Grundlagen der sicherheitsäquivalenten Bewertung von Brücken mit Bauwerksmonitoring

Abstract

Herrn Univ.‐Prof. Dr.‐Ing. habil. Frank Werner zur Vollendung seines 70. Lebensjahres gewidmet Der Zustand und das Alter vieler Brücken in Deutschland einerseits und die zunehmend steigenden Verkehrslasten andererseits erfordern erweiterte Methoden zur Bewertung der Bauwerke, da nicht alle Brücken zeitnah verstärkt oder erneuert werden können. Zur möglichst realitätsnahen Einschätzung des Tragwerks im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie auch hinsichtlich der Ermüdungssicherheit kann deshalb ein unterstützendes Bauwerksmonitoring sehr wichtig sein. Der Begriff Bauwerksmonitoring beinhaltet ausgehend von einer klaren Zielstellung und dem entsprechenden Messkonzept die Dauermessungen zum Bauteil‐ bzw. Tragwerksverhalten über einen festgelegten Zeitraum und die anschließende Datenauswertung. Bei der Erarbeitung der Zielstellung einschließlich des Messkonzepts sowie der Datenauswertung durch zielorientierte Datenreduktionsmethoden ist der mit dem Tragwerk vertraute Ingenieur unabdingbar. Für die Bauwerksbewertung ist es wesentlich, wie die messtechnisch ermittelten Ergebnisse in den Kontext des Sicherheitskonzepts zur Nachrechnung einzuordnen sind. In dem Beitrag werden die Grundlagen dieser messwertgestützten Bewertung und deren anwendungsorientierte Umsetzung durch gegebenenfalls modifizierte (objektbezogene) Lastmodelle und zugehörige Sicherheitselemente vorgestellt.

Beurteilung der Bauwerkszuverlässigkeit durch Bauwerksmonitoring

“…Hierdurch ergeben sich ungünstige Standardabweichungen der Extremwerte. Ein vergleichsweise einheitliches Belastungsbild ergibt sich, wenn als Bezugszeitraum eine wochenweise Auswertung gewählt wird [4, 22].…”

“…Dies ermöglicht z. B. die Ableitung objektspezifischer Verkehrslastmodelle, indem auf Basis von Bauwerksmessungen über komplexe Algorithmen und Modelle auf das Verkehrsaufkommen und die Verkehrszusammensetzung geschlossen wird [2–4]. Bei physikalischen Zustandsgrößen wird häufig der Ansatz verfolgt, diese in definierten Zeitintervallen auf Extremwerte zu reduzieren, und die Häufigkeit ihres Auftretens durch Näherungsfunktionen zu beschreiben [5, 6].…”

Standortspezifisches Ziellastniveau und objektspezifische Lastmodelle für die Nachrechnung auf der Basis von Bauwerksmonitoring

“…der Stufe 4 der Richtlinie 805 diese am Bauwerk ermittelten Messergebnisse be rücksichtigt werden. Allerdings sind folgende Fragen in den Regelwerken bisher ungeklärt, die hier weitergehend zu [3] gemessene Temperatur der Teilfläche i, j z i,j zKoordinate der Teilfläche i, j A i,j…”

Bewertung der Trag‐ und Ermüdungssicherheit der Kaiserleibrücke über den Main – Beispiel einer objektbezogenen Anwendung der Nachrechnungsrichtlinie (NRR)

“…Die Parameter und Hintergründe sind ausführlicher in erläutert. Die Schlussfolgerungen hinsichtlich objektbezogen auf der Basis der Messungen festgelegtem charakteristischem Wert und Teilsicherheitsbeiwert für die Verkehrslasten gelten natürlich nur unter der Voraussetzung, dass sich der zukünftige Schwerverkehr nicht signifikant hinsichtlich steigender Anzahl und Lkw‐Gesamtlasten verändert.…”