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Report (Bericht) zugänglich unter
URL: http://bast.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2012/393/


Verkehrslastmodelle für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand

Traffic load models for recalculation of existing road bridges

Freundt, Ursula ; Böning, Sebastian

pdf-Format:
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Freie Schlagwörter (Deutsch): Anpassung (psychol) , Belastung , Bemessung , Deutschland , Europa , Fehler , Forschungsbericht , Industrie , Modell , Norm (tech) , Nutzwertanalyse , Prüfverfahren , Schwer , Tragfähigkeit , Verkehr
Freie Schlagwörter (Englisch): Adaptation (psychol) , Bearing capacity , Design (overall design) , Error , Europe , Germany , Heavy , Industry , Load , Model (not math) , Research report , Specification (Standard) , Test method , Traffic , Value analysis , Weight
Collection 1: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
Collection 2: BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 24 Brückenentwurf
Institut: Sonstige
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften
Sonstige beteiligte Institution: Bauhaus-Universität Weimar / Professur Verkehrsbau
Dokumentart: Report (Bericht)
Schriftenreihe: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau
Bandnummer: 82
ISBN: 978-3-86918-154-7
Sprache: Deutsch
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 15.06.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Der Straßenverkehr ist in den letzten Jahrzehnten in Deutschland und Europa stetig angestiegen und aktuelle Verkehrsprognosen zeigen eine Fortsetzung dieses Trends. Für die Ermittlung des aktuell gültigen Lastmodells wurden umfangreiche Verkehrslastmessungen in verschiedenen europäischen Ländern durchgeführt. Auf Basis von neueren Verkehrserhebungsdaten wurde im Rahmen des Forschungsprojektes FE 15.451/2007/FRB ein zukunftsfähiges Lastmodell für den Neubau von Straßenbrücken entwickelt. Das Ergebnis führte zu Erhöhungen der Anpassungsfaktoren für das Lastmodell 1 im DIN Fachbericht 101. Durch die Anwendung dieses neuen Lastmodells ist bei neu zu planenden Brücken der erwartete zukünftige Schwerverkehr angemessen berücksichtigt. Die bestehenden Ingenieurbauwerke im Straßennetz wurden auf Basis der zum Errichtungszeitpunkt gültigen Normen und Regelungen erstellt. Für Brücken im Bundesfernstraßennetz wurden dabei bis zur Einführung der DIN-Fachberichte das Lastmodell \"BK60/30\" der DIN 1072 (12-1985) und vor 1985 das Lastmodell \"BK60\" der DIN 1072 (06-1967) verwendet. Für Ingenieurbauwerke im Zuge von weniger frequentierten Straßennetzen wurde auch das Lastmodell \"BK30/30\" der DIN 1072 (12-1985) bzw. \"BK30\" der DIN 1072 (06-1967) angewendet. Außerdem können die Bauwerke, die vor 1985 erstellt wurden, aufgrund der für die Errichtung verwendeten Entwurfs- und Bemessungsregeln systematische Schwachstellen aufweisen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die zu erwartenden zukünftigen Einwirkungen aus dem Schwerverkehrsaufkommen durch die Lastmodelle der älteren Normengeneration nur bedingt abdeckt sind. Die Defizite der Lastannahmen und der angewandten Konstruktionsgrundsätze erfordern eine aktuelle Überprüfung der Bauwerke hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit. Bei vorhandenen Mängeln sind Ertüchtigungsmaßnahmen erforderlich. In Anbetracht des zahlenmäßigen Umfanges dieser Bauwerke im deutschen Straßennetz sind weder Ertüchtigungsmaßnahmen noch Ersatzneubauten kurzfristig möglich. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll daher ermitteltet werden, unter welchen Bedingungen die Einwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen durch die Lastmodelle älterer Normengenerationen abgedeckt werden. Hierzu werden zum einen unterschiedliche Verkehrsaufkommen und unterschiedliche Verkehrszusammensetzungen betrachtet und andererseits zusätzliche Kompensationsmaßnahmen für das Verkehrsaufkommen. Des Weiteren wird untersucht, wie sich reduzierte Restnutzungsdauern auf die Ergebnisse auswirken. Die vorliegenden Untersuchungen sind dabei unterteilt in Betrachtungen für das Bundesfernstraßennetz und das untergeordnete Straßennetz (Landstraßen, Kreisstraßen usw.). Für das Bundesfernstraßennetz wird dabei nachfolgend, differenziert für verschiedene Verkehrsstärken, ermittelt, welches der betrachteten Lastmodelle die Einwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen ohne zusätzliche Kompensationsmaßnahmen abdeckt. Anschließend wird ermittelt, für welches Lastmodell (LM 1, BK 60/30, BK60) welche zusätzlichen Kompensationsmaßnahmen erforderlich sind, um ebenfalls die Einwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen abzudecken. Die betrachteten Kompensationsmaßnahmen sind dabei eine Abstandsbeschränkung im fließenden Verkehr, ein Lkw-Überholverbot und die Einschränkung des genehmigungspflichtigen Großraum- und Schwerlastverkehrs ohne Routenbeschränkung oder mit Dauergenehmigung. Für das untergeordnete Straßennetz werden verschiedene Verkehrscharakteristiken betrachtet (Langstreckenverkehr, Mittelstreckenverkehr, Ortsverkehr). In Abhängigkeit der Verkehrscharakteristik und des Verkehrsaufkommens wird auch hier bestimmt, welches der betrachteten Lastmodelle das aktuelle Verkehrsaufkommen abdeckt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden detailliert dargestellt und zu einer Empfehlung für die aktuell in Erarbeitung befindliche Nachrechnungsrichtlinie zusammengefasst. Die Zusammenstellung von Ansätzen für weiterführende Untersuchungen bildet den Schluss des vorliegenden Berichtes.
Kurzfassung auf Englisch: The road traffic in Germany and Europe has increased in the last decades steadily and actual traffic prognoses predict a continuation of this trend. For the determination of the current traffic load model extensive traffic load measurement were conducted in several European countries. Based on recent traffic measurement data a future-proof load model for newly constructed bridges was developed in the course of the scientific project FE 15.451/ 2007/FRB. The result led to increases of the adjustment factors of the load model 1 of the DIN-Fachbericht 101. With the application of this new load model, the expected future heavy load traffic is considered appropriate for the design of new bridges. The existing civil engineering structures in the road network were built based on the standards and regulations of the time of their construction. Until the introduction of the DIN-Fachbericht the load model \"BK60/30\" of the DIN 1072 (12-1985) and before 1985 the load model \"BK60\" of the DIN 1072 (06-1967) was used for bridges in the federal highway network. For civil engineering structures in the course of lower frequented road networks the load model \"BK30/30\" of the DIN 1072 (12-1985) or the load model \"BK30\" of the DIN 1072 (06-1967) was used. Additionally civil engineering structures which were built before 1985 can have systematic weaknesses because of the applied standards and regulations for the design of these structures. Existing results of research shows that the coverage of the expected future effects from the heavy load traffic is limited under the application of the load models of older generations of the standards and regulations. The deficit of the load assumptions and the applied regulations for the construction necessitates a review of the structures concerning their load carrying capacities. If there are defects upgrading measures are required. Considering the quantitative size of these structures in the German road network, neither upgrading measures nor new constructions are possible in a short time. In the course of the present scientific project it has to be determined, under which conditions the effects of the actual road traffic are covered by the load models of older generations of standards. Therefore on the one hand different traffic volumes and different traffic compositions are considered and one the other hand additional compensation measured of the road traffic. Furthermore studies are made, how assumptions for a reduced remaining useful life affects the results. The present studies are divided in analyses for the federal highway network and for the lower frequented road network. For the federal highway network it is determined, differentiated for different traffic volumes, which of the considered load models covers the effects of the actual road traffic without additional compensation measures. Afterwards it is determined for which load model (LM 1, BK 60/30, BK 60) which additional compensation measures are necessary to cover also the effects of the actual road traffic. The examined compensation measures are a regulation for a minimum vehicle distance in the flowing traffic, a regulation for no overtaking of heavy goods vehicles and a restriction of authorized heavy weight vehicles without route restrictions or a permanent approval. For the lower frequented road network several traffic characteristics are examined (long distance traffic, medium distance traffic, local traffic). In dependency to the traffic characteristic and the traffic volume load models are identified which covers the effects of the actual road traffic. The results of the analysis are explained in detail and they are combined to a recommendation for the directive for the recalculation for existing civil engineering structures which is actually in development. The composition of focuses for further analysis is given on the end of the present report.