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Überwachungskonzepte für Bestandsbauwerke aus Beton als Kompensationsmaßnahme zur Sicherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit

Concepts for the surveillance of existing concrete structures as compensatory measures ensuring structural stability and serviceability

  • Zunehmender Verkehr, Schädigungsprozesse sowie neue Bemessungsnormen bedingen in letzter Zeit vermehrt eine Nachrechnung von bestehenden Brückenbauwerken. Die derzeit auf Basis der Nachrechnungsrichtlinie oder der DIN-Fachberichte durchgeführten Nachrechnungen von Bestandsbrücken zeigen häufig rechnerische Defizite. Um diese Defizite auszugleichen, ermöglicht die Nachrechnungsrichtlinie u.a. die weitere verkehrliche Nutzung durch kompensierende Überwachungsmaßnahmen abzusichern. Eine Bewertung einer Monitoringmaßnahme im Sinne einer Kompensation bzw. die explizite Quantifizierung des Sicherheitsgewinns im Sinne der Sicherheitstheorie wird aufgrund fehlender Ansätze derzeit häufig nicht oder nur stark vereinfacht vorgenommen. Im Rahmen des Projektes wurden Ansätze zur Quantifzierung des Sicherheitsgewinns durch kompensierende Monitoringmaßnahmen auf der Basis der Wahrscheinlichkeitstheorie entwickelt. In Abhängigkeit der Maßnahme (Schwellwertüberwachung oder Einwirkungsüberwachung) sowie dessen Versagenswahrscheinlichkeit wurden dabei reduzierte Teilsicherheitsbeiwerte bestimmt. Darüber hinaus wurden für typische Defizite von Betonbestandsbrücken geeignete Monitoringkonzepte einschließlich Sensorik vorgeschlagen und diskutiert. Zur Erprobung der Methodik einer kompensierenden Monitoringmaßnahme wurde eine kompensierende Schwellwertüberwachung an der vierspurigen Hochstraße Gifhorn realisiert. Das gewählte Überwachungskonzept umfasste das einer kontinuierlichen Schwellwertüberwachung in Kombination mit intermittierenden Probebelastungen. Hierbei wurde ein primäres permanentes, statisches Messsystem aus 18 Schwingsaitensensoren temporär durch ein sekundäres, dynamisches Messsystem aus 12 induktiven Wegaufnehmern ergänzt. Nach einer Kalibrierung des FE-Modells mithilfe von Messergebnissen der ersten Probebelastung unter definierter Belastung wurden sowohl absolute als auch relative Schwellwerte für die Messwerte der Schwingsaitenaufnehmer festgelegt und getestet.
  • Various factors such as increasing amounts of traffic, processes of deterioration and new design standards require the recalculation of existing bridges. However, recalculations of these structures performed according to the recalculation guideline or the technical DIN reports, often reveal calculatory deficits. In order to counterbalance these deficits the recalculation guideline allows bridges to be kept in use for traffic, if e.g. safeguarded by compensatory measures of surveillance. Due to the absence of approaches an evaluation of monitoring measures as a compensation or the explicit quantification of the safety gain according to the safety theory is rarely performed and if so, only in a very simplified form. In the context of the research project approaches for quantifying the safety gain through compensatory monitoring measures have been developed on the basis of the probability theory. Depending on the specific measure taken (either a traffic weight control or a threshold value monitoring system) as well as its failure probability reduced partial safety factors have been determined. In addition appropriate monitoring concepts (including sensory measures) are being proposed and discussed focusing on deficits typical of existing concrete bridges. In order to test the method of a compensatory monitoring measure a threshold value monitoring system has been applied to the 4-lane flyover in the north German town of Gifhorn. The surveillance concept chosen involved a continuous threshold value monitoring in combination with intermittent load tests. For this purpose a primary static measuring system comprising 18 vibrating wire sensors was complemented by a secondary dynamic one consisting of 12 inductive displacement sensors. After calibrating a FE model on the basis of measurement results yielded by the initial load test under a defined load both absolute and relative threshold values for the measured values of the vibrating wire sensors were defined and tested.

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Metadaten
Author:Corinna Siegert, Alexander Holst, Martin Empelmann, Harald Budelmann
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-15956
ISBN:978-3-95606-293-2
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (118)
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2015/12/11
Contributing corporation:Technische Universität Braunschweig. Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz
Release Date:2015/12/11
Institutes:Sonstige / Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
collections:BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 24 Brückenentwurf
BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 61 Unterhaltung und Instandsetzung

$Rev: 13581 $