Spannbeton: Bewährung Im Brückenbau: Analyse Von Bauwerksdaten, Schäden Und Erhaltungskosten

ISBN-13: 9783642828881 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 330 str.

Gert K. Nig; Reinhard Maurer; Tilman Zichner

Opis

Veritas filia temporis Gellius Es war eine Anregung des Bundesministers fUr Forschung und Technologie, im For derschwerpunkt "Risiken und Sicherheitsforschung" die Risiken im Bauwesen unter suchen zu lassen. Das Gebiet des Bauwesens ist jedoch sehr heterogen. Die Randbe dingungen, unter denen ein Bauwerk entsteht und unter denen es seine Funktion erfUllt, sind sehr unterschiedlich. Es lassen sich daher nur schwer Bauwerkstypen zu Grundgesamtheiten zusammenfassen, mit denen anschlieBend Statistik getrieben wer den kann. Die groBe Katastrophe vergleichbar dem Kernschmelzunfall bei Kern kraftwerken ist im Bauwesen nur bei wenigen Bauwerken - wie etwa Talsperren oder Kiistenschutzbauten - denkbar. Aus volkswirtschaftlicher Sicht treten die kleinen und mittleren Schiiden mit ihren begrenzten Folgen in den Mittelpunkt des Interesses. Damit ist die Vorabauswahl dominierender Aste im Fehlerbaum problematisch; sie muB empirisch untermauert werden. Dies bewog den erstgenannten Verfasser, dem Bundesminister fUr Forschung und Technologie vorzuschlagen, die Untersuchung nicht allgemein fUr das Bauwesen, sondern speziell fUr groBere Tal- und FluBbriicken aus Spannbeton durchzufUhren."

Spis treści

I Schäden an Spannbetonbrücken.- 1 Einleitung.- 2 Schäden an Spannbetonbrücken und ihre Ursachen.- 2.1 Begriffserläuterungen.- 2.2 Schäden infolge verzögert gewonnener Erfahrung.- 2.3 Schäden infolge von Fehlern im Konstruktionsbereich.- 2.4 Schäden während der Bauzustände (Bauunfälle).- 2.5 Ausführungsmängel.- 2.6 Schäden in der Nutzungsphase, insbesondere Verschleißschäden.- 2.7 Einflüsse aus Ausschreibung und Vergabe.- 3 Einige dem Spannbetonbrückenbau angelastete spektakuläre Schadensfälle.- 3.1 Vorbemerkungen.- 3.2 Der Teileinsturz der Berliner Kongreßhalle.- 3.3 Das Bauwerk SP 685, Umgehung Wilgartswiesen.- 3.4 Das Kreuzungsbauwerk in Berlin-Schmargendorf.- 3.5 Die Hochstraße Prinzenallee im Heerdter Dreieck Düsseldorf.- 4 Eine Untersuchung zum tatsächlichen Ausmaß der Schäden an Spannbetonbrücken.- II Computerunterstützte Erfassung und Überwachung des Brückenbestands.- 5 Bauwerksüberwachung gemäß DIN 1076 und Verwertung dabei anfallender Daten.- 6 Erfassung der Bauwerksdaten.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Inhalt des Bauwerksbuchs.- 6.3 Erstellen eines Bauwerksbuchs.- 6.4 Beispiel zur Erstellung eines Bauwerksbuchs.- 7 Arbeiten mit den Bauwerksdaten.- 8 Erfassung der Schadensdaten.- 8.1 Zweck der Erfassung von Schadensdaten.- 8.2 Beispiele von Schadensfällen.- 8.3 Subjektive Einflüsse bei der Erfassung der Schadensdaten.- 8.4 Erstellen eines EDV-mäßigen Schadensprotokolls.- 8.4.1 Verfahren zur Erfassung einzelner Schadensfälle.- 8.4.1.1 Aufbau des Erfassungssystems.- 8.4.1.2 Inhalt des Schadensprotokolls.- 8.4.1.3 Beispiel.- 8.4.2 Verfahren zur globalen Erfassung von Schäden an einzelnen Bauwerkskomponenten.- 8.5 Klassifizierung von Schadensfällen.- 8.5.1 Bestehende Klassifizierungsverfahren.- 8.5.2 Entwickeltes Klassifizierungsverfahren.- 8.5.2.1 Zum Aufbau des Verfahrens.- 8.5.2.2 Ermittlung der Schadensklasse.- 8.5.2.3 Beispiele.- 9 Untersuchung von Beziehungen zwischen Bauwerks- und Schadensdaten.- III Auswertung der Bauwerks- und Schadensdaten von 43 großen Talbrücken bzw. Flußbrücken in Spannbetonbauweise.- 10 Brückenbestand und untersuchte Bauwerke.- 10.1 Entwicklung des Massivbrückenbaus.- 10.2 Die untersuchten Fluß- und Talbrücken.- 10.3 Aussagekraft der Auswertungen.- 11 Auswertung der Bauwerksdaten.- 11.1 Bauverfahren.- 11.2 Baustoffe.- 11.2.1 Vorbemerkungen.- 11.2.2 Beton.- 11.2.3 Betonstahl.- 11.2.4 Spannstahl.- 11.3 Herstellungskosten.- 11.4 Auftragnehmer.- 11.5 Schlankheiten der Überbauten.- 11.6 Querschnittsform.- 11.7 Lager.- 11.8 Abdichtungen.- 12 Auswertung der Riß- und Schadensdaten.- 12.1 Vorbemerkungen.- 12.2 Risse im Beton.- 12.2.1 Bedeutung der Risse.- 12.2.1.1 Anlaß der Diskussion.- 12.2.1.2 Ursachen der Rißbildung.- 12.2.1.3 Einfluß von Rissen im Beton auf die Korrosion der Stahleinlagen.- 12.2.1.4 Spannstahlermüdung im Rißbereich.- 12.2.1.5 Wertung, Zusammenfassung.- 12.2.2 Auswertung der Risse der 76 Spannbetonüberbauten.- 12.2.2.1 Vorbemerkungen.- 12.2.2.2 Gerissene Koppelfugenbereiche.- 12.2.2.3 Risse außerhalb der Koppelfugenbereiche.- 12.3 Nester und Fehlstellen im Beton.- 12.4 Freiliegende Bewehrung.- 12.5 Unzureichend verpreßte Spannglieder.- 12.6 Durchfeuchtungen.- 12.7 Kappen.- 12.8 Lager.- 12.9 Übergangskonstruktionen.- 12.10 Schäden an Pfeilern und Widerlagern.- IV Risikoorientierte Aussagen.- 13 Risiko und Fortschritt.- 13.1 Risiken beim menschlichen Handeln.- 13.2 Risiken im Brückenbau.- 14 Zur Tragwerkssicherheit der Spannbetonbrücken.- 14.1 Das Sicherheitskonzept als Maßnahme zur Vermeidung technischer Risiken.- 14.1.1 Allgemeine Maßnahmen.- 14.1.2 Besondere zusätzliche Maßnahmen bei Brücken.- 14.2 Einfluß des Tragwerkskonzepts und der konstruktiven Einzelheiten auf die Bauwerkssicherheit.- 14.2.1 Einfluß des Tragwerkskonzepts-zwei Schadensfälle.- 14.2.2 Einfluß der Komponenten.- 14.2.3 Ausfallszenarien: Vergleich Einfeldtragwerke -Durchlaufträger.- 14.3 Schlußfolgerungen, Wertung.- 15 Der Finanzbedarf zur Erhaltung der Brückenbauwerke.- 15.1 Vorbemerkungen.- 15.2 Kosten für die Prüfung der Straßenbrücken.- 15.3 Angaben zum Finanzbedarf in Veröffentlichungen.- 15.4 Erhebung der tatsächlich aufgewendeten finanziellen Mittel für die Erhaltung der Brücken im Zuge von Bundesfernstraßen durch das Bundesverkehrsministerium.- 15.5 Instandsetzungskosten einzelner Spannbetonbrücken.- 15.5.1 Talbrücken im Zuge der Sauerlandlinie (Hessen).- 15.5.2 Brücken des Landes Rheinland-Pfalz.- 15.5.3 Bewertung.- 15.6 Kostenmodelle zur Ermittlung des zukünftigen Finanzbedarfs für die Erhaltung von Spannbetonbrücken.- 15.6.1 Vorbemerkungen.- 15.6.2 Kostenmodell nach Wittke.- 15.6.3 Verfahren zur Abschätzung der Instandsetzungskosten einzelner Spannbetonbrücken nach v. Drachenfels.- 15.6.4 Ermittlung des Finanzbedarfs durch eine Bund/Länder-Arbeitsgruppe der Straßenbauverwaltung.- 15.6.5 Ermittlung des Finanzbedarfs für die Erhaltung des Brückenbestandes auf der Grundlage von Strategiemodellverfahren.- 15.6.5.1 Prinzipielle Vorgehensweise.- 15.6.5.2 Modell des Bund/Länder-Fachausschusses Brücken- und Ingenieurbau.- 15.6.5.3 Modell nach Schmuck/Löffler.- 15.6.5.4 Modellansatz aufgrund eigener Untersuchungen.- 15.6.5.5 Vergleich der verschiedenen Modellansätze anhand des Brückenbestandes des Landes Hessen im Zuge von Bundesfernstraßen.- 15.6.5.6 Bewertung.- 15.7 Modell zur Abschätzung des individuellen Finanzbedarfs einzelner Bauwerke.- 15.8 Ausblick.- 15.8.1 Erfassung der Kosten für die Bauwerkserhaltung.- 15.8.2 Verfahren zur Berechnung des Finanzbedarfs.- 16 Zusammenfassung und abschließende Beurteilung.- Credibility-Formeln, risikotheoretische Ansätze zur Schadensprognose (Prof. Dr. rer. nat. J. Lehn, Dip.-Math. S. Rettig).- A.l Einleitung.- A.2 Credibility-Formeln vom Typ gewichteter Mittel.- A.3 Modellannahmen zur Auswahl der Gewichte.- A.4 Berechnung der Gewichte bei Normal Verteilungsannahmen.- A.5 Ein Zahlenbeispiel.- A.6 Anwendbarkeit der Methode zur Prognose der Erhaltungskosten bei Bauwerken.

O autorze

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing.e.h. Gert König, Universität Leipzig. Studium des Bauingenieurwesens an der TU Darmstadt. 1970 Habilitation über das Thema "Zur Sicherheit von Hängedächern". Seit 1970 als Beratender Ingenieur tätig. Seit 1972 Prüfingenieur für Baustatik in allen Fachrichtungen. Seit 1976 Partner im Ingenieurbüro König und Heunisch in Frankfurt am Main. Von 1975 bis 1995 Professor am Institut für Massivbau an der TU Darmstadt und seit 1995 am Institut für Massivbau und Baustofftechnologie an der Wirtschaftswissenschaftlichen Fakultät der Universität Leipzig. Seit 01.10.2003 emeritiert.