Bewertung der Tragfähigkeit von bestehenden Betonbrücken - Zusammenhang zwischen Traglastindex und Ausnutzungsgrad

Abstract

Im Rahmen des Lebenszyklusmanagements von Infrastrukturbauwerken stellt die Bewertung der Tragfähigkeit bestehender Brücken eine zentrale Aufgabe dar. Da die aktuell gültigen Regelwerke für Neubauten nur eingeschränkt auf Bestandsbauwerke übertragbar sind, wurde in Deutschland die Nachrechnungsrichtlinie eingeführt. Mit dieser werden u. a. Ausnutzungsgrade für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit ermittelt und eine realitätsnahe Bewertung der tatsächlichen Tragreserven eines Bauwerks ermöglicht. Die Erstellung von Nachrechnungen erfordert jedoch einige Kapazitäten (v. a. Personal). Daher wurde für einen ersten Vergleich der erforderlichen Brückentragfähigkeit (Ziellastniveau) mit der vermuteten bzw. nachgewiesenen Brückenklasse eines Bauwerks der Traglastindex als Kennwert zur strukturellen Bewertung der Brücken eingeführt. Er bietet eine empirische Einschätzung der strukturellen Leistungsfähigkeit, basierend auf allgemeinen Bauwerksmerkmalen wie Baujahr, Konstruktionsart und Verkehrsbelastung. Ziel dieses Berichts ist es, einen Zusammenhang zwischen dem Traglastindex und den Ergebnissen aus Stufe-2-Nachrechnungen von Betonbrücken herzustellen. Hierzu wurden systematisch Ausnutzungsgrade aus vorhandenen Nachrechnungen analysiert und den Traglastindizes aus der Bauwerksdatenbank SIB-Bauwerke gegenübergestellt. Neben dem Mittelwert wurden auch Extremwerte und die Anzahl verfügbarer Nachweise berücksichtigt, um die Aussagekraft der Daten zu bewerten. Die Analyse zeigt, dass mit steigendem Traglastindex im Regelfall auch die Ausnutzungsgrade steigen, was die Grundannahme des Traglastindexes bestätigt. Auch die Sonderregelung für Bauwerke mit Koppelfugen konnte validiert werden. Die Auswertung verdeutlicht, dass der Traglastindex trotz seiner empirischen Grundlage ein geeignetes Instrument zur Identifikation und Priorisierung von Bauwerken mit Tragfähigkeitsdefiziten darstellt. Die Ergebnisse unterstützen damit die Vorgehensweise der Infrastrukturbetreiber und stärken die Aussagekraft des Traglastindexes als Werkzeug zur strukturellen Bewertung im Brückenmanagement. The assessment of the load-bearing capacity of existing bridges is a central task in the life cycle management of infrastructure structures. As the currently valid regulations for new structures can only be applied to existing structures to a limited extent, the recalculation guideline was introduced in Germany. Among other things, this guideline is used to determine degrees of utilization for verifications in the ultimate limit state and enable a realistic assessment of the actual load-bearing reserves of a structure. However, the creation of recalculations requires some capacity (especially personnel). Therefore, for an initial comparison of the required bridge load-bearing capacity (target load level) with the assumed or proven bridge class of a structure, the load capacity index was introduced as a characteristic value for the structural evaluation of bridges. It provides an empirical assessment of structural performance based on general structural characteristics such as year of construction, type of construction and traffic load. The aim of this report is to establish a correlation between the load capacity index and the results from level 2 recalculations of concrete bridges. For this purpose, utilization ratios from existing recalculations were systematically analyzed and compared with the load capacity indices from the SIB-Bauwerke database. In addition to the mean value, extreme values and the number of available verifications were also taken into account in order to evaluate the significance of the data. The analysis shows that, as a rule, the utilization rates also increase with increasing load capacity index, which confirms the basic assumption of the load capacity index. The special regulation for structures with coupling joints could also be validated. The evaluation makes it clear that, despite its empirical basis, the load capacity index is a suitable instrument for identifying and prioritizing structures with bearing capacity deficits. The results thus support the approach of infrastructure operators and strengthen the significance of the load capacity index as a tool for structural assessment in bridge management.