Konzeption zur Nachrechnung bestehender Strassenbruecken / Conceptual design for recalculating existing road bridges

Die fuer die Bemessung von Neubauten massgebenden DIN-Fachberichte mit dem darin enthaltenen Sicherheitskonzept sind nicht geeignet, die tatsaechliche Tragsicherheit bestehender aelterer Spannbetonbruecken zu beurteilen. Die fuer die Bemessung und Konstruktion gueltigen Normen wurden, sowohl was die Einwirkungsseite als auch was die Widerstandsseite betrifft, staendig weiterentwickelt und an neu hinzugewonnene Erkenntnisse angepasst. Dies hat zwangslaeufig zur Folge, dass sich bei der Nachrechnung aelterer Bestandsbruecken auf der Grundlage neuerer Normen, die hoehere Anforderungen beinhalten, haeufig keine Nachweise mit normgemaessen Sicherheitsfaktoren fuehren lassen. An zwei Bruecken wurde untersucht, welche moeglichen Tragreserven sich unter Einbeziehung des Entwurfs der Nachrechnungsrichtlinie identifizieren lassen. Die betrachteten Talbruecken Luetzelbach (Hohlkasten) und Volkersbach (Plattenbalken) waren zuvor bereits normgemaessen Nachrechnungen unterzogen worden, bei denen sowohl im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit, wie auch im Grenzzustand der Tragfaehigkeit Defizite festgestellt wurden. Unter anderem wurden gegenueber dem fuer Neubauten konzipierten Sicherheitskonzept modifizierte Teilsicherheitsbeiwerte fuer die Besonderheiten bei der Nachrechnung in Ansatz gebracht. Fuer die realitaetsnahe Ermittlung der jeweiligen Tragwiderstaende wurden alternative und genauere Verfahren auf ihre Eignung hin untersucht und in Ansatz gebracht. Die Tragwerke wurden in groesserem Umfang als allgemein ueblich auf Umlagerungsmoeglichkeiten und Systemredundanzen hin untersucht. Es kann festgestellt werden, dass bei Anwendung eines fuer die Nachrechnung bestehender Bauwerke angepassten Sicherheitskonzepts und geeigneter alternativer Nachweisverfahren, Tragreserven bei den beiden betrachteten Brueckenbauwerken identifiziert und genutzt werden koennen. Die bei normgemaessen Nachrechnungen festgestellten Defizite konnten in weiten Bereichen reduziert oder sogar ganz aufgehoben werden. Ein hoher Aufwand bei der Nachrechnung bestehender Brueckenbauwerke scheint gerechtfertigt, vor allem wenn sich dadurch der noch hoehere Aufwand fuer Planung und Ausfuehrung von Verstaerkungsmassnahmen vermeiden laesst. (A) Bericht zum Forschungsprojekt 15.464/2008/FRB im Auftrag des Bundesministeriums fuer Verkehr, Bau und Stadtentwicklung. Der Volltext ist unter http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2012/394/pdf/B83.pdf verfuegbar. ABSTRACT IN ENGLISH: New DIN standards (DIN-Fachberichte) with their new safety concept are not suited for determining the actual structural safety of existing older prestressed concrete bridges. The design codes have since been continuously improved and adapted to new insights. Inevitably, re-calculating older existing bridges on the basis of the new codes often results in safety factors outside the permissible range as these include greater requirements than previous DIN standards. The aim was to identify potential additional load carrying capacities of existing bridge structures. This was done by an exemplary recalculation of two bridges without the demand to fully obey valid code regulations, and using the provisions of the supposed new German recalculation guideline. The previous recalculations of the two bridges Luetzelbach (single-cell hollow box) and Volkersbach (double-T) according to valid German bridge codes had shown that both structures do not meet all of today's ULS and SLS requirements. One attempt on overcoming the assessed deficiencies was to apply modified partial safety factors, which were fitted to the special conditions for recalculations of existing structures. In order to determine more realistic values of the structural capacities in comparison to a calculation according to valid standards, alternative and more precise methods of calculating the resistance were checked for their applicability and used in trying to fulfil the required checks. The structures were checked for possible internal force redistributions and system redundancies more thoroughly than common practice would call for. It was found that applying a safety concept modified for the particularities of existing structures and using suitable alternative calculation approaches for member resistance lead to the identification of additional load carrying capacities in both examined bridges. In most cases deficiencies from previous recalculations were reduced to a less critical level or even no longer determinable. Increased computational effort for more detailed recalculations seems to be justified. (A) The full text is available at http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2012/394/pdf/B83.pdf.