Viele ältere Betonbrücken im Zuge der Bundesfernstraßen müssen wegen massiver Schäden in den nächsten Jahren instandgesetzt, verstärkt oder ersetzt werden. Angesichts dieser Herausforderungen an die Straßenbauverwaltungen und der damit verbundenen Minimierung der Kosten kommt der zielgerichteten Auswahl geeigneter Verstärkungstechniken besondere Bedeutung zu. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) hat daher die Erfahrungssammlung "Verstärkung älterer Beton- und Spannbetonbrücken" in Auftrag gegeben. Es wird ein Überlick über die Erfahrungssammlung (siehe AN 01596101) gegeben. In der Dokumentation wird der Stand der Technik der im Massivbrückenbau eingesetzten Verstärkungsmaßnahmen auf der Grundlage von 76 Anwendungsfällen gegeben. Außerdem werden repräsentative Verstärkungsmaßnahmen in anonymisierter Form detailliert beschrieben. Unter dem Oberbegriff "Verstärkungsmaßnahmen" sind Methoden zur Wiederherstellung oder Erhöhung der Tragfähigkeit oder Gebrauchstauglichkeit zu verstehen, während die unterschiedlichen technischen Lösungen zur Umsetzung dieser Maßnahmen als "Verstärkungstechniken" bezeichnet werden. Eine Ertüchtigung liegt dann vor, wenn man die Tragfähigkeit über den Ursprungszustand hinaus steigert. Zu den beschriebenen Verstärkungstechniken zählen: zusätzliche Vorspannung, Querkraftverstärkung mit Stabspanngliedern oder Schublaschen aus Stahl, schubfest aufgeklebte, in Schlitze eingeklebte oder vorgespannte CFK-Lamellen und aufgeklebte Stahllaschen. Verstärkungstechniken sind auch Querschnittsergänzungen mit verdübeltem Beton, mit Zusatzbewehrungen in Nuten oder zusätzlicher Betonstahlbewehrung. Ebenso zählen dazu Querschnittsergänzungen durch Spritzbeton mit zusätzlicher Betonstahlbewehrung. Einige dieser Verstärkungstechniken werden detailliert beschrieben. Des Weiteren wird zu 34 repräsentativen Maßnahmen ein Überblick gegeben. Als Erweiterung der Zusätzlichen Technischen Vertragsbestimmungen und Richtlinien für Ingenieurbauwerke (ZTV-ING) wurde auf der Basis der Erfahrungssammlung ein Regelwerkentwurf zum Verstärken von Betonbauteilen erstellt.

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.

Für den Nachweis der Querkrafttragfähigkeit von Fahrbahnplatten ohne Querkraftbewehrung gibt es nach derzeitiger Bemessungspraxis keine einheitliche Vorgehensweise. Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass die Ergebnisse der Berechnungen sowohl bei der Ermittlung der Beanspruchungen als auch bei der Interpretation der Bemessungsverfahren nach DIN EN 1992-2 und zugehörigem Nationalen Anhang in einer erheblichen Bandbreite voneinander abweichen können, ohne dass immer eindeutig beurteilt werden kann was richtig oder falsch ist. Die Schnittgrößenermittlung und Bemessung entscheidet aber darüber, ob Querkraftbewehrung erforderlich ist oder nicht. Besonders wenn es dadurch im Zuge der Ausführungsplanung zu anderen Ergebnissen kommt als bei der Entwurfsplanung, führt dies auch zu vertraglichen Problemen für den Bauherrn. Ein weiteres Problemfeld kann die Nachrechnung bestehender Bauwerke darstellen, da die Fahrbahnplatten des Bestands in der Regel ohne Querkraftbewehrung ausgeführt wurden. Vor diesem Hintergrund besteht aus Bauherrensicht die Notwendigkeit, eine einheitliche Vorgehensweise für die Berechnung und Bemessung von Fahrbahnplatten ohne Querkraftbewehrung bei Querkraftbeanspruchung auf Grundlage des aktuellen Stands von Wissenschaft und Technik zu entwickeln, um eine sichere und wirtschaftliche Bemessung zugleich mit eindeutigen Vorgaben zu gewährleisten. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung einer einheitlichen Vorgehensweise für den Nachweis von Fahrbahnplatten ohne Querkraftbewehrung. Dabei werden Vorschläge erarbeitet, die mechanisch begründet und für die Bemessungspraxis geeignet sind. Zudem werden entsprechende Textvorschläge zur Aufnahme in Bauherrenregelungen formuliert. Das Problem umfasst sowohl die Ermittlung der Beanspruchungen als auch des Tragwiderstands bei Querkraft von Fahrbahnplatten ohne Querkraftbewehrung. Beide Seiten, die Beanspruchung vEd und der Tragwiderstand vRd, stehen dabei in einer gewissen Abhängigkeit zueinander (z. B. auflagernahe Einzellasten, Interaktion Biegung/Querkraft, Kalibrierung des Bemessungsmodells, Betontraganteil Vccd).