Objektspezifische Verkehrslastansätze für Straßenbrücken

Abstract

AllgemeinesBei der Nachrechnung bestehender Straßenbrücken auf Grundlage der aktuellen Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie) [1,2] zeigen sich bei vielen Bauwerken teilweise erhebliche rechnerische Defizite für maßgebende Nachweise. Hauptur sachen hierfür sind die Altersstruktur des Brückenbestands, das seit der Errichtung der Bauwerke stetig angestiegene Schwerverkehrsaufkommen sowie die Fortschreibung der technischen Regelwerke. Im Rahmen eines Forschungsprojekts [3] zeigte sich anhand der systematischen Auswertung von insgesamt 146 seit der Einführung der Nachrechnungsrichtlinie durchgeführten Nachrechnungen einer repräsentativen Auswahl des Bestands an Spannbeton-und Stahlbetonbrücken, dass sich lediglich etwa 20 % der Bauwerke in den Stufen 1 und 2 der Nachrechnungsrichtlinie (davon nur 2,7 % in Stufe 1) vollständig nachweisen lassen und bei etwa 2/3 der untersuchten Tragwerke starke oder massive rechnerische Defizite vorliegen. Um diese Defizite aus der Brückennachrechnung zu beheben, werden in vielen Fällen Instandsetzungs-, Verstärkungs-oder sogar Ersatzneubau-maßnahmen erforderlich, die einen hohen Einsatz an Finanzmitteln und Ressourcen nach sich ziehen. Zudem führen solche Maßnahmen, vor allem auf stark befahrenen Streckenabschnitten, zu Beeinträchtigungen des Personen-und Güterverkehrs, verbunden mit entsprechenden zusätzlichen externen Kosten und Emissionen. Um die erforderlichen baulichen Maßnahmen zu reduzieren und den vorhandenen Verkehr möglichst lange und stö rungsfrei auf den bestehenden Bauwerken zu belassen, wird derzeit vor allem in Einzelfällen mit verfeinerten Tragwerksanalysen gemäß Stufen 3 und 4 der Nachrechnungsrichtlinie sowie über Forschungsvorhaben zur wirklichkeitsnahen Beschreibung relevanter Tragmechanismen (insbesondere für Querkraft, vgl. z. B. [4-6]) versucht, den vorhandenen Tragwiderstand der Brückenbauwerke genauer zu bestimmen und so zusätzliche Trag reserven in der Nachrechnung zu berücksichtigen. Zusätzliche Potenziale bestehen jedoch noch auf der Einwirkungsseite durch eine realitätsnahe Abbildung der tatsächlichen Verkehrseinwirkungen (vgl. z. B. [7, 8]). Diese Potenziale fußen in der Tatsache, dass Tragwerksbeanspruchungen infolge Straßenverkehr immer "objektspezifisch" sind, Die Definition und Kalibrierung von Verkehrslastmodellen erfolgt in der Regel auf Beanspruchungsniveau, entsprechend wird der Verkehrslastansatz bestimmt durch die Charakteristik des Verkehrs sowie vom untersuchten Brückenbauwerk selbst. Ausgehend von universellen Lastansätzen, wie sie von Normen und anderen Regelwerken für den allgemeinen Gebrauch in der Ingenieurspraxis angegeben werden und für die Anwendung beim Neubau von Brücken auch sinnvoll sind, lassen sich für die Brückennachrechnung durch einen konkreten Objektbezug bezüglich Tragwerk und Verkehr zusätzliche Potenziale auf der Lasteinwirkungsseite durch eine realitätsnahe Abbildung der Verkehrseinwirkungen aktivieren. Durch eine geschlossene Vorgehensweise können somit objektspezifische Verk...

Realitätsnahe Verkehrslastansätze für die Nachrechnung der Gänstorbrücke über die Donau

“…Die in dieser Nachrechnung zugrunde gelegten Ziellastniveaus erfordern aufgrund fehlender Messdaten zum Verkehr und besonderer verkehrlicher Randbedingungen an der Brücke eine Verifizierung. Hierzu erfolgt eine objektspezifische Bewertung der Verkehrslastansätze, mithilfe derer die tatsächliche Verkehrsbeanspruchung durch konkreten Objektbezug hinsichtlich Verkehr und Tragwerk realitätsnäher abgebildet werden kann .…”

“…Die Plausibilisierung der gewählten Lastansätze für die Brückennachrechnung erfolgt durch Untersuchung und Bewertung der objektbezogenen Verkehrsbeanspruchung gemäß der in beschriebenen Methodik. Die resultierenden, repräsentativen Werte der Beanspruchungen infolge simulierten Verkehrs für ausgewählte Strukturantwortparameter an relevanten Stellen im Tragwerk werden verglichen mit der Referenzbeanspruchung aus Ansatz der Lastmodelle BK 30/30 bzw.…”

“…Zur Abbildung realitätsnaher Tragwerksbeanspruchungen infolge des tatsächlichen Verkehrs auf dem Brückenbauwerk werden, wie in beschrieben, nummerische Verkehrssimulationen auf Grundlage der Auswertungen der Verkehrserfassung am Bauwerk durchgeführt. Die Verkehrssimulation erzeugt durch Zufallsgenerierung synthetische Verkehrsströme, deren statistische Eigenschaften denen des durch die verschiedenen Simulationseingangsgrößen repräsentierten lokalen Verkehrs entsprechen.…”

Bewertung von Bestandsbauwerken mit gemessenen Daten

“…Es müssen Konzepte entwickelt werden, die es ermöglichen, Messdaten von Widerständen oder von Einwirkungen so aufzubereiten, dass diese dann, z. B. in Form von modifizierten Teilsicherheitsbewerten oder Anpassungsfaktoren für Einwirkungen , in die gängigen Nachweisformate integriert werden können. In anderen Forschungsprojekten, z.…”

“…Außerdem wirkt sich die Bestimmung der Lage der Bewehrung und der Spannglieder vorteilhaft auf die Teilsicherheitsbeiwerte auf der Widerstandsseite bei vorwiegender Biegebeanspruchung aus. Auf der Einwirkungsseite können durch die Messung der tatsächlichen Verkehrsbelastung Sicherheitsreserven genutzt werden .…”