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Zur Beurteilung der Zuverlässigkeit von Massivbrücken auf der Grundlage der Ergebnisse von Überprüfungen am Bauwerk

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[Quelle: http://d-nb.info]

Die Qualität der Ergebnisse einer visuellen Bauwerksprüfung sowie deren Bewertung hängen wesentlich von der Qualifikation, dem Wissensstand, der Erfahrung sowie dem Verantwortungsbewusstsein der Bauwerksprüfer ab. Die Ergebnisse sind subjektiv und die festgestellten Mängel und Schäden können nur qualitativ bewertet werden. In der Arbeit wird ein auf der Zuverlässigkeitstheorie basierendes probabilistisches Verfahren für Stahlbetonbrücken entwickelt, das den Bauwerksprüfer bei der Bewertung eines Schadens in Hinblick auf dessen Einfluss auf die Tragfähigkeit unterstützt. Für die probabilistische Bewertung werden dabei stochastische Modelle für die infolge Schädigung veränderten Materialparameter für den Beton und für den Betonstahl sowie für veränderte geometrische Abmessungen entwickelt. Aufbauend auf den verschiedenen Grenzzuständen für ein Versagen eines Stahlbetonquerschnitts werden dimensionslose Grenzzustandsfunktionen formuliert, die eine allgemeingültige Bewertung der Tragfähigkeit von geschädigten Stahlbetonbrücken mit Hilfe von Diagrammen erlauben. Der Bauwerksprüfer bewertet die Mängel und Schäden in Anlehnung an das bekannte Verfahren gemäß RI-EBW-PRÜF mit 5 Bewertungskategorien. In der neuen Schadensbewertung Standsicherheit sind die stochastischen Modelle der Basisvariablen je Schadenskategorie für die Zuverlässigkeitsberechnung hinterlegt. Nach Eingabe der Schäden in ein Software-Tool erhält der Nutzer einen Vorschlag für eine ggf. erforderliche Nutzungseinschränkung. Mit dem Verfahren ist es möglich, eine verbesserte Aussage über die Auswirkung von Schäden und Mängeln an Stahlbetonbrücken auf deren Tragfähigkeit im Rahmen einer handnahen visuellen Bauwerksprüfung zu erreichen. An einem Anwendungsbeispiel wird das Verfahren exemplarisch erläutert.

Folgendes könnte Sie auch interessieren:

Bücher, Broschüren

Michael Peeters
Überwachungskonzepte für Brückenverstärkungen - Notwendigkeit, Grundlagen und messtechnische Umsetzung
Schriftenreihe aus dem Institut für Massivbau der Universität Duisburg-Essen, Band 8
2019, 186 S., zahlr. Abb. farbig und s/w. 21 cm, Softcover
TUDpress

 

 

Aufgrund der ungünstigen Entwicklung der Altersstruktur bestehender Brücken und den damit verbundenen Abnutzungserscheinungen und Schäden sowie der stetigen Steigerung der Verkehrsbeanspruchung besteht ein enormer Bedarf für die tragfähigkeitsrelevante Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz. Wie groß die Wirksamkeit und die dauerhafte Funktionsfähigkeit zur Verfügung stehender Verstärkungstechniken ist, kann oftmals jedoch im Rahmen der Bauwerksprüfungen nicht hinlänglich und objektiv überprüft werden. Darüber hinaus müssen die vorhandenen finanziellen Mittel sinnvoll mit Hilfe eines effizienten Erhaltungsmanagements eingesetzt werden. Die Ziele der Arbeit sind zum einen, den Verstärkungsbedarf beziehungsweise die Notwendigkeit zur Verstärkung von Massivbrücken im Bundesfernstraßennetz anhand von vorhandenen Bauwerks- und Schadensdaten grundsätzlich zu untersuchen. Die Analyse erfolgt dabei nicht objektbezogen für einzelne Bauwerke, sondern mit Hilfe von Methoden der Risikobewertung für häufig im Bestand befindliche Bauwerkstypen und Konstruktionsweisen, die repräsentativ für den Brückenbestand sind. Zum anderen besteht die Motivation der Arbeit darin, messtechnisch gestützte Konzepte für die Überwachung tragfähigkeitsrelevanter Verstärkungen von Massivbrücken zu erarbeiten, die der Bewertung der Wirksamkeit und der dauerhaften Funktionsfähigkeit von Verstärkungsmaßnahmen dienen. Dazu erfolgt im Anschluss an die konzeptionelle Entwicklung eine prototypische Implementierung eines Überwachungskonzeptes an einem realen Brückenbauwerk. Die Ergebnisse der Arbeit dienen insbesondere dem Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Planung, Umsetzung und Überwachung zukünftiger Instandsetzungs- und Verstärkungskonzepte für Massivbrücken im Rahmen eines effizienten Erhaltungsmanagements.

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Forschungsberichte

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Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
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Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

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Claus Scheer, Christian Laschinski, Sheng-Fang Szu
Kippverhalten und Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen
Bauforschung, Band T 2590
1993, 110 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es wird das Kippverhalten und die Kippaussteifung von Holzträgern unter schwerpunktmäßiger Berücksichtigung von Trägern aus nachgiebig miteinander verbundenen Querschnittsteilen untersucht. Solche Träger findet man vor allem im Brückenbau, wo sie -hergestellt aus Laubhölzern- wegen ihrer Witterungsresistenz gerne eingesetzt werden. Die Verbindung der einzelnen Querschnitte erfolgt in der Regel durch Stabdübel/Paßbolzen, ist also nicht starr, sondern nachgiebig. Eine Verleimung scheidet aus vielfältigen Gründen aus. Die Träger werden aus äußeren und inneren Lasten auf Biegung und Normalkraft beansprucht. Dabei erfahren die Querschnitte infolge zwangsläufiger Imperfektionen Verdrehungen und auch Verschiebungen senkrecht zur Lastrichtung. Zur Begrenzung der genannten Verformungen und um ein "Kippen" der Träger zu verhindern, werden Aussteifungsverbände eingebaut. Diese Verbände werden durch "Bettungslasten" (Seitenlasten) beansprucht. Bettungslasten sind Lasten, die aus einem Anlehnen der Träger an die steiferen Verbände resultieren. In diesem Forschungsvorhaben wurde bei der Herleitung der Seitenlastgleichungen auf die Berücksichtigung einiger besonders auch für Brückenträger wichtiger Einflüsse großer Wert gelegt. Diese Einflüsse sind deshalb auch durch ihre entsprechenden mechanischen Parameter explizit in den Formeln enthalten. Daraus ergibt sich eine vielfältige Anwendungsmöglichkeit der hergeleiteten Gleichungen.

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Zeitschriftenartikel

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Helbig, Thorsten
Integrale Massivholzbrücken in Städten. Entwicklung und Perspektiven eines neuartigen Holzbrückentypus (kostenlos)
Brückenbau, 2021

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Walser, Peter; Savery Trojaborg, Steen; Darholm, Thomas; Kollén, Magnus; Stockmann, Rico
Arpeggio - die Hauptbrücke der neuen Hisingsbron in Göteborg
Stahlbau, 2021

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Schächner, Frank
Stadtbildprägend, selbstbewusst, mit originärem Charakter: Die neue S21-Eisenbahnbrücke in Stuttgart-Bad Cannstatt. Eine Stahlsegelbrücke mit einem innovativen Tragwerk in bisher nie dagewesener Form im Eisenbahnbrückenbau
Der Prüfingenieur, 2021

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Homering, Bernhard
Erneuerung der Hafenbrücken in Nürnberg. Herausforderungen für eine Stadt (kostenlos)
Brückenbau, 2021

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Mansperger, Tobias; Burgard, Stefan; Hofmann, Max
Innovative Radwegbrücke bei Nürnberg
Stahlbau, 2021

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Highlights aus dem Programm 2022