Die Bauwerksrobustheit im Kontext eines risikobasierten Erhaltungsmanagements

Abstract

Der Zustand der in die Jahre gekommenen Bauwerke an Bundeswasserstraßen verlangt umfangreiche Maßnahmen, von Instandsetzung bis Neubau. Aufgrund von Ressourcenengpässen und langen Projektlaufzeiten können nicht alle erforderlichen Maßnahmen durchgeführt werden. Deshalb ist eine objektivierte Priorisierung einzelner Bauwerke und Netzabschnitte erforderlich. Bei einem risikobasierten Erhaltungsmanagement erfolgt die Bauwerksbewertung von zwei Seiten: vonseiten der Ausfallwahrscheinlichkeit, bestimmt durch den Zustand des Bauwerks und seine Robustheit, und vonseiten der Versagensfolgen. Zur Beschreibung der Ausfallwahrscheinlichkeit ist eine ausschließlich zustandsbasierte Betrachtung von Bauwerksschäden, die in der Vergangenheit favorisiert wurde, nicht alleine ausschlaggebend. Aus der Verbindung von festgestellten Schäden und genereller bautechnischer Robustheit ergibt sich eine erweiterte Zustandsbewertung, die eine qualitative Aussage zur Ausfallwahrscheinlichkeit ermöglicht. Es wird eine neu entwickelte Vorgehensweise zur standardisierten Robustheitsbewertung in Kombination mit für Verkehrswasserbauwerke typischen Schäden vorgestellt und an praktischen Beispielen demonstriert.

Ebenensystem zur Resilienzbewertung kritischer Verkehrsinfrastrukturen am Beispiel der Wasserstraßen

“…Auf Bauwerksebene zeichnen sich gering anfällige Strukturen durch eine hohe Robustheit gegenüber den Gefährdungsszenarien aus, wohingegen ein Bauwerk mit großen Schäden und schlechtem Zustand ein eher vulnerables Bauwerk ist. Die Vulnerabilität eines Bauwerks kann aber nicht allein durch dessen Schädigungsgrad beschrieben werden , da die Bauwerke aufgrund großer Unterschiede in Konstruktionsform, Material und Bauweise unterschiedlich robust auf Schädigungen reagieren. Sind bspw.…”

“… Schadenssensitivität bei vulnerablen und robusten StrukturenDamage sensitivity for vulnerable and robust structures Quelle: …”

“…Mit dem in beschriebenen, am Beispiel von Schleusenquerschnitten entwickelten Verfahren kann auf Basis des Ausnutzungsgrads der Bauwerkskonstruktion und zusätzlicher Kriterien, wie bspw. Redundanz und Duktilität, eine Kennzahl für die systeminhärente Bauwerksrobustheit ermittelt werden.…”

Vulnerabilität von Verkehrswasserbauwerken

“…Die als Bauwerksrobustheit definierte strukturelle Leistungsfähigkeit der Bauwerke, auf ein bestimmtes Schadensausmaß mehr oder weniger sensitiv zu reagieren, kann als entscheidender Faktor für die Beurteilung der bautechnischen Vulnerabilität angesehen werden. Das anhand von Schleusenbauwerken entwickelte System der Robustheitsbewertung für Verkehrswasserbauwerke führt nach Optimierungen zu den in Tab. dargestellten Robustheitskriterien, die als bauwerksinhärent, d. h. vom tatsächlichen Ausmaß von Schäden unabhängig angesehen werden können.…”

“…Aus der numerischen Kombination der Robustheitswerte mit den gemäß BAW‐Merkblatt MSV im Zuge von Bauwerksinspektionen festgelegten Schadensklassifikationen ergibt sich ein Schadensindex als erweiterte Zustandsnote . Der Schadensindex bildet hierbei Werte zwischen 0,0 (keinerlei Schäden) und 1,0 (Bauwerk steht vor Versagen) ab.…”