Forschung und Entwicklung
Als technisch-wissenschaftliche Bundesoberbehörde führt die Bundesanstalt für Wasserbau verkehrswasserbauliche Forschung und Entwicklung auf den Gebieten der Bautechnik, der Geotechnik und des Wasserbaus im Binnen- und Küstenbereich durch. Die angewandte, praxisorientierte Forschung im Sinne einer Ressortforschung ist als aktive Nahtstelle zwischen der wissenschaftlichen Grundlagenforschung und der Praxis auf Entscheidungshilfen zur sachgemäßen Erfüllung verkehrswasserbaulicher Fachaufgaben ausgerichtet.
Die Abteilung Bautechnik weist über die Jahre bisher nahezu konstant einen Forschungsanteil von 15% auf, der mindestens für notwendig erachtet wird, um Methoden und Regelwerke weiter zu entwickeln. Diese Weiterentwicklungen ermöglichen es der WSV sowie dem BMVBS, bei baulichen Anlagen des Verkehrswasserbaus auf zukunftsfähige Projektabwicklungen zurück greifen zu können und Entscheidungen auch über den Stand der Technik hinaus treffen zu können. Bedient werden insbesondere die BAW-Forschungsbereiche Sicherheit und Schutz, Innovative Technologien und Nachhaltigkeit.
- Entwicklung eines Verkehrslastmodells für typische Brücken der WSV
-
An typischen Brücken der WSV werden Messungen zur Verkehrsbelastung und Bauwerksbeanspruchung durchgeführt. Nach Auswertung der Messdaten folgen Simulationsberechnungen zu aktuell und zukünftig zu erwartenden Verkehrsszenarien. Hieraus soll in Anlehnung an das Lastmodell von DIN EN 1991-2 ein modifiziertes Verkehrslastmodell entwickelt werden.
Projektleitung: Becker, Holger - Einfluss von Korrosion auf die Ermüdungsfestigkeit von Stahlwasserbaukonstruktionen
-
Es wird untersucht, welchen Einfluss eine Korrosionsschädigung durch Lagerung in der Wasserwechselzone auf die Ermüdungsfestigkeit von Stahlwasserbauteilen hat. Dazu werden Schwingversuche durchgeführt und die Ergebnisse mit den Bemessungsdaten der DIN EN 1993-1-9 verglichen.
Projektleitung: Hesse, Thomas - Entwicklung eines Ingenieurmodells zur Querkrafttragfähigkeit schubunbewehrter, dicker Stahlbetonquerschnitte
-
![FEM-Modell für Einfeldträger unter Gleichstreckenlast: Risse, horizontale Normalspannungen und Spannungen in der Längsbewehrung [N/mm²] kurz vor Sprengwerkversagen](http://www.baw.de/dm/EWisA/FuEVorhaben/Bilder/101021944_tn.jpg)
Zur besseren Einschätzung des Sicherheitsniveaus bestehender, massiver Wasserbauwerke soll eine Querkraft-Bemessungsregel, die die wasserbauspezifischen Besonderheiten berücksichtigt, entwickelt werden. So können Verstärkungsmaßnahmen optimiert bzw. unnötige Verstärkungen oder Stilllegungen vermieden werden.
Projektleitung: Lutz, Matthias - Materialkombinationen für das System Laufrad/Laufschiene
-
Infolge vermehrt aufgetretener Schäden an Laufrädern oder -schienen von Stahlwasserbauten soll deren Rad-Schiene-System hinsichtlich günstiger Materialkombinationen untersucht werden. Ziel ist es, ein System zu finden, das eine lange Nutzungsdauer aufweist.
Projektleitung: Gabrys, Ulrike - Energetische Optimierung der WSV-Gebäude
-
Die systematische Erfassung und Analyse des Energieverbrauchs des Gebäudebestandes der WSV ist eine erste Basis, um die Notwendigkeit energetischer Sanierungsmaßnahmen festzustellen und deren Umfang einzuschätzen. In Kombination mit der Ermittlung des Energiebedarfs lassen sich diese Maßnahmen optimieren.
Projektleitung: Erndwein, Daniel - Bemessungskonzept für Wasserbauwerke auf Erdbeben
-
Die Erdbeben-Analyse von massiven Wasserbauwerken, wie Schleusen, Wehranlagen und Staumauern, führt mit einer möglichen Nachrüstung zu einer erdbebensicheren Gestaltung, die es ermöglicht, dieser verhängnisvollen Naturerscheinung zu widerstehen. Eine solche Analyse sichert einen ungehinderten Betrieb, was von großer finanzieller Bedeutung ist.
Projektleitung: Fleischer Dr. , H. - Korrosionseigenschaften von Spundwandstählen
-
Korrosion von Spundwandstählen - Elektrochemische Bestimmung der Korrosionseigenschaften von Spundwandstählen in Relation zu reellen Abrostungsdaten der Bauwerke in unterschiedlichen Immersionsmedien.
Projektleitung: Ruppert, Johannes - Zwangsbeanspruchung bei dicken, gerissenen Stahlbetonquerschnitten
-
Das viskoelastische Verhalten gerissener Stahlbetonbauteile ist bisher wenig erforscht, aber für eine sichere und wirtschaftliche Dimensionierung der Bewehrung - besonders im Hinblick auf die Zwangsbeanspruchung monolithischer Konstruktionen - erforderlich. Das FuE-Vorhaben soll hier neue Erkenntnisse liefern.
Projektleitung: Bödefeld Dr., Jörg - Sicherheitskonzept für bestehende Wasserbauwerke (SiBeWa)
-
Bestehende Wasserbauwerke benötigen ein angepasstes Sicherheitskonzept auf
der Basis von modifizierten Teilsicherheitswerten, um die Bauwerks-Sicherheit
unter Einschluss von Erfahrungen mit dem bisherigen Betrieb angemessen
berücksichtigen zu können.
Projektleitung: Kunz, Claus - Korrosionsschutz von Stahl in Beton - Untersuchungen zum Kathodenschutz der Straßenbrücke B 500 über dem Rhein bei Iffezheim
-
Wegen der räumlichen Enge der Hohlkastenträger scheidet eine herkömmliche Betonsanierung aus, weshalb eine Kathodenschutzanlage für Stahlbeton mit Kernanoden (s. Bild) ausgeführt wurde. Die Funktion der Anlage unter verschiedenen Bedingungen wird überwacht und ausgewertet.
Projektleitung: Binder Dr., Günter - Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen
-
Mit den bislang zur Verfügung stehenden Prüfverfahren wurden alkaliempfindliche Gesteinskörnungen nicht immer erkannt, so dass es zu Betonschäden infolge Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) kam. Es sollen daher verschiedene Prüfverfahren untersucht und im Hinblick auf wasserbauspezifische Bedingungen entwickelt werden.
Projektleitung: Reschke Dr., T. - Ermüdungssicherheit vollverschlossener Seile
-
Seile im Brückenbau erfahren hohe Wechselbeanspruchungen aus Verkehr und Wind. Die Veränderlichkeit der Normalkraft wird im Seilkopfbereich überlagert mit einer zyklischen Biegebeanspruchung in Folge von Verdrehungen. Das Ermüdungsverhalten unter dieser Beanspruchung wird untersucht.
Projektleitung: Ehmann, Rainer - Betone für Verkehrswasserbauwerke mit Hydroabrasionsbeanspruchung
-
Im Rahmen des FuE-Vorhabens sollen die Einwirkungen auf Betonbauteile infolge Hydroabrasion erfasst und durch eine Klassifizierung beschrieben werden. Zur Sicherstellung eines hinreichenden Widerstandes sollen angemessene betontechnologische Anforderungen auch unter Nutzung eines geeigneten Prüfverfahrens erarbeitet werden.
Projektleitung: Spörel Dr., Frank - Mauerwerk im konstruktiven Wasserbau
-
Auf Basis eines zu erstellenden Sachstandsberichtes zu Einwirkungen auf und Dauerhaftigkeit von Mauerwerk im Verkehrswasserbau, zu bestehenden nationalen und internationalen Normen und zu möglichen Instandsetzungsverfahren soll untersucht werden, ob die im Verkehrswasserbau bestehenden Regelungen modifiziert werden müssen.
Projektleitung: Müller, Hilmar - Ertüchtigung der Bewegungsfugen von Massivbauwerken im Verkehrswasserbau
-
Die Ertüchtigung undichter Bewegungsfugenbereiche ist bereits heute ein wichtiges Thema für die WSV. In Anbetracht der voraussichtlich weiter zunehmenden Anzahl schadhafter Fugen sollen Instandsetzungsvarianten für verschiedene Randbedingungen erarbeitet werden.
Projektleitung: Maisner, Matthias - Verwendung von Acrylatgelen und gelartigen Produkten für Instandsetzungsmaßnahmen an Massivbauwerken im Verkehrswasserbau
-
Die Anwendung von Acrylatgelen für die Injektion von Rissen und Hohlräumen wird hinterfragt und u. a. im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit derartiger Produkte, die Umweltverträglichkeit und die Korrosionsgefährdung der Bewehrung und sonstiger metallischer Einbauteile bewertet.
Projektleitung: Maisner, Matthias - Messverfahren Hydratationswärme
-
In einer Versuchsreihe werden Zemente und Betone mit verschiedenen Messverfahren zur Bestimmung der Hydratationswärme untersucht. Ziel ist die Festlegung einer Vorgehensweise zur realitätsnahen Abschätzung der adiabatischen Temperaturentwicklung von Betonen für massige Bauteile.
Projektleitung: Spörel Dr., Frank - Betone für massige Bauteile von Wasserbauwerken
-
Im Rahmen des Vorhabens wird die Zulässigkeit einer normabweichenden Verringerung des Zementgehaltes von Betonen für massige Bauteile untersucht. Ziel ist die Reduzierung der Hydratationswärme des Betons und der hieraus resultierenden Zwangsspannungen bei gleichzeitiger Sicherstellung der Dauerhaftigkeit.
Projektleitung: Spörel Dr., Frank - Überarbeitung des Turbulenzprüfverfahrens für Geokunststoffe
-
Das in der Richtlinie für die Prüfung von Geotextilien im Verkehrswasserbau beschriebene Turbulenzprüfverfahren ermittelt den Bodendurchgang durch einen geotextilen Filter nach einer mit einem Propeller erzeugten pulsierenden Beanspruchung. Die Versuchsmethodik wird für die Normungsarbeit überarbeitet.
Projektleitung: Maisner, Matthias - Korrosionsschutz mit Blatt 87 - Untersuchungen zu Zwischenhaftungs- und Farbproblemen
-
Bei Brückenbauteilen wird die Beschichtung werksseitig häufig nur bis zur Zwischenbeschichtung appliziert. Durch darauf folgende Zwischenstandzeiten unter den Nutzungsbedingungen bis zum Aufbringen der (farbgebenden) Deckbeschichtung kann es zu Problemen in der Haftung und der Farbstabilität kommen.
Projektleitung: Binder Dr., Günter - Ermittlung der Kräfte bei Ankerwurf auf Kreuzungsbauwerke
-
Kreuzungsbauwerke unter Wasserstraßen sind u. U. auf Ankerwurf zu bemessen. Mittels In-situ-Versuchen konnte die Fallgeschwindigkeit eines Ankers realitätsnah ermittelt werden. Derzeit erfolgt die Erarbeitung eines Berechnungsansatzes, um in Abhängigkeit von der Ankergröße die Einwirkung aus Ankerwurf zu ermitteln.
Projektleitung: Becker, Holger - Dauerhaftigkeitsbemessung von Wasserbauwerken
-
Die BAW begleitet universitäre Forschungsprojekte mit dem Ziel, Bemessungskonzepte unter besonderer Berücksichtigung wasserbauspezifischer Beanspruchungen (u. a. Frost- und Frost-Tausalz-Angriff, Hydroabrasionsverschleiß, Chloridangriff) zu erarbeiten. Damit soll eine realistische Bewertung der Lebensdauer ermöglicht werden.
Projektleitung: Reschke Dr., T. - Injektionen Vorsatzschale
-
Durch Laboruntersuchungen und Probeinjektionen an einem Schleusenbauwerk soll die Eignung ausgewählter Injektionsverfahren und -materialien zur zielsicheren Verfüllung von Fehlstellen und Hohlräumen im Übergangsbereich zwischen einer Vorsatzschale aus Mauerwerk und dem dahinter liegenden Kernbeton beurteilt werden.
Projektleitung: Müller, Hilmar - Entwicklung eines Erhaltungsmanagementsystems für die WSV (EMS-WSV)
-
Basierend auf den Ergebnissen der Bauwerksinspektion soll der zukünftige Bauwerkszustand prognostiziert und Instandsetzungsmaßnahmen priorisiert werden. Ziel ist es, die optimale Instandhaltungsstrategie für die Bauwerke der WSV zu finden.
Projektleitung: Bödefeld Dr., Jörg - Instandsetzungssysteme für alte Wasserbauwerke
-
Im Rahmen des Vorhabens wird die Eignung speziell entwickelter Instandsetzungssysteme für bestimmte wasserbauspezifische Anwendungsfälle (schnell erhärtende Materialien für die Instandsetzung unter Betrieb, dünne Ort- oder Spritzbetonschalen auf geringer festen Untergründen) untersucht.
Projektleitung: Reschke Dr., T. - Empfehlungen zum Pollerzug (Trossenzugansatz) für Binnenschiffsschleusen
-
DIN 19703 gibt für den Neubau von Schleusen mit Regelabmessungen Lastannahmen für Poller vor. Deren Größe ist für Schleusen im Bestand häufig ein Problem und kann generell nicht für kleinere Schleusen gelten. Deshalb sollen Trossenzugansätze erarbeitet werden, die möglichst wirklichkeitsnah sind und bei ausreichender Sicherheit auch Wirtschaftlich-keitsaspekte berücksichtigen.
Projektleitung: Meinhold, Wilfried - Frostwiderstand zementgebundener Baustoffe
-
Der Sättigungsgrad des Betons ist neben der Temperaturbeanspruchung die entscheidende Größe für die Intensität einer Frostbeanspruchung. Der Größenordnung des sich in Abhängigkeit der jeweiligen Randbedingungen in der Praxis einstellenden Sättigungsgrades wird durch Bauwerks- und Laboruntersuchungen nachgegangen.
Projektleitung: Westendarp, A.
![FEM-Modell für Einfeldträger unter Gleichstreckenlast: Risse, horizontale Normalspannungen und Spannungen in der Längsbewehrung [N/mm²] kurz vor Sprengwerkversagen](http://www.baw.de/dm/EWisA/FuEVorhaben/Bilder/101021944.jpg)
