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Die Anforderungen an die Brückenbauwerke im Bestand haben sich in den vergangenen Jahren infolge steigender Verkehrszahlen vor allem im Bereich des schweren Güterverkehrs deutlich erhöht und werden laut aktuellen Studien in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Weist man die betroffenen Brücken nach DIN-Fachbericht 102 nach, ergibt sich eine deutlich höhere erforderliche Querkraftbewehrung als die tatsächlich in den Stegen vorhandene. Dies alles geht einher mit der Tatsache, dass viele der Bestandsbauwerke in einem schlechten Zustand sind. Die Nachrechnungsrichtlinie lässt einige Modifikationen der Querkraft- und Torsionsnachweise zu, die teilweise in den alten Normengenerationen üblich waren. Andere Modifikationen, die im Rahmen von Gutachten angewendet werden, wurden in der Nachrechnungsrichtlinie nicht berücksichtigt, da sie noch nicht hinreichend verifiziert schienen. Außerdem gibt es in einigen Fällen keine einheitlichen Regelungen, sondern deren Auslegung liegt weitgehend im Ermessen des Anwenders, wie z. B. bei der Abminderung der Torsionssteifigkeit des Längssystems. Daher wurden in einem vorherigen Forschungsvorhaben kurzfristige Lösungen zur Modifikation bestehender Bemessungsansätze auf Grundlage bisher durchgeführter Forschungsvorhaben und gesammelter Erfahrungen bzw. Gutachten zur Nachrechnung von Bestandsbrücken erarbeitet. Zu anderen erweiterten Bemessungsmodellen für Querkraft- und Torsion von Spannbetonbrücken sowie speziellen Problemen des Brückenbaus konnten im Vorläuferprojekt dagegen keine abschließenden Festlegungen getroffen werden, da entsprechende theoretische und experimentelle Untersuchungen - vor allem an Durchlaufträgern - noch nicht im nötigen Umfang vorlagen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Herleitung und Verifikation verfeinerter Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion, die auf ingenieurmäßigen Modellen mit mechanischer Grundlage beruhen. Dabei sollen die wesentlichen Fragestellungen zur Nachrechnung von Betonbrücken im Hinblick auf die Querkraft- und Torsionstragfähigkeit des Längssystems im Rahmen dieses Projektes abschließend geklärt werden. Auf der Basis von experimentellen und theoretischen Untersuchungen werden praxisgerechte Bemessungsansätze für Querkraft und Torsion hergeleitet werden, die eine genauere Vorhersage der Tragfähigkeit von Bestandsbauwerken ermöglichen.
Die Bundesregierung hat vom 01.01.2012 bis zum 31.12.2016 einen deutschlandweiten Feldversuch mit Lang-Lkw durchgeführt. Ziel war es, die Chancen und Risiken, die sich durch den Einsatz dieser Fahrzeuge und Fahrzeugkombinationen mit Überlänge ergeben, zu evaluieren. Die dafür erforderliche verkehrsrechtliche Grundlage wurde durch die Verordnung über Ausnahmen von straßenverkehrsrechtlichen Vorschriften für Fahrzeuge und Fahrzeugkombinationen mit Überlänge (LKWÜberlStVAusnV) gegeben.
Der Feldversuch hat gezeigt, dass Lang-Lkw auf dem geprüften Straßennetz (Positivnetz) überwiegend gut zurechtkommen. Herausforderungen stellen die im Vergleich zur freien Strecke kürzeren Nothaltebuchten in Tunneln und Schrägparkstände auf Rastanlagen. Mit der 8. Änderungsverordnung vom 28.12.2017 haben bisher 15 Bundesländer Strecken für Lang-Lkw freigegeben.
Die Prüfung und Freigabe von Strecken für das Positivnetz obliegt den Verkehrsbehörden der Länder. Sie haben die Befahrbarkeit von Verkehrsanlagen zu beurteilen.
Deshalb wurden die Bundesländer in diesem Teilprojekt zu ihren Erfahrungen bei der Streckenprüfung für Lang-Lkw befragt. Die Befragung umfasste Sachverhalte der fahrgeometrischen Überprüfung, Verkehrssicherheitsfragen im Zusammenhang mit Lang-Lkw und maßgebende Verkehrsanlagen für eine Streckenprüfung.
Maßgebend für die Untersuchungen ist die Festlegung von repräsentativen Bemessungsfahrzeugen für die Typen 1, 2, 3, 4 und 5. Typ 1 nimmt in dieser Untersuchung eine Sonderstellung ein. Typ 1 ist L = 17,80 m lang und damit kürzer als ein konventioneller Gliederzug. Durch die großen Überhänge hat er größere Schleppkurven als konventionelle Lkw. Typ 2 deckt mit seiner Vorkommenshäufigkeit und seinen Schleppkurven die übrigen Lang-Lkw ab. Das heißt, dass Typ 3, 4 und 5 entweder unbedeutend gering vertreten sind (Typ 4) oder viel kleinere Schleppkurven als Typ 2 haben.
Mit den beiden Bemessungsfahrzeugen wurden ausgewählte Verkehrsanlagen fahrgeometrisch überprüft. Die Ergebnisse zeigen, welche Mindestmaße an Verkehrsanlagen durch einen Lang-Lkw befahrbar sind und bei welchen eine Einzelfallprüfung notwendig ist.
Alle Erkenntnisse sind in einem eigenständigen Handlungsleitfaden integriert, der eine Entscheidungshilfe bei der Überprüfung beantragter Lang-Lkw-Routen bildet.
Menschen mit geistiger Behinderung sind – trotz vorhandenem Hilfe- und Unterstützungsangebot – häufig in ihrer Mobilität eingeschränkt und verfügen über weniger umfangreiche Mobilitätskompetenzen, weshalb ihre selbstständige Teilhabe am öffentlichen Personennah- und Straßenverkehr erschwert ist. Durch die Anbahnung, Erweiterung und Festigung verkehrsspezifischer Kompetenzen mittels einer Mobilitätsförderung, basierend auf der Handreichung MobiLe – Mobilität lernen, soll es Erwachsenen mit geistiger Behinderung ermöglicht werden, mehr Sicherheit und Teilhabe im Straßenverkehr und somit am sozialen Leben zu erlangen. Innerhalb der MobiLe-Handreichung werden für die Planung der Mobilitätsbildung und -förderung die Mobilitätsarten zu Fuß gehen, mit dem Rollstuhl fahren, mit dem Bus fahren, mit der Bahn fahren und mit dem Fahrrad fahren explizit herausgegriffen. In Zusammenarbeit und Kooperation mit Partnereinrichtungen der Behindertenhilfe, Schulen, Eltern und Erwachsenen mit geistiger Behinderung wurde das Curriculum erstellt, empirisch erprobt und ausgewertet. Für die Erfolgsbewertung des Projekts wurden die Personen befragt, die für die Förderung zuständig waren. Die TeilnehmerInnen selbst wurden ebenfalls befragt, aber auch die Erfahrungen und Wünsche der Eltern von Menschen mit geistiger Behinderung wurden mit einbezogen. Die Entwicklung der MobiLe Handreichung gliederte sich in folgende Phasen:
• Phase 1 – Ist-Analyse
Ist-Analyse bestehender Ansätze und Konzeptionen zur Schulung von verkehrsspezifischen Kompetenzen für Menschen mit geistiger Behinderung. Weiter folgte eine bayernweite Online-Vollerhebung im Hinblick auf vorhandene und durchgeführte Förderkonzepte der eigenständigen Mobilität und Mobilitätsbildung von Erwachsenen mit geistiger Behinderung sowie eine Abfrage von Mobilitätskompetenzen und -verhalten einzelner Personen mit geistiger Behinderung an ausgewählten Einrichtungen, um mögliche Lerninhaltsbereiche festzulegen.
• Phase 2 – Konzeptualisierung der Handreichung mit Curriculum
Ableitung konkreter (Optimierungs-)Bedarfe bezüglich Förderkonzepte und Mobilitätskompetenzen, sowie vorläufige Entwicklung der Handreichung MobiLe.
• Phase 3 – Erprobung der Handreichung mit Curriculum in der Praxis und Evaluation
Praktische Erprobung und Evaluation des Entwurfs des Curriculums mit 16 Einrichtungen und insgesamt 109 TeilnehmerInnen im schulischen und außerschulischen Bereich von Juli 2017 bis März 2018. Die Ergebnisse wurden festgehalten und wissenschaftlich ausgewertet. Handlungsempfehlungen in Bezug auf Mobilitätsbildung und -förderung für MitarbeiterInnen wurden ab-geleitet.
• Phase 4 – Optimierung der Handreichung mit Curriculum und Bewertung
Auf Basis der in Phase 3 gewonnenen Erkenntnisse wurde die Handreichung mit Curriculum MobiLe überarbeitet und schließlich im Hinblick auf (weiterhin) bestehende Limitationen kritisch bewertet.
Als Bindeglied zwischen Forschung und praktischer Verkehrserziehung wurde mit VertreterInnen aus Schule, Berufsausbildung und Eltern ein Expertenrat eingerichtet. Ein wesentliches Ziel dieses Gremiums war es, die Projektarbeit kritisch zu begutachten und beratend zu unterstützen. Das Endprodukt des Forschungsprojekts ist eine Handreichung mit Curriculum zur Mobilitätsförderung von Erwachsenen mit geistiger Behinderung, die in der Praxis (Berufsschule, Behindertenwerkstätten, Wohnheimen etc.) gut umsetzbar ist. Durch die Erweiterung und Festigung verkehrsspezifischer Kompetenzen, soll es zukünftig Erwachsenen mit geistiger Behinderung ermöglicht werden, mehr Sicherheit und Teilhabe im Straßenverkehr zu erhalten.
Kunst am Bau der BASt
(2020)
Die nach dem derzeit für Ingenieurbauwerke der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland gültigen Regelwerk DIN EN 1992-2 und DIN EN 1992-2/NA bemessenen erforderlichen Übergreifungslängen für Betonstahl sind im internationalen Vergleich, vor allem bei kleinen lichten Abständen zwischen den gestoßenen Stäben und großen Stabdurchmessern (Ø ≥ 16 mm), mit Abstand am größten. Dies gilt für die unmittelbar benachbarten Länder wie Dänemark, die Niederlande, die Schweiz aber auch beispielsweise die USA. Schäden, die auf die teilweise deutlich geringeren Übergreifungslängen in diesen Ländern zurückzuführen sind, sind nicht bekannt. Die deutschen Regelungen in DIN EN 1992-2/NA sollen nicht nur die Tragfähigkeit sondern auch die Gebrauchstauglichkeit abdecken. Dabei gehen die deutschen Festlegungen bezüglich der Betondeckung auf der sicheren Seite liegend konservativ von c = 1,0 Ø aus. Der günstige Einfluss einer größeren Betondeckung darf nach Eurocode 2 mit dem Faktor α2 berücksichtigt werden. Dieser Faktor ist nach dem deutschen Nationalen Anhang allerdings generell mit α2 = 1,0 anzusetzen, während er nach Eurocode 2 Werte bis 0,7 annehmen kann. Ein weiterer wesentlicher Unterschied ergibt sich in Abhängigkeit von Stoßanteil und Stabdurchmesser aus dem Stoßfaktor α6 bei kleinen lichten Abständen (a < 8 Ø) zwischen den gestoßenen Stäben. Daher stellt sich die Frage nach einer Überprüfung der im internationalen Vergleich sehr konservativen deutschen Regelungen bei Ingenieurbauwerken mit üblicherweise deutlich größeren Betondeckungen als c = 1,0 Ø, da sich alleine bei Anwendung des Faktors α2 um bis zu 30 % kürzere Übergreifungslängen ergeben können. Daraus können unter Umständen ausführungstechnisch und konstruktiv günstigere Bewehrungsanordnungen und teilweise deutliche Kostenreduzierungen infolge des geringeren Materialbedarfs resultieren was sich nicht zuletzt auch hinsichtlich der Schonung von Ressourcen vorteilhaft auswirkt. Am Lehrstuhl Betonbau der TU Dortmund wurden Klein- und Großkörperversuche durchgeführt um insbesondere die Faktoren α2 und α6 systematisch zu überprüfen. Das Gesamtziel des FE-Vorhabens besteht darin, die maßgeblichen Einflussparameter auf das Verhalten der Stöße unter Gebrauchslast und im Bruchzustand zu identifizieren und die Quantifizierung der erforderlichen Übergreifungslängen durch die derzeit gültigen nationalen und ausgewählte internationale Regelwerke zu analysieren.
Die zur Bestimmung der Qualitätsstufe des Verkehrsablaufs an Knotenpunkten verwendete mittlere Wartezeit je Fahrzeug unterliegt verschiedenen Einflussfaktoren. Die im HBS (2015) enthaltenen Verfahren zur Berechnung der Wartezeit wurden im Rahmen dieses Forschungsprojektes überprüft. Für einzelne Aspekte wurden Verbesserungspotenziale identifiziert und Anpassungsansätze vorgeschlagen. Die empirische Basis des Projekts waren Videomessungen an 21 Knotenpunkten. Ergänzt wurden die Messungen durch Simulationsrechnungen, denen eine umfangreiche Kalibrierung des Simulationswerkzeugs voranging. An Knotenpunkten mit Lichtsignalanlage hat die Gegenüberstellung von gemessenen bzw. simulierten Wartezeiten mit den nach HBS (2015) berechneten Wartezeiten gezeigt, dass die Wartezeiten meist in einer ähnlichen Größenordnung liegen. Bei einzelnen Komponenten der Berechnungsverfahren wurden die nachfolgenden Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert: Der Einfluss der Instationarität an Knotenpunkten mit Lichtsignalsteuerung sollte mit einem angepassten Instationaritätsfaktor abgebildet werden, um auch unsymmetrische Belastungsverläufe in der Bemessungsstunde korrekt zu berücksichtigen. Der Einfluss der Längsneigung auf die Sättigungsverkehrsstärke und der Einfluss bedingt verträglicher Fuß- und Radfahrerströme auf die Kapazitäten der abbiegenden Fahrzeugströme sollten vertieft untersucht werden, da bei den untersuchten Knotenpunkten Unstimmigkeiten festgestellt wurden. Die Wartezeitberechnung bei unsignalisierten Knotenpunkten sollte geringfügig modifiziert werden, um den Einfluss der Kapazität besser abzubilden. Außerdem sollten zur Verbesserung der Simulationspraxis Hinweise zur HBS-konformen mikroskopischen Simulation von Knotenpunkten erarbeitet und als Regelwerk zur Verfügung gestellt werden.
Annual Report 2019
(2020)
In its Annual Report 2019, the BASt has compiled a selection of its research. For example, the climate impact analysis, among other things, describes an essential research focus for the federal main road network. The new information and evaluation platform "BaustellenCheck" is presented, and reports on digitization in road equipment and maintenance as well as on various activities on the innovative test site duraBASt.
The results of current simulator and test track studies are also part of the annual report, as are the results of level 3 automation studies in real road traffic with an appropriately equipped test vehicle. Approaches to solutions for the infrastructure requirements of automated driving on motorways and federal trunk roads are presented, as well as the current status of the development of regulations in the field of vehicle technology.
The BASt scientists investigated the significance of virtual reality in road safety work. Whether influencers can be used effectively in road safety communication was also considered, as well as other proposed measures to reduce the risk of accidents, especially among young novice drivers.
Highlights as well as facts and figures in short and concise form complete the report.
Die Beschleunigungsvergütung ist ein wichtiges Instrument zur Bauzeitverkürzung auf Bundesautobahnen. Die im HVA B-StB bislang angegebenen Nutzungsausfallkosten sind veraltet und stellen für die beschleunigte Durchführung von Baumaßnahmen keinen ausreichenden Anreiz dar.
Im Rahmen der Untersuchung erfolgte daher eine Erweiterung und Aktualisierung der Nutzungsausfallkostentabelle. Dazu wurden die arbeitsstellenbedingten Kostenveränderungen der Fahrtzeiten im fließenden Verkehr, der Fahrtzeitverluste, der Zuverlässigkeit des Verkehrsablaufs, des Unfallgeschehens, des Kraftstoffverbrauchs und der Schadstoffbelastung modellbasiert ermittelt.
Für typische Verkehrsführungen auf vier-, sechs- und achtstreifigen Autobahnen wurden tägliche volkswirtschaftliche Kosten sowie Mehrkosten als Differenz der Kosten im Zustand mit und ohne Arbeitsstelle für verschiedene Szenarien bestimmt. Anhand der Berechnungsergebnisse konnte der Einfluss der maßgebenden Randbedingungen hinsichtlich der Verkehrsnachfrage und der Kapazität mit und ohne Arbeitsstelle analysiert werden.
Basierend auf diesen Untersuchungen wurden zur Ermittlung aktualisierter Nutzungsausfallkosten Bezugsrandbedingungen festgelegt, mit denen ein möglichst großer Teil der Strecken des deutschen Autobahnnetzes abgedeckt wird. Im Ergebnis werden Nutzungsausfallkosten in Abhängigkeit vom DTV für 32 Arbeitsstellenverkehrsführungen in drei Tabellen für vier-, sechs- und achtstreifige Autobahnen angegeben, die zukünftig als Grundlage für die Vereinbarung von Bonus-Malus-Regelungen dienen können.
Bemessung von Kopfbolzendübeln in Randlage unter Vermeidung eines Versagens infolge Herausziehens
(2020)
Horizontal liegende Kopfbolzen ermöglichen den Anschluss von dünnen Betonplatten an Stahlkonstruktionen wie bei Stabbogenbrücken mit außen liegenden Versteifungsträgern. Die Schubtragfähigkeit randnaher liegender Kopfbolzen wird durch Spaltkräfte im Beton beeinflusst. Aufgrund des geringen Randabstandes der Kopfbolzen zur Betonkante ist die Tragfähigkeit der Schubverbindung nach DIN EN 1994-2 Anhang C zu berechnen. Zusätzliche geometrische Randbedingungen für die erforderliche Länge der Kopfbolzen in Randlage verhindern ein Herausziehen der Kopfbolzen, das bei früheren Push-Out Versuchen beobachtet wurde. Diese Anforderungen an die Mindestlänge der Kopfbolzen können zu vergleichsweise langen Dübeln führen, die in der Praxis unwirtschaftlich oder nicht ausführbar sind. Der Einfluss von Parametern wie der Bewehrungsgrad oder die Betongüte, die das Tragverhalten randnaher Dübel positiv beeinflussen, darf aktuell noch nicht bei Ermittlung der Tragfähigkeit angesetzt werden. Aufgrund der jüngsten Entwicklungen in der Befestigungstechnik besteht die Möglichkeit, die geometrischen Randbedingungen zu vernachlässigen und die Abtragung der Zugkräfte in der Achse der Kopfbolzen explizit nachzuweisen. Basierend auf neuen experimentellen und numerischen Untersuchungen wird anstelle dieser geometrischen Einschränkungen ein neues Nachweiskonzept auf Basis der Komponentenmethode entwickelt und für die Praxisanwendung aufbereitet.
Seit vielen Jahren wird unter dem Begriff der Fahrerablenkung (driver distraction) diskutiert, welche Einschränkungen und Probleme durch die Bearbeitung zusätzlicher fahrfremder Tätigkeiten während des Fahrens in der Leistungsfähigkeit von Fahrern entstehen. Parallel zu dieser Debatte erwuchs in den vergangenen Jahren allerdings auch das Wissen, dass Fahrer trotz oftmals hoher Mehrfachbelastungen beim Fahren in der Lage sind, Unfälle zu vermeiden. Arbeiten im nicht-automatisierten Fahren zeigten, dass Fahrer bestimmte Fähigkeiten oder Eigenschaften besitzen, die es ihnen erlauben, die hohen Belastungen der Fahraufgabe und zusätzlicher fahrfremder Tätigkeiten zu regulieren und somit eine sichere Fahrleistung zu garantieren. Aufbauend hierauf konnte das abgeschlossene Projekt FE 82.0614/2014 zeigen, dass Fahrer vergleichbare Strategien zur Ressourcenregulierung in Übernahmesituationen des automatisierten Fahrens besitzen sowie dass sich Trajektorienbereiche auf der Straße definieren lassen, die Fahrer subjektiv als angemessen bewerten. Das aktuelle Projekt ist bestrebt, diese zwei Forschungsstränge zu kombinieren. Es wurde im automatisierten Fahren die Handlungsrelevanz der subjektiven Fahrleistungsschwellen im Sinne der Aktivierung von Fahrerstrategien untersucht. Dazu wurden die bereits bekannten Schwellenwerte im Rahmen einer Online-Studie um zusätzliche Situationsfaktoren erweitert und anschließend im Fahrsimulator überprüft. Des Weiteren wurde die Handlungsrelevanz dieser Schwellen sowohl im Fahrsimulator als auch im Realversuch untersucht. Ausgehend von den Ergebnissen wurden Empfehlungen für automatisierte Fahrfunktionen im Sinne adaptiver Mechanismen in der Trajektorienplanung abgeleitet