Hochstraße Barkauer Kreuz in Kiel

Abstract

Die Hochbrücke Barkauer Kreuz wurde 1970/71 zur Überführung einer zweispurigen Straße über den Verkehrsknoten Barkauer Kreuz als über sieben Felder durchlaufendes Spannbetonbauwerk mit zwei Fahrspuren errichtet, jedoch stets als einspurige Straße betrieben (Bild 1). Im Rahmen der Nachrechnung des Bauwerks im Jahr 2013 nach Stufe 1 und 2 der Nachrechnungsrichtlinie [1] hatte sich für weite Bereiche des Überbaus eine ausreichende Tragfähigkeit für die Brückenklasse 60 bei gleichzeitiger Einschränkung der Fahrbahn auf eine zentrale Fahrspur gezeigt. Die Nachweise der Torsionstragfähigkeit konnten in den Achsen B, C und D jedoch nicht erbracht werden. Daher wurde hierfür eine Nachrechnung in Stufe 4 mit wissenschaftlichen Methoden erforderlich. An einem 3-D-Finite-Element-Modell gelang der Nachweis unter Berücksichtigung der 1. Ergänzung zur Nachrechnungsrichtlinie [2]. Zusätzlich wurden probabilistische Berechnungen der Querkrafttragfähigkeit zur Absicherung des so erzielten Ergebnisses im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Zur Sicherstellung der langfristigen Nutzung wurden Sanierungsmaßnahmen erforderlich. Beschreibung des Bauwerks und des BauverfahrensDie Hochstraße Barkauer Kreuz in Kiel, Bw 046.1, wurde 1970/71 als Spannbetonbrücke mit einem einstegigen Plattenbalkenquerschnitt errichtet. In den breiten Steg Die Hochstraße Barkauer Kreuz wurde 1970/71 als Spannbetonbrücke mit einstegigem Plattenbalkenquerschnitt errichtet. Die Brücke weist sieben Felder mit Stützweiten bis zu 33,15 m und im Grundriss eine starke Krümmung auf. Die Nachrechnung der Brücke in den Stufen 1 und 2 gemäß der Nachrechnungsrichtlinie [1] zeigte, dass nahezu alle Nachweise geführt werden konnten. Lediglich an den Achsen B, C und D zeigten sich Defizite. Daher wurde hier eine Nachrechnung nach Stufe 4 auf der Grundlage einer Finite-Element-Berechnung durchgeführt und der Nachweis für Brückenklasse 60 erbracht. Zur Sicherstellung der langfristigen Nutzung wurden Sanierungsarbeiten erforderlich. Bridge across the Barkauer Crossing in Kiel -Recalculation and rehabilitation of a demanding prestressed concrete bridgeThe bridge across the Barkauer crossing was built in 19970/71 as a prestressed concrete bridge with a wide T-beam cross section. The bridge has seven spans with span widths up to 33.15 m and it is extremely curved in the ground section. The recalculation of the bridge on the levels 1 and 2 according to the German recalculation regulations [1] showed good results for most of the parts of the bridge. Deficits were found only in the axes B,C and D. Therefore a recalculation on level 4 was done, based on a FE-calculation and the proof for bridge class 60 was obtained. For a safe long time use a rehabilitation was necessary.

Practical concepts for the use of probabilistic methods in the structural analysis and reassessment of existing bridges - presentation of latest research and implementation

“…The mean values of the material parameters are used as input values. The model indicated cracks with widths of 0.2 to 0.3 mm [19].…”

“…Figure 7 shows part of the construction plans and a photo of the bridge. Further descriptions and material properties can be found in [19].…”

“…The amount of necessary stirrup reinforcement remained nearly the same as calculated during the analysis in the second stage of the process [19]. The first amendment to the guideline for the assessment of existing bridges [12] gives the option to proof the shear load bearing capacity based on the main stress criteria and not based on the existing amount of reinforcement.…”

Reliability assessment of existing structures using results of nondestructive testing

“…European guidelines that mention the use of probabilistic methods in assessment include but are not limited 39 to the German assessment guideline 40 with its supplements, 41,42 the Austrian, 43 the Swiss, 44 and the Danish 45 sets of regulations. An example for a level four assessment according to the German guideline including a probabilistic assessment can be found in Morgen et al 46 …”

Bewertung von Bestandsbauwerken mit gemessenen Daten

“…u. a. . Einerseits überwiegt die Skepsis gegenüber den Verfahren, andererseits muss auch eingeräumt werden, dass gerade die probabilistischen Methoden für die Praxis derzeit noch nicht so aufbereitet sind, dass diese ohne vertieftes Wissen in der Praxis eingesetzt werden können.…”