Traglastpotenziale durch wissenschaftliche Methoden und Bauwerksmonitoring erschließen
Die Erhaltung der bestehenden Straßeninfrastruktur und die Sicherstellung eines reibungslosen Verkehrsflusses gehören derzeit zu den großen Herausforderungen in Deutschland. Viele Brückenbauwerke stammen aus den 1950er- und 1960er-Jahren und weisen mittlerweile erhebliche altersbedingte Schäden auf. Darüber hinaus wurden sie nicht für das heutige Schwerverkehrsaufkommen bemessen. Unter Anwendung üblicher normativer Berechnungsansätze lässt sich ihre rechnerische Tragfähigkeit daher teilweise nur noch eingeschränkt nachweisen.
Eine kurzfristige Erneuerung aller betroffenen Bauwerke ist weder wirtschaftlich noch organisatorisch realisierbar. Zudem würden umfangreiche Baumaßnahmen zu erheblichen Verkehrsbehinderungen führen. Lange Staus könnten den Verkehrsfluss und damit einen zentralen Pfeiler der Wirtschaft stark beeinträchtigen.
Umso wichtiger ist es, vorhandene Traglastpotenziale von Bestandsbrücken mithilfe effizienter und wissenschaftlich abgesicherter Methoden zu identifizieren. Dadurch kann es gelingen, die Tragfähigkeit bestehender Bauwerke weiterhin rechnerisch nachzuweisen und ihren sicheren Weiterbetrieb ohne oder mit lediglich geringen bautechnischen Eingriffen zu ermöglichen.
Forschung zur Querkraft- und Torsionstragfähigkeit
Auf dem Gebiet der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Bestandsbrücken sind wir seit mittlerweile 28 Jahren erfolgreich in Wissenschaft und Praxis tätig.
Im Rahmen unserer Tätigkeit an der HAW Kiel bearbeiten wir derzeit ein vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördertes Forschungsprojekt. Ziel ist die Entwicklung eines durchgängigen Bemessungsmodells, mit dem zusätzliche Traglastpotenziale hinsichtlich der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Bestandsbrücken aktiviert und rechnerisch berücksichtigt werden können.
Dabei soll der eigene Querkraftansatz nach Hegger/Görtz, der bereits vielfach bei der Nachrechnung von Bestandsbauwerken mit Querkraftdefiziten eingesetzt wurde, auf Torsionsbeanspruchungen erweitert werden.
Die Fördersumme beträgt 563.328 Euro. Sie beinhaltet unter anderem die Finanzierung einer Promotionsstelle für einen wissenschaftlichen Mitarbeiter über einen Zeitraum von vier Jahren.
Weitere Informationen zum Forschungsprojekt finden Sie auf der Website der HAW Kiel.
(https://www.haw-kiel.de/news/bruecken-laenger-nutzen/)
Wissenschaftliche Erkenntnisse für die praktische Brückennachrechnung
Die wissenschaftlichen Erkenntnisse fließen unmittelbar in die praktische Bewertung und Nachrechnung bestehender Brückenbauwerke ein.
In den vergangenen Jahren haben wir die Querkrafttragfähigkeit von insgesamt elf Brückenbauwerken der Autobahn GmbH und des Landesbetriebs für Straßenbau und Verkehr rechnerisch untersucht. Bei zahlreichen Bauwerken kamen dabei wissenschaftlich weiterentwickelte Methoden zur Brückennachrechnung zum Einsatz.
In einem Fall wurde eine vollständige Berechnung nach Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie durchgeführt. Diese Stufe ermöglicht die Anwendung wissenschaftlicher Methoden und stellt die höchste Bearbeitungsstufe innerhalb der Nachrechnungsrichtlinie dar.
Bei zwei Brückenbauwerken im Verlauf der A1 beziehungsweise der B200 überwachen wir die maßgeblich schubbeanspruchten Bereiche zusätzlich mithilfe eines Online-Monitoring-Systems. Das Bauwerksmonitoring liefert kontinuierlich Daten über das tatsächliche Tragverhalten und unterstützt damit eine fundierte Beurteilung der Tragfähigkeit im laufenden Betrieb.
Literatur:
Görtz, S.:
Zum Schubrissverhalten von Stahlbeton- und Spannbetonbalken aus Normal- und Hochleistungsbeton. Dissertation RWTH-Aachen, Juli 2004
(siehe https://publications.rwth-aachen.de/record/53027/files/Goertz_Stephan.pdf)
Hegger, J.; Görtz, S.:
Querkraftmodell für Bauteile aus Normal und Hochleistungsbeton. Beton- und Stahlbetonbau 101, Heft 9, September 2006, S. 695-705
Görtz, S.; Widell, P.:
Modelle zur Torsionstragfähigkeit für den Neubau und für Bestandsbauwerke. Beton- und Stahlbetonbau, März 2025
Vor allem auf dem Gebiet der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Bestandsbrücken sind wir sowohl in Wissenschaft und Praxis seit nunmehr 28 Jahren erfolgreich tätig. Im Rahmen der Tätigkeit an der Hochschule HAW Kiel sind wir jetzt mit einem Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Projekt beauftragt, ein durchgehendes Bemessungsmodell zur Aktivierung vom Traglastpotentialen hinsichtlich der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Bestandsbrücken zu entwickeln. In dem Rahmen soll der eigene Querkraftansatz nach Hegger/Görtz, der vielfach für die Nachrechnung von Bestandsbauwerken mit Querkraftproblemen herangezogen wurde, auf Torsionsbeanspruchung übertragen werden. Die Fördersumme beträgt 563.328 € und beinhaltet eine Promotionsstelle für einen wissenschaftlichen Mitarbeiter für einen Zeitraum von vier Jahren.
(siehe Link HAW, kommt noch)
