Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz Strategie und Ausblick Dipl.-Ing. Bernd Winkler Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz Konstruktiver Ingenieurbau Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Agenda 1. Warum Brückenertüchtigung? 2. Ertüchtigungsprogramme im Rheinland-Pfalz 3. Nachrechnungsergebnisse 4. Erkenntnisse aus der Nachrechnung und Ertüchtigung 5. Beispiele für beschlossene Ertüchtigungen Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Altersstruktur der Brücken Brückenfläche [m²] 30 bis 40 Jahre alt Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Verteilung der Brückenklassen < DIN 60 6% LM1 DIN FB 1% DIN 60/30 21% DIN 60 72% Brückenklasse ≤ 60: 78% der Brückenfläche Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Tragprinzip von Bauwerken Widerstand des Bauwerks muss größer sein als die Einwirkungen. DIN EN 1990 (Grundlagen der Tragwerksplanung): Rd > Ed Tragfähigkeit einer Brücke muss größer sein als ihre Belastungen. Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Zeitabhängigkeit von Einwirkung und Widerstand Widerstand (Tragfähigkeit) Einwirkungen (Belastungen) Neubau Zeit Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Zeitabhängigkeit von Einwirkung und Widerstand Materialermüdung, Korrosion Widerstand (Tragfähigkeit) mehr Verkehr, mehr Schwerverkehr Einwirkungen (Belastungen) Neubau Zeit Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Verkehrsentwicklung Einwirkungen: 1950 Ø DTV BAB =3.000 Kfz/d 1975 Ø DTV BAB =25.000 Kfz/d 2015 Ø DTV BAB =50.000 Kfz/d Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Straßengüterverkehr 800 Mrd. t km 704 700 600 500 442 400 346 300 200 170 100 0 7 1950 23 1960 42 1970 80 1980 1990 2000 2010 2020 Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 2030 18.02.2016 Anzahl der genehmigungspflichtigen Schwertransporte Anzahl der genehmigungspflichtigen Schwertransporte 15307 13114 11612 9920 7750 4626 5059 2014 1944 1937 2650 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Korrosion Widerstände: Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Materialermüdung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 bauzeitbedingte Defizite • geringe Bauteilabmessungen (ausgemagerte Querschnitte) • sehr geringe Betonüberdeckung der Bewehrung (2 cm 4 cm) • zu wenig Bewehrung eingebaut wegen veralteter Bemessungsverfahren (Schub) • Vollstoß der Spannglieder an Koppelfugen (Risse, Dauerhaftigkeit) • Verwendung von Spannstählen mit Neigung zu Korrosion • veraltete Bauverfahren (Hohlkörper) Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Zeitabhängigkeit von Einwirkung und Widerstand Widerstand (Tragfähigkeit) Einwirkungen (Belastungen) Neubau Zeit Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Bauwerke der BASt-Liste (in RP): 114 TBW BAB 105 TBW B-Str Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Überblick über Ertüchtigungsprogramme und -regeln in Rheinland-Pfalz Programm 1: Priorisierung nach Gefährdungspotential (Auslastungsgrad) + BASt - Liste Programm 2: Streckenertüchtigung auf der A 3 und der A6 Regel 1: Ertüchtigung bei Investitionen > 25% des Neubauwertes Regel 2: Ertüchtigung aller Brücken mit erkennbar minderer Tragfähigkeit Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Priorisierung RLP Ermittlung des Gefährdungspotentials Alle Brücken ≤ BK 60 und Stützweiten ≥ 20 m (949 TBW): Ergebnis: + BASt-Liste: 219 TBW Gefährdungspotential rot (hohe Dringlichkeit) gelb (mittlere Dringlichkeit grün (nachrangige Dringlichkeit) Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Streckenertüchtigungen A3 Landesgr. NRW – AD Dernbach A3 A3 AD Dernbach – Landesgr. Hessen A6 Landesgr. BW – AK Frankenthal A6 A3 AK Frankenthal – AK Kaiserslautern Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 3 Streckenertüchtigung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 3 Streckenertüchtigung Hervorhebung der Bauwerke wenn: • Brückenklasse < 60 • Zustandsnote ≥ 3,0 • Baujahr vor 1970 Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 21 Betroffene Bauwerke (Beispiele) UF Feldweg BW 5512 509 UF K 149 BW 5512 511 UF Gehweg BW 5512 513 UF L 312 BW 5512 514 UF Eisenbach BW 5513 610 UF B 255 BW 5513 602 UF K 154 BW 5513 612 UF K 101 BW 5513 607 UF L 318 BW 5513 613 Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 6 Streckenertüchtigung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Nachrechnungsergebnisse LM 1 Klasse B: 19 BW LM 1 Klasse C: 30 BW BK 60/30: 3 BW BK 60: 8 BW nicht erreicht 24% LM 1 Klasse B 24% BK 60 10% Ziellastniveau nicht erreicht: 19 BW Nachrechnung in Arbeit: 37 BW BK 60/30 4% LM 1 Klasse C 38% 116 BW Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Häufige Defizite o Erforderliche Schubbewehrung nicht ausreichend o Bewehrung für den Schubanschluss Steg an Bodenplatte nicht ausreichend o Defizite in der Torsionsbewehrung o Materialermüdung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Häufige Defizite o zu geringe Betonstahlgehalte: Robustheitsbewehrung, Querkraftbewehrung, o zu geringe Vorspannung: Dekompression etc. o falsche Bügelformen o zu geringe Betondeckung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Erkenntnisse aus der Nachrechnung In RP erfüllte noch keine Nachrechnung alle Nachweise in Stufe 1 (Nachweisklasse A). Deshalb kann gleich in Stufe 2 gerechnet werden. Erneuerungen (ohne detaillierte Nachrechnung) von nicht zukunftsfähigen Brückentypen: • Brücken mit BK < 60 • Hohlkörperplatten • Querschnitte mit sehr dünnen Stegen Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Erkenntnisse aus der Nachrechnung Umsetzbarkeit von möglichen Erleichterungen der Nachrechnungsrichtlinie Berechnung mit gemessenen Betonfestigkeiten • Die Bohrkernentnahmen D ≥ 100 mm, L ≥ 200 mm in den kritischen Bereichen führt zur Schwächung des Querschnitts. • Für eine statistisch repräsentative Aussage müssen viele Proben entnommen werden. • Durch die Nacherhärtung infolge Karbonatisierung können Ergebnisse mit dem Rückprallhammer auf der unsicheren Seite liegen. nicht praxistauglich Reduzierung des Teilsicherheitsbeiwertes von 1,35 auf 1,20 für Eigenlasten, wenn die Bauteildicke und die Betonwichte gemessen wurden. nicht praxistauglich Berücksichtigung der Betonzugfestigkeit bei der Querkraftbewehrung (1. Ergänz.) Durch die Begrenzung der Randspannung en auf den Bemessungswert der Betonzugfestigkeit oft nur direkt in Stützennähe hilfreich. Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Kriterien für die Wahl der Ertüchtigungsart • kurzfristige Erneuerung: bei gravierenden und umfassenden Defiziten, (statischer Handlungsbedarf, Reduzierung von Verkehrsbeeinträchtigungen) • mittelfristige Erneuerung: bei deutlichen Defiziten, aber gutem Bauwerkszustand, bei Erfordernis von Planfeststellungen (max. 10 bis 15 Jahre) • Verstärkung: bei gravierenden Defiziten und wenn dies technisch sinnvoll und wirtschaftlich ist (in RP: externe Vorspannung, CFK-Lamellen, Torsionsverstärkung) • verkehrliche Kompensation: bei zweistreifigen gekrümmten Rampen (Reduzierung auf einen mittigen Fahrstreifen) • Nachweis von BK 60/30: wenn LM 1 nicht möglich ist • Nachrechnung nach Stufe 4: möglich, aber Verstärkung / Erneuerung ist besser Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Nichtstun ist vor allem bei Bundesfernstraßen keine Option ! Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Art der Ertüchtigungen Erneuerung: 27 BW Verstärkung: 10 BW Verkehrliche Kompensation: verkehrliche Kompensation 14% Verstärkung 23% 6 BW Erneuerung 63% Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Beschlossene Ertüchtigungen von Brücken A. Festgelegte Ertüchtigungen: 420 Mio. € B. Streckenbez. Ertüchtigungen: 161 Mio. € Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Beispiele für Ertüchtigungen A 61 Pfeddersheimer Brücke Einbau von zusätzlichen externen Spanngliedern in die Brücke – wie Bild unten Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 B 42 Unterführung Becherhöllstraße Nachrüstung mit Torsionsaussteifungen Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 B 9 Unkelsteinbrücke Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 B 52 Moselbrücke Ehrang Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 61 Pfädchensgrabenbrücke und Tiefenbachtalbrücke Erneuerung der Brücken Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 6 Waschmühltalbrücke Ertüchtigung und Ausbau A 6 Lautertalbrücke Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 65 Vorlandbrücke Maximiliansau Sofortunterstützung und Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 B 327 Hochstraße Horchheim (Vorlandbrücke der Südbrücke bei Koblenz) Sofortertüchtigung mit externen Spanngliedern und anschließend Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 B 327 Hochstraße Oberwerth (Vorlandbrücke der Südbrücke bei Koblenz) Lokale Koppelfugenverstärkung vorgespannten Monolitzen Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 3 Wiedbachtalbrücke Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 A 48 Rheinbrücke Bendorf Erneuerung Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Finanzbedarf für die Ertüchtigung 420 Mio. € 160 Mio. € 325 Mio. € Festgelegte Ertüchtigungen: Streckenertüchtigung A 3 und A 6: Erwartete Ertüchtigungen: 900 Mio. € Diese fallen an für • Nachrechnung bestehender Brücken, • weitergehende Planungen und • für Baumaßnahmen. Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016 Folgerung Vorsorge für die Zukunft: Um auch in Zukunft die Verkehrsinfrastruktur leistungsfähig vorzuhalten, müssen viele Brücken für die neuen Verkehrsanforderungen ertüchtigt (verstärkt oder erneuert) werden. Aktueller Stand zur Nachrechnung von Brücken in Rheinland-Pfalz 18.02.2016
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