Die Auswertung realer Ereignisse und früherer Studien zeigt, dass Menschen in Extremsituationen oft gemeinschaftlich abgesicherte Fluchtentscheidungen treffen. Die resultierende Gruppendynamik kann sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Selbstrettung haben. Da Gruppeneffekte im Zusammenhang mit Ereignissen in Tunneln zuvor kaum untersucht oder quantifiziert wurden, hat die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) im April 2023 das Forschungsvorhaben „Analyse des Reaktions- und Fluchtverhaltens in Straßentunneln unter Berücksichtigung von Gruppeneffekten“ an ein interdisziplinäres Konsortium aus Ingenieur- und Sozialwissenschaften vergeben. Das Forschungsvorhaben verfolgte das Ziel, den Einfluss der Gruppendynamik auf die Selbstrettung in Tunnelsystemen hinsichtlich soziologischer als auch ingenieurtechnischer Aspekte systematisch zu untersuchen. Im Rahmen des Projektes wurden über 60 Versuchspersonen in ein sehr realistisches Szenario eines Unfalls mit Brand in einem Straßentunnel gebracht und ihr Verhalten während der Selbstrettungsphase detailliert analysiert. Die Probandenversuche wurden in den Tunnelanlagen der Forschungseinrichtung Zentrum am Berg (ZaB) in Österreich durchgeführt. Im Ergebnis wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Verhaltensweisen von Einzelpersonen und in Gruppenstrukturen dokumentiert, die Motivlagen der Probanden über Interviews transparent gemacht und die Folgen reflektiert. Für die Verhaltensweisen wurden typisierende Schemata entworfen und eine Einordnung nach positiv, ambivalent, problematisch, kritisch oder fatal vorgenommen. Bei den Einzelversuchen wurde deutlich, dass immer mit einer Flucht von oder durch die Gefahrenstelle im eigenen Fahrzeug zu rechnen ist und Einschätzungen zur Gefahrenlage auch von Personen mit professionellem Vorwissen schwer zu treffen sind. Bei den Gruppenversuchen zeigt sich, dass im hier dargestellten Szenario eher von einer positiven Wirkung des Kollektivs gesprochen werden kann, insofern Ansätze zu problematischem, kritischen oder gar fatalem Verhalten durch Gruppeneffekte korrigiert werden. Wie weit sich die hier dokumentierten Ansätze auch anders auswirken könnten, lässt sich nur über umfangreichere Versuche klären. Die ingenieurmäßige Auswertung der durchgeführten Probandenversuche, bei denen die Reaktionszeiten und die resultierenden Fluchtgeschwindigkeiten sowohl von Gruppenversuchen als auch von einzelnen Referenzpersonen ermittelt wurden, trägt zur Validierung der Basisparameter zum menschlichen Verhalten von Risikomodellen bei. Eine Notwendigkeit zur Anpassung der Methodik zur Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln kann aus den Ergebnissen nicht abgeleitet werden.

Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojekts wurden 7 verschiedene Seilverfüllmittel (SVM) von insgesamt 5 Herstellern untersucht. Die Untersuchungen lieferten zusammengefasst die folgenden Erkenntnisse: 1. Ohne äußeres Korrosionsschutzsystem gelangen Wasser und Salze in das Seilinnere, wodurch Korrosions¬vorgänge an den Seildrähten initiiert werden. 2. Der Beitrag der SVM zum Korrosionsschutz der Seile wird weniger durch die enthaltenen Pigmente (z.B. Zinkstaub oder Aluminium), dagegen mehr durch ihr Benetzungsvermögen und die Alterungsbeständigkeit bestimmt. 3. Zinkstaubpigmente verringern die Standfestigkeit des SVM, erhöhen die Gefahr der Volumenzunahme bei Wasserzutritt und verringern die Schmierwirkung bei niedrigen Temperaturen und im gealterten Zustand. 4. Bei SVM mit einem LM-Gehalt > 3 % wird sehr wahrscheinlich Lösemittel beim Verseilen in das Seil eingetragen. Lösemittel verringern die Schmierwirkung und können zu einer Beeinträchtigung des äußeren Korrosionsschutzsystems führen. Aufbauend auf den Untersuchungsergebnissen wurde ein Vorschlag für ein leistungsorientiertes Prüfregime für Seilverfüllmittel aufgestellt. Dabei werden die folgenden Leistungsschwerpunkte berücksichtigt: • Korrosionsschutzvermögen • Schmierfähigkeit • Ausblutverhalten • Verträglichkeit mit Beschichtungen • Alterungsbeständigkeit

Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, den Einfluss von Pannenbuchten auf die Tunnelsicherheit zu bestimmen. Die Überprüfung der Wirksamkeit von Pannenbuchten erfolgte auf Basis einer quantitativen Risikoanalyse und -bewertung. Die Ermittlung der Eingangsparameter zur Durchführung der Risikoanalyse erfolgte auf Basis statistischer Analysen zu Pannen- und Unfallereignissen in Straßentunneln sowie fahrdynamischen Betrachtungen. Auf deren Grundlage konnte die bestehende Methodik zur Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln um das Ereignis Panne erweitert werden. Im Zuge der quantitativen Risikoanalyse wurden unterschiedlicher Pannenbuchtabstände betrachtet. Im relativen Vergleich zu einem richtlinienkonformen Tunnel konnte gezeigt werden, dass ein auf 300 m verkürzter Pannenbuchtabstand zu einer leichten Erhöhung im Sicherheitsniveau führt. Demgegenüber zeigt ein vergrößerter Pannenbuchtabstand von 900 m erhöhte Risikowerte. Die darauf aufbauende Kostenwirksamkeitsanalyse hat gezeigt, dass unter den gewählten Randbedingungen bei einem Pannenbuchtabstand von 300 m gegenüber einem richtlinienkonformen Abstand von 600 m keine Kostenwirksamkeit feststellbar ist. In der Kostenwirksamkeitsanalyse fanden neben monetarisierten Nutzerrisiken auch Investitions- und Erhaltungskosten sowie Nutzerkosten und Umweltkosten Eingang. Die Ermittlung der Investitions- und Erhaltungskosten erfolgte auf Basis von Auswertungen zu aktuellen Tunnelbauprojekten. Die Nutzer- und Umweltkosten wurden mit Hilfe einer mikroskopischen Verkehrsflusssimulation ermittelt.

Das Projekt "Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Betonbrücken im Bestand" hatte zum Ziel, auf der Grundlage experimenteller und theoretischer Untersuchungen Möglichkeiten für eine zutreffendere Abschätzung der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Spannbetonbrücken im Bestand mit geringen Querkraftbewehrungsgraden zu entwickeln. Dabei erfolgte einerseits die Weiterentwicklung der bestehenden Bemessungsverfahren auf Stufe 2 der BEM-ING Teil 2. Andererseits wurden Handlungsempfehlungen für vertiefte Berechnungsmodelle, die in Stufe 4 der BEM-ING Teil 2 Anwendung finden können, erarbeitet, um eine Entscheidungs- und Anwendungshilfe zur Bewertung der Standsicherheit für Querkraft und Torsion der betreffenden Brücken-bauwerke bereitzustellen. Um die realen Systemeigenschaften der Brückenüberbauten hinsichtlich der Biege- und Schubschlankheit sowie der Belastungsart möglichst repräsentativ abzubilden, wurden großformatige nachträglich vorgespannte Versuchskörper an drei verschiedenen Forschungseinrichtungen getestet. Während an der RWTH Aachen University an 16,5 m langen Durchlaufträgern und an der TU München an 4,5 m langen Substrukturen Querkraftversuche mit den Einflussparametern Querschnittsform, Querkraftbewehrungsgrad, Vorspanngrad, Durchlaufwirkung, Belastungsart und Verbundbedingung der Längsbewehrung durchgeführt wurden, sind an der TU Dortmund Querkraftversuche mit zusätzlicher Torsion an 12 m langen Durchlaufträgern unter Variation der Querschnittsform, der Interaktion von Momenten-, Querkraft- und Torsionsbeanspruchung, der Druckstrebenneigung und der Bügelformen untersucht worden. Im Schlussbericht wurden die Ergebnisse der experimentellen und theoretischen Untersuchungen dar-gestellt. Dazu wurde zunächst eine Zusammenfassung der Bemessung von Spannbetonbauteilen für Querkraft sowie Querkraft mit zusätzlicher Torsion nach aktueller Norm sowie der verfeinerten Bemessungsansätze auf Stufe 2 der BEM-ING Teil 2 gegeben und das Sicherheitskonzept der Bemessung im Bauwesen erläutert. Im darauffolgenden Abschnitt wurden die experimentellen Untersuchungspro-gramme der drei teilnehmenden Universitäten in Aachen, München und Dortmund dargestellt. Um die analytischen und numerischen Verfahren auf Stufe 2 und Stufe 4 der BEM-ING Teil 2 anzuwenden und zu vergleichen, wurden anschließend weitere experimentelle Untersuchungen aus der Literatur und ausgewählten Bauwerke dokumentiert, die anschließend zur Nachrechnung mit verschiedenen Modellen herangezogen wurden. Auf Grundlage der umfangreichen experimentellen Untersuchungen sowie einer Datenbankauswertung mit knapp 1300 Querkraftversuchen an Stahl- und Spannbetonträgern mit und ohne Querkraftbewehrung erfolgte eine Erweiterung der Querkraft- und Torsionsmodelle der Stufe 2 der BEM-ING Teil 2. Dadurch konnte eine realistischere Erfassung der günstigen Einflüsse gegliederter Querschnittsformen (bV,eff), einer Beanspruchung infolge verteilten Lasten (ΔVEd) und einer Vorspannung samt Spannungszuwachs (P+ΔP) ermöglicht werden. Anhand der durchgeführten Versuche mit Querkraft und zusätzlicher Torsion konnte gezeigt werden, dass durch Umlagerungen der inne-ren Kräfte eine Rotation der Druckstrebe im Bereich 1,75 ≤ cotθ ≤ 2,5 möglich und die freie Wahl der Druckstrebenneigung cotθ daher gerechtfertigt ist. Weiterhin dürfen unterschiedliche θ für die Nach-weise für Querkraft sowie Querkraft und Torsion angesetzt werden. Allerdings wird empfohlen, den Beiwert der Betondruckfestigkeit ν abhängig vom Überbauquerschnitt abzumindern. Der Nachweis gegen Betondruckversagen bei kombinierter Beanspruchung erfolgt dann auf Basis einer linearen Interaktion aus Querkraft und Torsion (V + T). Die Anwendung der vorgeschlagenen Weiterentwicklung der Querkraft- und Torsionsbemessung auf vier bestehende Brücken verdeutlicht den in der Praxis dringend benötigten Mehrwert des verfeinerten Bemessungsansatzes auf Stufe 2 der BEM-ING Teil 2. Neben der Vorstellung in Stufe 4 der BEM-ING Teil 2 gängiger Verfahren zur Brückennachrechnung wurden jeweils die wesentlichen Schritte der Berechnung bzw. Modellierung erläutert. Auf Basis einer anschließenden Bewertung der wissenschaftlichen Verfahren wurden Empfehlungen für eine breitere und trotzdem ausreichend sichere Anwendung für die Praxis gegeben. Hierbei wurden u.a. die Art der Modellierung, der Ansatz der Materialkennwerte, ein angepasstes Sicherheitskonzept für nichtlineare Verfahren einschließlich der Modellunsicherheit, der Umgang mit nicht normkonformer Bügel- und Längsbewehrung sowie die Vergleichbarkeit mit den anderen Stufe 4-Verfahren berücksichtigt. Für eine Auswahl der betrachteten Verfahren wurden durch vertiefte Untersuchungen Handlungsempfehlungen erarbeitet, die im Format und Wording an die BEM-ING Teil 2 angepasst wurden. In einem abschließenden Benchmark-Test wurde eine Auswahl an Versuchen und deren Nachrechnung dokumentiert, sodass in Zukunft die Eignung weiterer wissenschaftlicher Verfahren zur Nachrechnung von Betonbrücken bewertet werden kann.

Das Hauptziel des Forschungsprojekts „Blockhinterlegung und Verpressverfahren zur Abdichtung von Tunnelinnenschalen“ war es in großmaßstäblichen Versuchen die Auswirkungen verschiedener Einflussparameter auf den Verpresserfolg zu untersuchen. Diese Erkenntnisse dienen u. a. dazu, die aktuellen Vorgaben der Regelwerke im Hinblick auf Anordnung der Verpresseinrichtungen zu überprüfen und ggf. Vorschläge zur Optimierung abzuleiten. Die Untersuchung umfasste die Abdichtung des flächenhaften Schottfeldbereichs (Typ A) und der Schottfugen (Typ B). Der Versuchsaufbau erfolgt modular unter Einsatz von vier Stahlbetonplatten von 3 m Länge, die einzeln oder gemeinsam genutzt wurden. Wesentliche geometrische und mechanische Größen wie z. B. die zu verpressende Spaltweite lassen sich am ebenen Modellausschnitt im Maßstab 1:1 abbilden, sodass reproduzierbare Ergebnisse für die Auswertung und wissenschaftliche Beurteilung vorliegen. Dabei werden auch die Erkenntnisse aus einer Status-quo-Analyse und die Ergebnisse der Länderabfrage eingebunden. Als maßgebliches Bewertungskriterien für den Verpresserfolg wird deren Reichweite herangezogen. Diese kann nach Abschluss der Injektion und Erhärten des Verpressmaterials beim Typ A durch Abheben der Stahlbetonplatten und beim Typ B durch Sägeschnitte ermittelt werden. Die nennenswerten Ergebnisse der großmaßstäblichen Versuche bezüglich der Einflussparameter sind: 1 Verpressmaterial Die Art des Verpressmaterials hat aufgrund verschiedener Fließfähigkeiten sowie des grundlegenden Unterschieds zwischen einer Suspension und einer Lösung bekanntermaßen einen großen Einfluss auf den erzielbaren Verpresserfolg. Die Versuche des Typs A (Spalt 0 mm) haben ergeben, dass sowohl das Acrylatgel als auch das Geopolymer bis zum Ende des vierten Feldes verpresst werden konnte. Die maximale Reichweite der Mikrofeinzement-Suspension betrug im Versuch etwa 11,5 m. Die Inaugenscheinnahme der Sägeschnittflächen der Versuchskörper des Typs B hat gezeigt, dass sich beide Verpressmaterialien im Bereich der Sperranker des Schottfugenbands praktisch über die gesamten 12 m verteilen und etwaige Fehlstellen i. A. verfüllen. Die Mikrofeinzement-Suspension zeigte bessere Ergebnisse als das Acrylatgel. Die Verpresskörper aus Mikrofeinzement-Suspension waren i. A. nach dem Sägen ohne größere Hohlstellen. 2 Schlauchart Auch die verwendete Schlauchart hat einen Einfluss auf die Erreichbarkeit der zu verpressenden Bereiche zwischen Tunnelinnenschale und KDB. Die Versuche Typ A mit Acrylatgel (Spalt 0 mm) haben gezeigt, dass das Verpressmaterial bis in das vierte Feld injiziert werden konnte. Während bei der Verpressung über den 1 m langen Verpressschlauch Øi 6 mm der Verpresskörper nach etwa 10 m endete, erreichte er im Versuch mit Verpressstutzen Øi 24 mm das Ende des vierten Feldes nach etwa 12 m. Die erzielbare Reichweite war somit bei der Verpressung über den Verpressstutzen geringfügig größer. Die Versuche Typ B mit Acrylatgel und Mikrofeinzement-Suspension ergaben, dass über die Verpressschläuche insgesamt eine bessere Materialverteilung in Längsrichtung erreicht wurde. Bei der Verpressung über die Stutzen war die Verteilung schlechter, sodass in den unmittelbar benachbarten Fehlstellen eine weniger gute Verfüllung der Fehlstellen erreicht wurde. Die im FE-Projekt entwickelte Großversuchseinrichtung ermöglicht realitätsnahe Versuche mit definierten Randbedingungen. Da jede Versuchsvariante nur ein einziges Mal durchgeführt wurde, können die Versuchsergebnisse erste interessante Trends aufzeigen. Dieser Erfahrungsschatz sollte für weitere Versuche genutzt werden. Wenn zukünftig planmäßige Blockhinterlegungen gefordert oder zugelassen werden, gewinnen Versuche ohne Gegendruck eine größere Relevanz gegenüber Versuchen mit Gegendruck. Gleichzeitig stellt sich dann aber auch die Frage, ob für die planmäßige Blockhinterlegung lediglich die geometrische Wirkung ebenerer Oberflächen oder auch eine abdichtende Wirkung des Verpressmaterials angestrebt wird. Auch der Abgleich der Großversuchsergebnisse mit zukünftigen Erfahrungen aus Tunnelprojekten ist für die praktische Nutzung von Versuchsergebnissen sehr erstrebenswert. Es ist daher wünschenswert, die projektspezifischen Qualitätssicherungsmaßnahmen der bauausführenden Unternehmen, der örtlichen Bauüberwachung und ggf. der Fachbauüberwachung einschließlich Bauwerksdokumentation daraufhin zu prüfen und nötigenfalls anzupassen. Vernetztes Denken und Tun unter Berücksichtigung der vielfältigen Perspektiven können erheblich zu dichteren Bauwerken und ihrer Effizienz und Wirksamkeit beitragen.