 2011

Projekte 2009FORSCHUNG | ENTWICKLUNG | INNOVATION

The European Network of

Construction Companies for

Research and Development


30.06.2011 14:51:34 Uhr

Projekte 2008




FORSCHUNG | ENTWICKLUNG | INNOVATIONRESEARCH | DEVELOPMENT | INNOVATION

Projekte / Projects 2010 / 2011Projekte 2009



FuE_Titelseiten.indd 1 30.06.2011 14:51:34 Uhr

Projekte 2008





RESEARCH | DEVELOPMENT | INNOVATIONProjekte / Projects 2010 / 2011

Projekte 2009




30.06.2011 14:51:34 Uhr

FORS

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2012

Zentrale Technik

Forschung I Entwicklung I

Innovation

Ed. Züblin AG

Albstadtweg 3

70567 Stuttgart

Deutschland

www.zueblin.de


RESEARCH | DEVELOPMENT | INNOVATION

Projekte / Projects 2011 / 2012TPA Gesellschaft für

Qualitätssicherung

und Innovation

STRABAG AG

Polgarstraße 30

A-1220 Wien

Österreich

www.strabag.com

BPM Bau Prozess

Management GmbH

STRABAG AG

Ungargasse 64-66/4/2

A-1030 Wien

Österreich

www.strabag.com

ZENTRALETECHNIK

BMTI

Baumaschinentechnik

International GmbH

STRABAG AG

Stiftsgasse 1

A-2521 Trumau

Österreich

www.strabag.com

Umschlag_FuE_2012.indd 1

05.06.2012 14:21:09 Uhr

Zentrale TechnikForschung I Entwicklung I Innovation Ed. Züblin AGAlbstadtweg 370567 StuttgartDeutschlandwww.zueblin.de

TPA Gesellschaft für Qualitäts-sicherung und Innovation GmbHSTRABAG AGPolgarstraße 301220 WienÖsterreichwww.strabag.com

ZENTRALETECHNIK

BMTI Baumaschinentechnik International GmbHSTRABAG AGSiegburger Str. 241 50679 KölnDeutschlandwww.strabag.com

Projekte / Projects

FORSCHUNG / ENTWICKLUNGRESEARCH / DEVELOPMENT INNOVATION

201213

FOR

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14.06.2013 10:17:53 Uhr

Research, Development

Innovation 2013/14BMTIBaumaschinentechnik International GmbHSTRABAG AG, Siegburger Str. 241, 50679 Köln, Deutschlandwww.strabag.com

TPA GmbHGesellschaft für Qualitätssicherung und InnovationSTRABAG AG, Polgarstraße 30, 1220 Wien, Österreichwww.strabag.com

Zentrale TechnikEd. Züblin AG, Albstadtweg 3, 70567 Stuttgart, Deutschlandwww.zentrale-technik.com

8 / 2015, 2.000

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BMTI

Baumaschinentechnik International GmbH & Co. KG

STRABAG AG, Siegburger Str. 241, 50679 Köln, Deutschland

www.strabag.com

TPA GmbH

Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovation

STRABAG AG, Polgarstraße 30, 1220 Wien, Österreich

www.tpaqi.com

Zentrale Technik

Ed. Züblin AG, Albstadtweg 3, 70567 Stuttgart, Deutschland

www.zentrale-technik.com

8 / 2016, 4.000

Research, Development

Innovation 2015 /16Energie, Umwelt und Nachhaltigkeit / Energy, Environment and Sustainability

Dr. Peter KrammerSponsor für Innovation SE Vorstand

Dr. Hannes StratilIntelligente Transportsysteme(UB 4X: MZ)

Dr. Norbert SimmleitInnovationsmanagement (TPA)(ZB TPA 04: DE/CH/NL/International)

Dr. Christian DehlingerHolzingenieurbau(UB 2C: ES)

Rudolf OesterreicherInnovationsmanagement(ZB ZT 30: E&I)

Wolfgang HornichInnovationsmanagement (Spezialtiefbau) (UB 2F: IG)

Emil BetzVWB DE(UB 6H: Sonderprojekte)

Marko NiedermüllerKoordination DE(ZB BMTI 01: DE/NL/DK)

Dr. Norbert PralleEntwicklung & Innovation(ZB ZT 30: E&I)

Karoline FathInnovationsmanagement(ZB ZT 30: E&I)

Alexandra StaabIPR-Schutzrechte(ZB ZT 30: E&I)

Marc PühringerWissensmanagement(ZB ZT 30: E&I)

Dr. Günter SenonerHuman Resource Development(ZB BRVZ 02: AT/International)

Dr. Lukas KüsterBetriebliches Gesundheitsmanagement AT (ZB BRVZ 02: AT/International)

Katharina WeissenbacherBetriebliches Gesundheitsmanagement DE (ZB BRVZ 02: AT/International)

Stefan Ebner Anwendungsbetreuung(ZB BRVZ 02: AT/International)

Boris PekarskiAnwendungsbetreuung(ZB BRVZ 02: AT/International)

Matthias SteinbachSoftwareentwicklung(ZB BRVZ 02: AT/International)

Konstantinos KessoudisBIM.5D(ZB ZT 30: BPM)

Theodor Sansakrit StrohalBIM.5D(ZB ZT 30: ZT-Wien)

Diana Neumüller-KleinKonzernkommunikation(KSB Koko 14)

Marianne GruberKonzernkommunikation Corporate Responsibility(KSB Koko 14)

Walter TheisenEnergiemanagement(ZB TPA 04: IQM/SGU)

Verena von Pommer EscheCorporate Responsibility(ZB ZT 30: E&I)

Michael GlöcklerEnergiemanagement(ZB ZT 30: SF)

Roland RainerHosting(ZB BRVZ 02: AT/International)

Felix BurdeskaHosting(ZB BRVZ 02: AT/International)

Heiko KarstedtDigitalisierung(ZB BMTI 01: DE/BNL/DK)

Michael HeidenSTRABAG Telematik Portal – STP (ZB BMTI 01: Zentrale Invest/Beschaffung)

Dr. Rainer BareißGeschäftsprozessmanagement / Digitale Transformation(UB 2C / 2F)

Siegfried WankerSponsor für LEANSE Vorstand

Dr. Michael OttLEAN Construction(ZB ZT 30: E&I)

Barbara WidmannLEAN Construction(ZB ZT 30: E&I)

Dr. Igor RuttmarQualitätssicherung PL (ZB TPA 04: PL)

Alfred PopelakManagementsystem Konzern(ZB TPA 04: IQM/SGU)

Maximilian WeixlbaumQualitätssicherung AT (ZB TPA 04: AT/Balkan)

Siegfried NagelsdiekTiefbau und Geotechnik(ZB ZT 30: TT)

Alexander RostertF&E Spezialtiefbau(UB 2F: IG)

Dr. Christoph NiklaschTunnelbau(ZB ZT 30: TT)

Thomas NeumeyerLEAN H+I / Prozessplanung & Baubetrieb (UB 2C: EP)

Dr. Joerg AltnerLEAN H+I(ZB ZT 30: BPM)

Dr. Carina SchlabachLEAN H+I(UB 2C: ER)

Ulrich SchweigNachhaltiges Bauen(ZB ZT 30: SF)

Bettina LuikÖkobilanzierung(ZB ZT 30: SF)

Thomas SikingerAbdichtungstechnologien, Sonderbau(ZB TPA 04: DE/CH/NL/International)

Dr. Marcus WalzBetontechnologie(ZB TPA 04: IQM/SGU)

Karel VeselyLEAN VWB (UB 6O)

Gunther MaiLEAN VWB (ZB ZT 30: BPM)

Carsten VölknerLEAN Experte / Verantwortlich für F&E(UB 6H: DH)

Volker NatzschkaLEAN Experte / Verantwortlich für F&E(UB 6H: ED)

Thomas KlasenLEAN Experte / Verantwortlich für F&E(UB 6H: DD)

Marcus WolbertVerantwortlich für F&E(UB 6H: FE)

Thomas KüpersVerantwortlich für F&E(UB 6H: DC)

Dr. Pahirangan SivapathamAsphalttechnologie (ZB TPA 04: DE/CH/NL/International)

Dr. Wolfgang BunzVerantwortlich für F&E(UB 6H: DJ)

Ullrich BlaschkeLEAN Experte / Verantwortlich für F&E(UB 6H: DB)

Arnulf PucherVerantwortlich für F&E(UB 6H: DA)

Falk KarchVerantwortlich für F&E(UB 6H: DG)

Manfred WeissVerantwortlich für F&E(UB 6H: DF)

Danko RupprechtVerantwortlich für F&E(UB 6H: IL)

Hubert BlaimVerantwortlich für F&E(UB 6H: DK)

Reinhard EbertVerantwortlich für F&E(UB 6H: DG)

Ralph GlowkaVerantwortlich für F&E(UB 6H: EE)

Dr. Jochen RöhmErneuerbare Energien(ZB ZT 30: TT)

Robert HeckerFassadentechnik(ZB ZT 30: SF)

Klaus UngerTechnische Gebäudeausrüstung (ZB ZT 30: TGA-Wien)

Dr. Hubert BachmannKonstruktiver Ingenieurbau(ZB ZT 30: KI)

Markus GensweinTechnische Gebäudeausrüstung(ZB ZT 30: SF)

Dr. Gerhard HöfingerOptimierung Logistik(ZB ZT 30: ZT-Wien)

Jürgen WaldhoffAnlagenbau, Deponien & Altlasten(UB 3H: EI)

Dr. Andreas MaileAnlagenbau, Deponien & Altlasten(UB 3H: EI)

Kurt UselStahl- und Anlagenbau(ZB BMTI 01)

Dr. Hans-Georg EdelGrundwasser & Bodenluft, Rückbau & Entsorgung(UB 3H: EI)

Eugen BindekKonstruktiver Ingenieurbau(ZB ZT 30: ZT-Wien)

Thomas FellhauerMaschinentechnische Entwicklung H+I (ZB BMTI 01: DE/BNL/DK)

Stefan KratochwillGleisbaumaschinen(UB 6X: IJ)

Alfons TrautnerMaschinentechnische Entwicklung VWB (ZB BMTI 01: DE/BNL/DK)

Erik SteinertMaschinentechnische Entwicklung VWB (ZB BMTI 01: DE/BNL/DK)

Alexander ZechnerZugfunk(UB 4X: MW)

Martina SmekalLeitung Produktentwicklung(UB 4X: MW)

Jörg MüllerMobile CCTV & Fahrgastinformationssysteme(UB 4X: MW)

Thomas FleischerLeitstellentechnik(UB 4X: MW)

Ernst KurzRadio & Rail Systems AT/IT/CH(UB 4X: MW)

Jochen JägerRadio & Rail Systems DE(UB 4X: MW)

Dr. Rainer BareißCouncil Member(UB 2C / 2F)

Dr. Michael OttLeader Working Group LEAN(ZB ZT 30: E&I)

Dr. Norbert PralleVice Chair(ZB ZT 30: E&I)

B I M 1 0 1 0 1 1 0 5 D 0 0

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Markus ThalmannProjektbezogenes Risikomanagementsystem(ZB BRVZ 02)

€Brigitte NathschlägerSteuerrückerstattungen F&E-Projekte AT(ZB BRVZ 02)

Dr. Günter VossKonzernkoordination Sicherheit, Gesundheit, Umweltschutz(UB 6H: Stabstelle IQM)

Jochen BergerArbeitssicherheit AT (ZB TPA 04: IQM/SGU)

Norbert HörmannHolzingenieurbau(UB 2C: ES)

Christian ScholzHolzingenieurbau(UB 2C: ES)

Nico SchillingerSystementwicklung Tunnelschalung + Logistik (ZB BMTI 01: International/KPZ)

Jens HoffmannTiefbau und Geotechnik(ZB ZT 30: ZT-Wien)

Martin MuschallaProzessautomatiserter Straßenbau(ZB TPA 04: DE/CH/NL/International)

Ireneusz PietruszewskiLEAN VWB(UB 6Q)

Csaba SzarvadyLEAN VWB(UB 6X: HH)

Oliver MichelsVerantwortlich für F&E(UB 6H: DE)

Steffen EckertVerantwortlich für F&E(UB 6H: DI)

Dr. Margit SchledererLEAN Management(ZB ZT 30: BPM)

Gemeinsam entwickeln wir Neues Developing the new together

BMTIBaumaschinentechnik International GmbH & Co. KGSiegburger Str. 241, 50679 Köln, Deutschlandwww.bmti.strabag.com

TPA Gesellschaft für Qualitätssicherung und Innovation GmbHPolgarstraße 30, 1220 Wien, Österreichwww.tpaqi.com

Zentrale TechnikEd. Züblin AG, Albstadtweg 3, 70567 Stuttgart, Deutschlandwww.zentrale-technik.com

8 / 2016, 4.000

www.strabag.com

Digitale Exemplare dieser Schriftenreihe:

research, development innovation 2015 16/ - strabag.com · research, development, innovation 2015 /...

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