Dies ist der Datensatz zur dem für die Bautechnik 5/22 eingereichten Aufsatz "Automatische Zusammenführung zertrennter Konstruktionspläne von Wasserbauwerken".
Der Datensatz ist wie folgt aufgebaut:
- Die ZIP-Datei "01 Originaldaten" enthält 233 Ordner (benannt nach den TU-IDs) mit den zugehörigen Teilaufnahmen im TIF-Format. Die TIFs sind binär im CCITT Fax 4 Format komprimiert. 219 TUs sind in zwei und 14 in drei Teile zertrennt. Somit bestehen die Originaldaten aus 480 Teilaufnahmen.
- Die ZIP-Datei "02 Zwischenergebnisse" enthält 233 Ordner (benannt nach den TU-IDs) mit während des Stitching angefallenen relevanten Zwischenergebnissen. Dazu gehören die auf 10 MP skalierten Eingabebilder, die Visualisierung der Merkmalszuordnung(en) sowie das Ergebnis in herunterskalierter Auflösung mit visualisierten Nahtlinien.
- Die ZIP-Datei "03_Ergebnisse" enthält die 170 erfolgreich zusammengeführten Pläne hochaufgelöst im TIF-Format
- Die Excel-Datei "Datensatz" enthält Metadaten zu den 233 untersuchten TUs inkl. den in der Arbeit beschriebenen DOT Graph der Zuordnung sowie die Bewertung zur Korrektheit der Ergebnisse und die Zuweisung zu den vorgestellten Fehlerquellen.
Der Datensatz wurde mit folgender Metadatenabfrage im IT-System Digitale Verwaltung technischer Unterlagen (DVtU) generiert:
Mikrofilm-Metadaten
- TA (Teilaufnahme) - Anzahl: "> 1"
Dokument-Metadaten
- Objektteil: "130 (Wehrwangen, Wehrpfeiler)"
- Objektidentnr.: "213 (Wehranlagen)"
- Einzelheit: "*[Bb]wehrung*"
- Version: "01.00.00"
Instandsetzungsmaßnahmen an Schleusen mit einer Kammer bedingen bislang eine Außerbetriebnahme der Schleusenanlage und damit eine Unterbrechung der Schifffahrt. Mit diesem Vorhaben wird das Ziel verfolgt, Ansätze für eine Instandsetzung unter Betrieb, also innerhalb zu definierender Zeitfenster pro Tag zu erarbeiten.
Aufgabenstellung und Ziel
Die Wasserstraßen und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) verfügt über etwa 260 Schleusenanlagen mit lediglich einer Schleusenkammer. Angesichts der Altersstruktur und des baulichen Zustands zeichnet sich bei diesen Bauwerken kurz- oder mittelfristig ein erheblicher Instandsetzungsbedarf ab, sofern eine weitere mittel- oder langfristige Nutzung der Schleusenanlage beabsichtigt wird.
Die Durchführung grundlegender Instandsetzungsmaßnahmen am Massiv- oder am Stahlwasserbau bedingt bei Schleusenanlagen mit nur einer Schleusenkammer eine Außerbetriebnahme der gesamten Schleusenanlage und damit eine Unterbrechung zumindest der durchgängigen Schifffahrt auf der zugehörigen Wasserstraße. Für die Grundinstandsetzung des Massivbaus einer Schleusenanlage mit konventionellen Bauverfahren sind selbst unter günstigen Randbedingungen Mindestbauzeiten von etwa zwei Jahren erforderlich.
Der Zustand einzelner Schleusenanlagen an einer Wasserstraße differiert selbst bei gleicher oder annähernd gleicher Bauweise und Errichtungszeit stark. Ein unmittelbarer Instandsetzungsbedarf der einzelnen Schleusenanlage an einer Wasserstraße tritt unter reich technischen Gesichtspunkten im Regelfall zu sehr unterschiedlichen Zeitpunkten auf. Die gleichzeitige, zumindest teilweise prophylaktische, Instandsetzung aller Schleusenanlagen an einer Wasserstraße während einer mehrjährigen Gesamtsperrung dürfte vor diesem Hintergrund genauso wenig ein akzeptabler Weg sein wie wiederkehrende Unterbrechungen der Schifffahrt immer dann, wenn eine weitere Anlage zur Instandsetzung ansteht. Ein Ersatzneubau einzelner instandsetzungsbedürftiger Schleusenanlagen parallel zum weiterlaufenden Betrieb der vorhandenen Anlage dürfte zwar fallweise, nicht aber bei allen 260 Einkammerschleusen realisierbar sein.
Vor diesem Hintergrund ist die Frage zu beantworten, ob umfassende Instandsetzungsmaßnahmen an Schleusenanlagen zur Sicherstellung einer weiteren mittel- oder langfristigen Nutzung nicht auch innerhalb bestimmter täglicher Zeitfenster von beispielsweise 12 Stunden, in denen die Schifffahrt kurzzeitig unterbrochen wird, gegebenenfalls in Kombination mit einzelnen mehrtägigen Schifffahrtssperrungen, realisiert werden können.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Für die Binnenschifffahrt sind immer wiederkehrende längerfristige Unterbrechungen des Verkehrs auf ihren Wasserstraßen nicht akzeptabel. Umfahrungsmöglichkeiten bestehen im Regelfall nicht ober bedingen einen erheblichen wirtschaftlichen Mehraufwand, welcher die Konkurrenzfähigkeit dieses Verkehrsträgers grundsätzlich in Frage stellen würde. Längere Sperrungen würden auch zu Verkehrsverlagerungen führen, die nach Abschluss der Maßnahme wieder für die Schifffahrt zurückgewonnen werden müssten.
Untersuchungsmethoden
Um künftig eine Instandsetzung von Einkammerschleusen unter Betrieb zu ermöglichen, müssen die vorliegenden Erkenntnisse auf diesem Themengebiet zusammengetragen und weitergehende Untersuchungen angestellt werden. Dabei ist eine modulare Betrachtung der verschiedenen Bauwerksteile (z. B. Kammerwände, Kammersohle, Unterhaupt, Oberhaupt) und der im Rahmen der Instandsetzung anfallenden Teilprozesse (z. B. Betonabtrag, Reprofilierung, Austausch Stahlwasserbau, Austausch Ausrüstung etc.) sinnvoll. Hierbei wird die gesamte Bandbreite der bauwerks- und standortabhängigen Randbedingungen von Einkammerschleusenanlagen der WSV, wie z. B. Altbetonqualität, Bewehrungssituation oder Hubhöhe, berücksichtigt. (Text gekürzt)
In dem Projekt werden unterschiedliche Bauformen von FAA, die weniger umfänglich untersucht wurden, als Schlitzpässe (s. Projekt: Analyse der Auswirkung unterschiedlicher geometrischer und hydraulischer Variationen auf die Passierbarkeit einer FAA in Schlitzpassbauweise) auf ihre Passierbarkeit untersucht. Zudem werden im Rahmen des Projekts innovative und neuartige Bauformen entwickelt und technische Sonderlösungen für den Fischaufstieg, wie Fischschleusen und Fischaufzüge untersucht. Aus den Ergebnissen werden Richtlinien und Empfehlungen für die Beratungspraxis abgeleitet.
Herleitung von Korrelationen zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten nichtbindiger Böden
Die Datenbasis bestehender Korrelationen zur Ermittlung der Festigkeiten nichtbindiger Böden anhand von Drucksondierungen ist gering. Mittels Untersuchungen in einer Versuchsgrube sowie Labor- und Feldversuchen sollen Korrelationen aufgestellt werden, um eine sichere und wirtschaftliche Bemessung zu ermöglichen.
Aufgabenstellung und Ziel
Das maßgebliche Kriterium zur Bemessung von Bauteilen sowie zur Beurteilung von Standsicherheiten ist neben dem Grundwasserstand die Festigkeit, d. h. die Scherfestigkeit und die Kompressibilität der anstehenden Böden. Während bei Festgestein und bindigen Böden (Tone und Schluffe) vornehmlich direkte Elementversuche an entnommenen Bodenproben im Labor ausgeführt werden, kommen bei nichtbindigen Böden (Sande und Kiese) indirekte Verfahren mittels Sondierungen in Verbindung mit Korrelationen zur Anwendung.
Von den unterschiedlichen Sondierverfahren kommt heutzutage überwiegend die Drucksondierung (CPT – Cone Penetration Test) zur Anwendung, um auf die Festigkeiten und die Schichtenfolge der Böden in situ zu schließen. Wie Untersuchungen (z. B. Melzer 1968; Lunne et al. 1997) gezeigt haben, ist das Sondierergebnis einer CPT, d. h. der Spitzenwiderstand und die Mantelreibung, abhängig von diversen Eigenschaften des anstehenden Bodens, wie z. B.: Kornform, Kornverteilung, Lagerungsdichte, Chemismus, Grundwasserstand. Derzeitige Korrelationen (z. B. DIN EN 1997-2, 10/2010) gehen auf einige der Parameter, insbesondere die Kornverteilung, ein.
Die Datengrundlage zur Herleitung der derzeit verwendeten Korrelationen basiert lediglich auf oberflächennahen Untersuchungen; die Datenbasis ist gering. Eine Interpretation durch den Sachverständigen für Geotechnik auf Grundlage lokaler Erfahrungen wird daher in den Normen empfohlen.
In der norddeutschen Tiefebene stehen regionaltypische nichtbindige Böden in weiten bauwerksrelevanten Bereichen an. Zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten dieser Böden sind systematische experimentelle Untersuchungen von Drucksondierungen in einem labortechnischen Druckbehälter (Bild 1) durchzuführen und folglich eigene Korrelationen aufzustellen. Hierbei ist in die unterschiedlichen Ablagerungsmilieus, wie z. B. marine Sedimente, glaziale Schmelzwassersande und Beckensande zu unterscheiden.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
In der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) werden Aufschlüsse für die Erkundung des Baugrunds in großem Umfang als Sondierungen ausgeführt und bilden die Grundlage für die Bewertung des Baugrundes. Nur durch eine zutreffend ermittelte Scherfestigkeit und Kompressibilität des Baugrundes können Bauteile wie Uferwände, Baugrubenwände und -sohlen, Rückverankerungen, Pfähle, etc. wirtschaftlich und ressourcenschonend und gleichzeitig sicher dimensioniert werden. Des Weiteren können mithilfe einer besseren Kenntnis der Festigkeitseigenschaften von Böden Standsicherheiten bestehender Strukturen realitätsnäher berechnet werden, was z. B. bei bestehenden übersteilen Böschungen an Kanälen das Entscheidungskriterium für die weitere Vorgehensweise (Erhalt, Beobachtungsmethode, Ertüchtigung, Neubau) ist. Abschließend kommt den o. g. Parametern in der Planung eine bedeutende Rolle bei der Festlegung geeigneter Bauverfahren zu.
Untersuchungsmethoden Es sind experimentelle Untersuchungen in einem labortechnischen Druckbehälter, auch Kalibrierkammer genannt (Bild 1), zur Erstellung eigener Korrelationen vorgesehen. Hierbei sind unter definierten Bedingungen unterschiedliche Korngemische zu untersuchen, um verschiedene Einflussparameter wie z. B. Kornverteilung, Korngröße, Kornform, Lagerungsdichte, etc. und auf das Sondierergebnis zu untersuchen. (Text gekürzt)
Herleitung von Korrelationen zur realitätsnahen Beurteilung der Festigkeiten nichtbindiger Böden
Die Datenbasis bestehender Kor
Im Rahmen des Projekts wird die Auswirkung verschiedener Dotationswassermengen auf die Ausbildung einer signifikanten Leitströmung und somit geeigneten Aufstiegskorridoren von FAA im Unterwasser von Querbauwerken untersucht. Die mit den Strömungsmustern verbundenen hydraulischen Parameter (Geschwindigkeitsgradienten, Turbulenz) werden für unterschiedliche geometrisch-hydraulische Konstellationen (Einstiegsdimensionen, Fließgeschwindigkeiten, Dotationswassermengen) untersucht und mit den Fischbewegungen im Nahbereich der Einstiege verschnitten. Aus den Ergebnissen können die für die Erzeugung von signifikanten Leitströmung und Aufstiegskorridoren optimalen Dotationswassermengen entwickelt werden.