Referenzen und Projekte


 

 

Als Verstehtigung des KIT Innovation HUB, kann die I3Motion auf jahrelange Erfahrung und einen großen Pool an Know How aus unterschiedlichsten Projekten aus dem Bereich nachhaltiges Bauen zurückgreifen.

Konzeptentwicklung LZM-System

Entwicklung eines KOnzepts für ein verkehrträgerübergreifenden indikatorgestützen LebenszyklusManagementSystem für InfrastrukturBauwerke

Im Rahmen des vom Expertennetzwerk ausgeschriebenen Projekts wurde ein Konzept für ein indikatorgestütztes Lebenszyklusmanagementsystems (LzM-System) entwickelt.

Vorgaben: Das LzM-System sollte verkehrübergreifend gültig und einsetzbar sowie modular aufgebaut sein.

 

Zielsetzung

Ziel ist es, alle Bauwerke verkehrsübergreifend in einem einheitlichen LzM-System zu verwalten und das System in allen Lebenszyklusphasen der betroffenen Einheiten einzusetzen. So wird gewährleistet, dass alle relevanten Stakeholder in geeigneter Weise einbezogen werden.

 

Vorgehensweise

Im Rahmen dieses Projektes wird für die Verkehrsträger Straße, Wasserstraße und Schiene ein verkehrsträgerübergreifendes Konzept für ein indikator-gestütztes Lebenszyklus-managementsystem (LzM-System) erarbeitet, wobei sich vereinfacht drei Teilprojekte unterscheiden lassen.

In dem Teilprojekt OBJEKT geht es um das Einzelobjekt, d.h. die Brücke, den Tunnel oder die Schleuse als Bauwerk innerhalb eines Teil- bzw. des Gesamtnetzes und dessen zeitabhängige Zustandsentwicklung. Mit diesen Daten und mit praxistauglichen Prognosemodellen sollen Präventions-konzepte formuliert und ein objektspezifisches Unterhaltsmanagement etabliert werden, mit denen die instandsetzungsfreie Lebensdauer deutlich zu verlängern ist.

 

In dem Teilprojekt NETZ wird die strategische Planung von Prävention-, Unterhalts- und Instandhaltungsmaßnahmen auf der übergeordneten Netzebene behandelt. Aufgrund von Randbedingungen wie Ressourcen- und Zeitrestriktionen, können für das Einzelobjekt optimale Instandhaltungsstrategien nicht immer zum gewünschten Zeitpunkt umgesetzt werden. Darüber hinaus führen jegliche Maßnahmen am Objekt stets zu Funktionsbeeinträchtigungen, die weitreichende Konsequenzen für die Netzfunktion eines oder mehrerer Verkehrssysteme bedeuten können.

Eine besondere Herausforderung stellt das Teilprojekt SCHNITTSTELLE dar, durch welche  eine Verknüpfung der Netzebene mit der Objektebene erfolgt, was eine wichtige Voraussetzung für die Abstimmung strategischer und operativer Maßnahmen im Rahmen des Lebenszyklusmanagement der Verkehrsnetze bzw. einzelner Verkehrsbauwerke ist.

Für das GESAMTPROJEKT lassen sich aus den Teilprojekten aber auch Anforderungen für das gesamte LzM-System ableiten. Durch den Anspruch „verkehrsträgerübergreifend“ sollten alle Bauwerke idealerweise in einem möglichst einheitlichen LzM-System verwaltet, besser „gemanagt“ werden. Wichtige Charakteristika des LzM-Systems sind die Anwendbarkeit für alle Lebenszyklusphasen der betrachteten Einheiten, eine einfache und transparente Verknüpfung der Objektebene mit der Netzebene, Ableitung konkreter Handlungen für Netz- und Objektebene sowie die dafür notwendige Einbeziehung aller relevanten Stakeholder. Das System soll im Rahmen eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) die Erreichung der gesetzten Ziele im LzM unterstützen.

Zusammenfassend strebt dieses Projekt daher die Entwicklung eines verkehrsträgerübergreifenden, indikatorgestützten LzM-Systems, welches einen KVP auf Objekt- und Netzebene anstößt, an. Die Entwicklung ist jedoch auf die Funktion der Informationsgrundlage beschränkt und muss zur Entfaltung seiner Wirkung von den entsprechenden Organisationen in ihre Prozesse eingebunden werden. D.h. die hier vorgestellte Entwicklung dient nicht der automatischen Generierung von Entscheidungen, sondern ist lediglich als Unterstützung für den bearbeitenden Ingenieur gedacht. Die geforderten Arbeitsschritte sind soweit wie möglich methodenoffen gestaltet, sodass bewährte Arbeitsweisen beibehalten werden können.

 

 

Art des Projekts/Förderung: Öffentliche Ausschreibung desExpertennetzwerk BASt, BAW, EBA (Federführung BASt)
Projektpartner: Prof. Dr. Kunnibert Lennerts (TMB-Facility Management), Alexander Bombeck (TMB)
Laufzeit: 18 Monate (Januar2018-Juni 2019)

 

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Denkmalgeschütze Instandsetzung

denkmalgerechte Instandsetzung des LAUFENMÜHLE-VIADUKTs (gemeinde Welzheim)

 Projektbeschreibung /Ausgangssituation
Das Laufenmühle-Viadukt…

…ist das Größte im Ensemble aus drei Viadukten der Wieslauftalbahn (Laufenmühle-Viadukt, Strümpfelbach-Viadukt und Igelsbach-Viadukt).
…ist eines der ersten Bauwerke aus „Eisenbeton“ in Deutschland und repräsentiert damit ein herausragendes Beispiel für die Entwicklung der technischen Infrastruktur in Deutschland.
…wurde 1909 erbaut, die Bauzeit betrug 5 Monate.
…besteht bei einer Gesamtlänge von ca. 180 m aus 8 Bögen unterschiedlicher Konstruktion und Stützweite,
…steht seit 1992 unter Denkmalschutz.
… wurde vor der Wiederinbetriebnahme als Museumsbahn im Jahr 2009 lokal instandgesetzt.

 

Bauwerk unterliegt den üblichen Bauwerksprüfungen (einfache Bauwerksprüfung (alle 3 Jahre) und Hauptprüfung (alle 6 Jahre)
Feststellung verschiedener Schäden, die zu Zweifeln an der Standsicherheit des Bauwerks führten. Dazu gehörten u.a.:

  • lokal auftretende flächige Abplatzungen im oberflächennahen Bereich
  • wasserführende Risse in der Konstruktion
  • Hohlstellen beim Überdeckungsbeton
  • freiliegende und korrodierende Eisenbewehrungen, begründet in einer geringen Betonüberdeckung
  • Fortschreitende Carbonatisierung beim Überdeckungsbetons
  • Kalkaussinterungen, die auf einen Wassertransport durch das Bauwerk hinweisen
  • defekte Fugen, die den Eintritt von Wasser ins Bauwerk erlauben.
  • Verfärbungen auf Grund von Biofilmbildung und Bewuchs mit Pflanzen
  • Instandsetzungsmaßnahmen waren unvermeidbar, um einerseits das Laufenmühle-Viadukt als Denkmal zu erhalten, andererseits den Betrieb der Museumsbahn aufrechtzuerhalten

Maßnahmen

  • Modul 1 – Literaturrecherche: Recherche und Evaluation ähnlicher Bauwerke aus der gleichen Epoche und bereits bekannter Instandsetzungsund Präventionsmaßnahmen. Analyse der objektabhängigen Vorgehensweise (Case Studies) in Bezug auf ihre Anwendbarkeit auf dasLaufenmühle-Viadukt.
  • Modul 2 – Inverse statische Analyse: zurBestimmung der Sicherstellung derStandsicherheit wurde in Abhängigkeit dereinzelnen Bauteile Belastungsszenarienverschiedener mechanischer Beanspruchungen entwickelt. Durch eine inverse statische Analyse konnten die  besonders beanspruchtenTeile identifiziert und für diese Bereiche dielokal geltenden Mindestanforderungen andie mechanischen Werkstoffeigenschaften berechnen werden.
  • Modul 3 - Erweiterte Zustandsanalyse: Aufstellen eines qualifiziertes Untersuchungsprogrammbasierend auf Moduls 1 bzw. 2. Schritt 1: Erfassung visuell erkennbarer Schäden und Dokumentierung mittels einer Schadenskartierung. Schritt 2: Durchführung einer erweiterte Zustandsanalyse mit zerstörungsfreien Prüfmethoden und gezielter Bohrkernentnahme zur Korrelation der ermittelten Daten.
  • Modul 4 – Planung der Instandsetzungsmaßnahme: wegen derfundierten Datenlage, konnte von denursprünglich geplanten massiven Eingriffen in die Bausubstanz, abgewichen werden. Ersatz durch alternatives Konzept, das nur minimalinvasive Eingriffe beinhaltete.  (Injektion von Rissen mit speziellen Instandsetzungmörtel)
  • Modul 5 – Ausführung derInstandsetzungsmaßnahme: Durchführung von Versuchsapplikationen vor der Instandsetzungsmaßnahme,  um  Eignung des Injektionsmörtels und Einstellungen der Injektionsanlage zu prüfen. Messungen am Objekt und entnommenen Probekörpern überprüft. Anpassung des Verfahrens und großflächige Durchführung.
  • Modul 6 – Qualitätskontrolle: während und nach der Maßnahme sind der Grundpfeiler für die Performance der Instandsetzung. Einsatz geeigneter Verfahren aus der Zustandsanalyse.
  • Modul 7 – Aufstellung eines Unterhalts- und Präventionskonzept: regelmäßige Bauwerksüberprüfungen mit Hilfe zerstörungsfreier Prüfmethoden. Aufbringen einer Tiefenhydrophobierung zum Schutz des Bauwerks bei unkontrollierten Wassereintritt.

Ergebnisse: Vorteile/Benefits des innovativen Ansatzes

  • Vergleichende Betrachtungen zur Instandsetzung von Bauwerken der gleichen Epoche liefern Hinweise zur Performance von alternativen Instandsetzungsverfahren.
  • inverse statische Analyse zur Identifikation kritischer Konstruktionsdetails („hot spots“), deren Instandsetzung objekt- und nutzungsspezifisch geplant werden kann.
  • Gezielte Zustandsanalysen liefern notwendigen Informationen, um die Ausführung der Maßnahme auf das notwendige Mindestmaß zu
    reduzieren.
  • Schicherstellung der Innstandsetzungsziele durch stringente Qualitätskontroll von Unterhalts- und Präventionskonzepten zum
    langfristigen Erhalt historischer Bauwerke
  • Senkung der Kosten von ursprünglich angesetzten ca. 3.2 Mio € auf unter 2.2 Mio €.

 

Partner

  • IGP Ingenieurbüro Bauwerksdiagnostik Schadensgutachten,– Dr. Gabriele Patitz
  • Ingenieurbüro H. Rothenhöfer – Hermann Rothenhöfer (Dipl.-Ing.)
  • IONYS AG – Tobias Bürkle

 

Laufzeit: 01.09.2016-31.12.2018

 

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