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.

Der überproportionale Anstieg des Verkehrs in den letzten Jahrzehnten (Last und Anzahl) in Verbindung mit der Altersstruktur der Brücken in Deutschland erfordert Erhaltungsmaßnahmen zur Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit des Infrastrukturnetzes. Das steigende Schwerlastverkehrsaufkommen führt zu einer permanent hohen Brückenauslastung und einer beschleunigten Alterung. Der resultierende Bauwerkszustand kann eine Nutzungseinschränkung oder eine Verringerung der Restnutzungsdauer erforderlich machen. Umfangreiche Verstärkungsmaßnahmen oder ein Ersatz der betroffenen Bauwerke, insbesondere des älteren Brückenbestands, sind aufgrund eingeschränkter Kapazitäten und einem erhöhten Mittelbedarf kurzfristig nicht umsetzbar. Aus diesem Grund sind alternative Erhaltungsstrategien zu verfolgen, um die Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit des Infrastrukturnetzes zu gewährleisten. Das Bauwerksmonitoring stellt hierbei ein Werkzeug der Erhaltungsplanung zur möglichen Verlängerung der sicheren Nutzung von Brückenbauwerken dar. Grundsätzlich ist der strategische Einsatz von Monitoring über die gesamte Lebensdauer möglich, um frühzeitig auf sich ankündigende Veränderungen des Tragwerkzustands reagieren zu können. Beim Bauwerksmonitoring handelt es sich um eine Spezialdienstleistung. Kenntnisse zum Einsatz und Nutzen von Monitoring und der Einbindung in die Erhaltungsplanung liegen den Straßenbauverwaltungen derzeit nur eingeschränkt vor. Vor diesem Hintergrund wurde von der Bundesanstalt für Straßenwesen eine Länderabfrage zum Einsatz von Monitoring bei den Straßenbauverwaltungen durchgeführt. Aus den gemeldeten Maßnahmen wurden Monitoringanwendungen für die detaillierte Erfassung der gesammelten Erfahrungswerte mittels Fragebögen ausgewählt. Das Ziel der Erfahrungssammlung ist den Stand der Technik des Bauwerksmonitorings und die Anwendungsmöglichkeiten zur Förderung einer strukturierten Anwendung von Monitoring aufzuzeigen. Im Rahmen der Erfahrungssammlung werden die Erfahrungswerte zu den Anwendungsbereichen, der Leistungsfähigkeit und der Grenzen von Brückenmonitoring dargestellt und sollen eine Erfahrungsgrundlage für die zukünftige Ausschreibung, Planung und Umsetzung von Brückenmonitoring bieten. In einem ersten Teil wird der Stand der Technik des Brückenmonitorings beschrieben und in Monitoringziele gegliedert. Die Monitoringziele richten sich überwiegend nach der Erfassung unterschiedlicher Bauwerksreaktionen, wie. z. B. die Erfassung von Verformungen oder Rissentwicklungen. Den Messzielen werden die in der Praxis angewandten Messverfahren zugeordnet. Neben Angaben zur Funktionsweise und Leistungsfähigkeit der Messtechnik werden Angaben zum Informationsgewinn gemacht. Es folgen Hinweise zu den Anwendungsgrenzen des Monitorings und zur Qualitätssicherung, sofern Erfahrungswerte vorhanden sind. In einem zweiten Teil werden in einer Beispielsammlung ausgewählte Monitoringmaßnahmen und deren Ergebnisse beschrieben. Es werden die Monitoringgründe, die für das Monitoring bedeutsamen Bauwerksmerkmale und das Ziel der Messungen aufgeführt. Neben den übergeordneten Gründen werden die verwendete Messtechnik, die Zuständigkeiten im Monitoringprozess, der Informationsgewinn und das Datenmanagement beschrieben. Ergänzend zur Darstellung des Stands der Technik und der Beispielsammlung von Monitoringanwendungen werden zusätzliche Erfahrungswerte aus den Fragebögen insbesondere zur Ausschreibung und Vergabe und den Zuständigkeiten der Akteure im Monitoringprozess in einer statistischen Auswertung analysiert und dargestellt.

Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst knapp 40.000 Brückenbauwerke und deren regelmäßige Zustandsbewertung erfordert einen hohen Einsatz finanzieller und personeller Ressourcen. In festen Zeitintervallen erfolgt im Zuge der Bauwerksprüfung eine visuelle Inspektion jeder Brücke, die die Grundlage der Bewertung des Brückenzustands darstellt. Sowohl die Zustandserfassung als auch die -bewertung sind dabei jedoch personenabhängig und damit subjektiv. Bei Intelligenten Brücken kann durch die Verwendung von Sensoren und die kontinuierliche Überwachung die Zustandsbewertung verbessert und die Grundlage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement gelegt werden. Um die Vorteile der Intelligenten Brücke umfänglich nutzbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Datenmanagement erforderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Konzepte für das Datenmanagement der Intelligenten Brücke“ wurde dazu ein Konzept für die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke erarbeitet. Im Forschungsvorhaben wurde zunächst der Status quo analysiert. Dabei wurde das aktuell übliche Vorgehen zur Bestimmung des Bauwerkszustands sowie das mögliche zukünftige Vorgehen bei Intelligenten Brücken thematisiert. Zudem wurden die relevanten beteiligten Akteure (Betreiber, Fachplaner und Bauwerksprüfer) identifiziert und ihre grundlegenden Anforderungen an die zu erfassenden Daten ermittelt. Für die Erarbeitung der Anforderungen der beteiligten Akteure an die digitale Infrastruktur wurden zwölf Interviews mit zentralen Akteuren aus den drei identifizierten Bereichen durchgeführt. Die Interviewpartner wurden zu den Aspekten Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung und Datenaufbereitung bis hin zu möglichen Visualisierungen befragt. Die Erkenntnisse der Interviews, die Informationen aus der Erhebung zum Status quo sowie die Erfahrungswerte der Projektbeteiligten dienten anschließend als Grundlage für die Formulierung der Anforderungen an die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke. Das erstellte (Mindest-) Anforderungsportfolio bezieht sich auf die ermittelten Ebenen des Datenmanagements (Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung, Datenaufbereitung, Datenauswertung und Lebenszyklusmanagement) und bildet den Rahmen für das Konzept zur digitalen Infrastruktur. Der Bereich der Datenerfassung beinhaltet die Erhebung, die Erschließung, die Digitalisierung sowie die Umformatierung unterschiedlichster Daten sowie Datenformate. Im Rahmen des Konzepts wurden die Zielstellung, zu berücksichtigende Datencluster, die Sensorausstattung und Messintervalle sowie die Bauwerke thematisiert. Die Datenübertragung wird definiert als die Übermittlung der erfassten Messwerte vom Sensor zur verarbeitenden Einheit sowie von der verarbeitenden Einheit zum Datenspeicher und kann prinzipiell drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Für die Übertragung der Daten vom Sensor zum Messrechner an der Brücke wird eine überwiegend drahtlose Übertragung vorgesehen, die anschließende Übertragung der Daten vom Messrechner zum Datenspeicher hingegen erfolgt drahtlos über den 5G-Mobilfunkstandard. Die Datenhaltung umfasst die Speicherung der gewonnenen Daten in strukturierter Form in einer Datenbank sowie die mit der Datenspeicherung in direktem Zusammenhang stehenden Prozesse. Das Konzept sieht eine cloudbasierte Lösung vor, die sowohl als Public oder Private Cloud realisiert werden kann. Die Datenaufbereitung und die Datenauswertung behandeln die Weiterverarbeitung sowie die Erhöhung der Qualität der erfassten Daten und sollten grundsätzlich automatisch erfolgen. Die letzte Ebene des Konzepts stellt das Lebenszyklusmanagement dar, wobei die Objektebene und die Netzebene unterschieden werden. Die Betrachtung auf Objektebene erfolgt auf Grundlage der erfassten sowie der aufbereiteten Daten individuell für jede Brücke. Die Betrachtung auf Netzebene hingegen sieht die Betrachtung von großflächigen Brücken-Clustern von einer übergeordneten Perspektive aus vor. Für das entwickelte Konzept zur digitalen Infrastruktur wurden abschließend verschiedene Aspekte der Umsetzung behandelt. Dazu zählen notwendige Anpassungen der Prozesse im Betrieb, organisatorische Anpassungen, erforderliche personelle Qualifizierung, zu beschaffende Hard - und Softwareausstattung sowie eine exemplarische Abschätzung der Kosten. Die Intelligente Brücke liefert im Zusammenspiel mit einem adäquaten Datenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung mit Sensoren umfangreiche Informationen zu den tatsächlich aufgetretenen Einwirkungen sowie den tatsächlich vorhandenen Widerständen einer Brücke. Hierdurch ergeben sich neue Möglichkeiten, wie etwa die Durchführung der Nachrechnung auf Grundlage der tatsächlichen Einwirkungen und Widerstände oder die kontinuierliche rechnerische Zustandsbewertung. Darüber hinaus können weitere zukunftsweisende Technologien, wie z. B. der Einsatz von Drohnen, Virtual Reality oder Augmented Reality, berücksichtigt werden.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Validierung neu entwickelter Nachweisformate im Zuge der Fortschreibung der Nachrechnungsrichtlinie. Hierzu wird in einem theoretischen Arbeitspaket das Fachwerkmodell mit additivem Betontraganteil anhand repräsentativer Beispielbauwerke und Versuche bewertet. Neben analoger Anwendung an Beispielbauwerken wird auch das Sicherheitsniveau der kanadischen Norm CSA A.23 diskutiert und darauf aufbauend werden Entscheidungshilfen zur Anwendung bei der Nachrechnung formuliert. Parallel dazu werden im Rahmen experimenteller Untersuchungen an vorgespannten Balkenelementen mithilfe der Substrukturtechnik mögliche Effekte aus einer Variation des Längsbewehrungsgrades analysiert. Anhand eines Durchlaufträgers wird die Substrukturtechnik validiert. Wesentliche Ergebnisse der experimentellen und theoretischen Untersuchungen werden im Folgenden vorgestellt. Für weiterführende, im Detail erläuternde Informationen wird auf den Schlussbericht verwiesen. Das beobachtete Versagen geprüfter Balkenelemente kann als klassisches Biegeschubversagen bei teilweise unterschiedlicher finaler Ausprägung klassifiziert werden. Die Plattenbalkenquerschnitte zeigen vor Erreichen der Bruchlast zusätzliche, unmittelbare Schubzugrisse in bereits gerissenen Druckspannungsfeldern in Feld- und Stützbereichen. Mit Erreichen der Bruchlast lokalisiert sich in einem kritischen Biegeschubriss bzw. einschießendem Schubzugriss die finale Bruchkinematik. Die freiwerdende Energie kann nur durch die Steifigkeit der Gurte bzw. das kreuzende Spannglied gedämpft werden, weshalb das Bruchverhalten der Versuche mit dem geringsten Längsbewehrungsgrad besonders abrupten Charakter zeigt. Die Systemduktilität eines Querkraftversagens wird somit nicht unmittelbar und ggf. nicht vorrangig durch den Schubbewehrungsgrad gesteuert, auch der Längsbewehrungsgrad sollte hierfür berücksichtigt werden. Im Rahmen der betrachteten Versuchsreihe beeinflusst ein reduzierter Längsbewehrungsgrad die Schubtragfähigkeit nicht nachteilig. Dies wird durch einen signifikanten Dehnungszuwachs der initial moderat vorgespannten Spannglieder ermöglicht. Die Neigung kritischer Schubrisswinkel verläuft bei allen Versuchen flacher als der zulässige Schubrisswinkel βr nach Nachrechnungsrichtlinie (βr ≤ 25,45°). Die Mobilisierung derart flach geneigter Druckspannungsfelder ermöglicht die im Bericht ausgewiesenen erreichten Traglasten. Vor dem Hintergrund der Nachrechnung von Bestandsbrücken ist – neben der begrenzten Datengrundlage – von einer weiteren Anpassung hin zu flacher ansetzbaren Schubrisswinkeln abzusehen, da damit implizit eine ausreichende Duktilität der Querkraftbewehrung angenommen wird. Dieser Umstand wird aber nicht geprüft, meist ist dies auf Basis der Bestandsunterlagen ohnehin nicht möglich. Die theoretische Betrachtung unter Verwendung des Fachwerkmodells mit additivem Betontraganteil zeigt eine gute Abbildung der Tragfähigkeit, weitgehend unabhängig vom Querkraftbewehrungsgrad. Für Durchlaufträger unter Streckenlasten konnte gezeigt werden, dass die Tragfähigkeit bei Nachweis im Abstand 2d vom Auflager besser abgebildet werden kann. Hinsichtlich des Einflusses des Längsbewehrungsgrades zeigt sich, dass alle zur Bewertung herangezogenen Ansätze (DIN FB, NRR, CSA A23.3) mit abnehmendem Längsbewehrungsgrad eine zunehmend konservative Abbildung der Tragfähigkeit ergeben. Bei Anwendung diskutierter Nachweisformate auf repräsentative Brückenbauwerke erlaubt das Fachwerkmodell mit additivem Betontraganteil signifikant höhere Tragwiderstände und erlaubt damit oftmals eine erfolgreiche Nachweisführung, insbesondere bei schwachem Schubbewehrungsgrad. Bei großen Querkraftbewehrungsgraden kann hier die – zusätzlich explizit abgeminderte – rechnerische Druckstrebentragfähigkeit maßgebend werden. Es wurden im Zuge der Berechnungen keine kritischen Punkte identifiziert, die gegen eine Anwendung des Fachwerkmodells mit additivem Betontraganteil im Zuge einer Brückennachrechnung sprechen. Aus-wirkungen aus einer Interaktion zwischen Querkraft- und Torsionsbeanspruchung wurden nicht betrachtet. Neben einer Evaluierung des Teilsicherheitskonzeptes und anzusetzender Lastmodelle der kanadischen Norm CSA A23.3 im Vergleich zu DIN FB 102 konnte ein kritischer Punkt identifiziert werden. Die Spannung im Spannstahl darf zum Zeitpunkt der Dekompression vereinfachend zu 70 % der Zugfestigkeit des Spannstahls pauschal angesetzt werden, was im Hinblick auf das Gros deutscher Bestandsbrücken eine nichtkonservative, verfälschende Annahme darstellt. Eine Nachrechnung nach kanadischer Norm kann damit nur in Fällen ausreichender Vorspannung (εx(H/2) ≤ 0) empfohlen werden. Abschließende Betrachtungen zur Tragfähigkeit nach prEC2 zeigen, dass selbige stets größer ist als nach aktuellem EC2 und EC2+NA(D), die sich in den Vorwerten CRd,c unterscheiden. Eine mögliche Anwendung des CSCT Ansatzes als additiver Betontraganteil erfordert weiterführende systematische Untersuchungen.

Ein Großteil der heute vorhandenen Stahlbrücken wurde in den 1960er Jahren errichtet, als man der Problematik der Materialermüdung noch nicht den notwendigen Stellenwert eingeräumt hatte. Seit Ende der 1990er Jahre ist bei diesen Bauwerken eine stetige Zunahme von Schäden zu verzeichnen, die durch die geringe Ermüdungsfestigkeit einzelner Konstruktionsdetails in Kombination mit erhöhten Beanspruchungen durch den zunehmenden Schwerverkehr verursacht werden. Da Ersatzneubaumaßnahmen sowohl mit hohen Kosten als auch mit langwierigen Genehmigungsverfahren verbunden sind, gilt es, den Bestand der vorhandenen Bauwerke ausreichend lange zu erhalten. Um auch bei weiter ansteigenden Ermüdungsbeanspruchungen eine hinreichende Restlebensdauer sicherzustellen, werden wirksame Konzepte und neue Lösungen für die Erhaltung von Stahlbrücken erforderlich. Mit der „Verstärkung des Deckblechs orthotroper Fahrbahnplatten durch Aufkleben von Stahlblechen“ wird ein spezieller, jedoch vielversprechender Lösungsansatz verfolgt und eingehend untersucht. Die erforderlichen Untersuchungen sind so umfangreich, dass die folgenden vier aufeinander bezogenen Projekte initiiert wurden, um eine angemessene Abwicklung zu gewährleisten: • Numerische Untersuchungen • Klebtechnologie • Dauerfestigkeitsuntersuchungen • Fugen- und Randausbildung Im Projekt „Numerische Untersuchungen“ wird am Beispiel der orthotropen Platte der Rheinbrücke Duisburg-Neuenkamp mithilfe eines numerischen Modells gezeigt, dass die Verstärkung des Deckblechs eine sinnvolle Maßnahme ist, um Spannungen in der Platte und örtliche Durchbiegungen des Deckblechs wirkungsvoll zu vermindern. Das Projekt „Klebtechnologie“ beschreibt die Entwicklung eines praxistauglichen Klebverfahrens, das auf die speziellen Rahmenbedingungen abgestimmt wurde, die bei der Erhaltung von orthotropen Fahrbahnplatten bestehen. Kern des Projekts „Dauerfestigkeitsuntersuchungen“ bildet ein aufwändiges Versuchsprogramm mit praxisnahen Dauer-Schwell-Biege-Prüfungen. Als wesentliches Ergebnis wurde der Nachweis erbracht, dass die Klebverbindungen den dynamischen Beanspruchungen aufgrund der herkömmlichen Verkehrsbelastung dauerhaft widerstehen können. Im Projekt „Fugen- und Randausbildung“ wurde die Anordnung von Fugen und die Gestaltung von Randabschlüssen konzipiert und deren Tauglichkeit untersucht. In Anlehnung an das Projekt „Dauerfestigkeitsuntersuchungen“ wurde anhand von Versuchen eine ausreichende Ermüdungsfestigkeit nachgewiesen. Die im Rahmen dieser vier Projekte durchgeführten Untersuchungen werden erläutert und die erzielten Ergebnisse dargestellt. Damit sind die labortechnischen Untersuchungen zur „Verstärkung des Deckblechs orthotroper Fahrbahnplatten durch Aufkleben von Stahlblechen“ erfolgreich abgeschlossen. Die gewonnenen Erkenntnisse bilden eine wesentliche Grundlage für erste Pilotanwendungen in der Praxis. Anhang A enthält alle wesentlichen Parameter, Ergebnisse, Einzelwerte und Fotos. Bei der vorliegenden Veröffentlichung handelt es sich um eine von der „Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Abteilung Bauwissenschaften der Universität Duisburg-Essen“ genehmigte Dissertation zum Erwerb des Doktorgrades. Die mündliche Prüfung fand am 04.11.2022 statt. Gutachterin und Gutachter waren Frau Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Natalie Stranghöner und Herr Univ.-Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann. Herzlich bedanke ich mich an dieser Stelle bei Frau Prof. Stranghöner sowohl für die perfekte Betreuung aber insbesondere auch für den entscheidenden Impuls, die Arbeiten in einer Dissertation zu bündeln, bei Herrn Prof. Feldmann für die Begutachtung sowie bei zahlreichen Kolleginnen und Kollegen aus der Abteilung Brücken- und Ingenieurbau der BASt für die Unterstützung auf vielfältige Art und Weise und dabei ganz besonders bei Herrn Bert Quaas und Herrn Michael Staeck für den engagierten Einsatz im Labor und an der Hydropulsanlage.

Um die BIM-Methode im Erhaltungsmanagement von Brückenbauwerken anzuwenden und die BIM-Modelle über die Lebenszyklusphasen Planung und Bau auch im Betrieb durchgehend nutzen zu können, müssen frühzeitig Definitionen und Anforderungen festgelegt werden, die an die BIM-Methodik für das Erhaltungsmanagement gestellt werden. Das Ziel des Projektes ist es, den gesamten Informationslebenszyklus eines Brückenbauwerkes zu untersuchen und dabei insbesondere die für das Betriebs- und Erhaltungsmanagement notwendigen Informationen zu berücksichtigen. Wesentlich dabei ist es, zu identifizieren, welche Informationen relevant für die gängigen Anwendungsfälle und Szenarien im Erhaltungsmanagement sind. Die relevanten Informationen werden dann den möglichen Datenquellen zugeordnet. Der Fokus liegt dabei auf der Praxistauglichkeit sowohl beim Erhaltungsmanagement, das üblicherweise von Behörden verantwortet wird, als auch im Informationsbeschaffungsprozess, bei dem verschiedene Beteiligte involviert sind. In den vergangenen 15 Jahren wurden im Rahmen verschiedener Projekte umfangreiche Untersuchungen zur Anwendung von BIM im Brückenbau durchgeführt. Dabei stellt vor allem die Veröffentlichung des IFC-Bridge Standards einen wesentlichen Fortschritt dar. Dennoch fehlen weiterhin konkrete Prozesse, Standards sowie Umsetzungsstrategien des Bundes. Expertenbefragungen hinsichtlich der Informationsanforderungen und der Umsetzung von Anwendungsfällen im Erhaltungsmanagement haben zu den Ergebnissen geführt, dass der Umfang der in den bestehenden Regelwerken geforderten Informationen ausreichend ist, die Informationsquellen und die Form der Information selbst jedoch nicht einheitlich und eindeutig sind. Aus den Befragungen und Analysen des Status quo im Erhaltungsmanagement hat sich ein Konzept entwickelt, welches aus einem Frontend, also der Benutzeroberfläche eines BIM-Bestandsmanagementsystems, und aus einem Backend mit den verschiedenen Datenquellen besteht. Die Grundprinzipien des Konzeptes sind, dass alle Informationen im Backend vorhanden sein sollen und dass alle Informationen in einer auswertbaren Form zur Verfügung stehen müssen. Hinsichtlich der Zuordnung zwischen Dokumenten und Modelelementen wurde eine Verknüpfung über ein Metadatenkonzept oder das Hinterlegen von Links hinsichtlich der Handhabung als sinnvoll erachtet. Dabei werden die Daten in ihrer ursprünglichen Form beibehalten und so eine langfristige Archivierung sichergestellt. Um die als notwendig identifizierten Informationen möglichst aufwandsarm zu erheben und für den Betrieb bereitzustellen, wurden zunächst die Begriffe As-built Modell und Digitale Bauwerksakte definiert. Im Rahmen einer BIM-gestützten Planung ist für ein As-built Modell sicherzustellen, dass dieses im Rahmen der Toleranzen dem gebauten Zustand entspricht. Für die Einführung des BIM-gestützten Erhaltungsmanagement bei Bestandsbrücken ergibt sich die große Herausforderung, dass Daten vielfach nur begrenzt digital vorliegen. Für die Erstellung der digitalen Bauwerksakte wurden die Ansätze Fusion-Data und Linked-Data un-tersucht und der Linked-Data Ansatz weiterverfolgt. Für die Verwaltung von As-built Modellen wird das IFC 4x2 Format empfohlen. Für die Anwendungsfälle Bauwerksprüfung, Nachrechnung, Schwertransporte, Durchführung von Erhaltungsmaßnahmen, Erweiterung des Bauwerks in Form von Um- und Ausbau sowie die Auswertung von Netzstatistiken wurde der Einfluss von BIM, die Nutzung der Informationen sowie die daraus entstehenden Soll-Prozesse im Betrieb konzipiert. Dafür wurde anhand eines praxisgerechten Konzepts die Umsetzung der Anwendungsfälle über das Frontend dargestellt. Das Konzept verfolgt die Voraussetzungen einer webbasierten Software als Frontend, welche als Zugang zur digitalen Bauwerksakte dient. Zur Demonstration der entwickelten Konzepte werden anhand des realen Projektes BW 27/1 der A99 die BIM-Anwendungsfälle des Erhaltungsmanagements implementiert. Auf Grundlage der in den AIA ergänzten Attributtabellen wurden die Attribuierung der BIM-Modelle sowie die Prüfung der Attribute durchgeführt. Weiterhin wurden die Dokumente auf Grundlage der entwickelten Konvention parametrisiert und regelbasiert mit den Daten verlinkt. Auf Grundlage der daraus erstellten digitalen Bauwerksakte wurde für die Umsetzung der Anwendungsfälle eine softwarespezifische Demo erstellt. Auf Grundlage der im Projekt begegneten Technologien wird ein Ausblick in künftige Trends und Entwicklungen gegeben. Laut einer Studie von Roland Berger werden Trends wie Cloud-Computing, Big Data, Internet of Things, Künstliche Intelligenz, Blockchain, Virtual und Augmented Reality, Robotik, Sensorik oder Smart Buildings und Smart Cities auch maßgebenden Einfluss auf das Planen, Bauen und Betreiben der Bauwerke von morgen haben.

Die Anpassung von Bestandsbrücken für zukünftige Verkehrsbelastungen ist häufig mit der Veränderung oder Erneuerung der Fahrbahn verknüpft. Der geänderten Situation entsprechend sind statische Nachweise zur Tragsicherheit erforderlich. Die Nachrechnungsrichtlinie [1] für den Teil Mauerwerk soll mit der Nachrechnung bestehender Gewölbebrücken validiert, sowie auf den aktuellen Stand der computerunterstützten Nachweisführung angepasst werden. Bei Bogenbrücken aus Mauerwerk und unbewehrtem Beton ist das sogenannte Stützlinienverfahren vorteilhaft anwendbar, da hiermit die Strukturnichtlinearität infolge der belastungsabhängigen Rissbildung mit klaffenden Fugen berücksichtigt wird. Beim Nachweis von Mauerwerksstrukturen sind im Allgemeinen die drei folgenden Nichtlinearitäten zu berücksichtigen: • Strukturnichtlinearität (klaffende Fugen) • Geometrische Nichtlinearität (Knicken) • Materialnichtlinearität („plastisches“ Verhalten von Mörtel) Die Analyse nichtlinearer Aufgabenstellungen erfordert deshalb vertiefte Fachkenntnisse des Ingenieurs. Im Gegensatz zur linear-elastischen Berechnung sind hier Sensitivitätsuntersuchungen notwendig, damit sich die Einflüsse bestimmter Eingangswerte besser beurteilen lassen. Das Baumaterial Mauerwerk lässt sich bei genauerer Analyse nicht mehr als elastisches Kontinuum abbilden, da sich die Struktur entsprechend der Einwirkungskombination durch Rissbildung mit sich öffnenden Fugen verändert. Mithilfe der Methode der finiten Elemente entsteht mit Einbau von Kontaktelementen zwischen den Fugenrändern der Steine das sogenannte Diskontinuumsmodell. Die verknüpften Kontaktelemente übertragen nur Druck- und Reibungskräfte. Dieses wichtige Detail ermöglicht die realitätsnahe Modellierung von Mauerwerk mit Rissbildung unter Laststeigerung. Die Tragfähigkeit von Mauerwerk wird neben der Steindruckfestigkeit im Besonderen von der Steinzugfestigkeit bestimmt. Bei Bogenbrücken aus quaderförmigem Natursteinmauerwerk spielt wegen der verhältnismäßig geringen Fugendicke die Mörteldruckfestigkeit eine untergeordnete Rolle. In der aktuellen Normung wird vereinfachend auf der Widerstandsseite nur ein einziger Sicherheitsbeiwert Ƴm festgelegt. Zur rechnerischen Erschließung weiterer Tragreserven lassen sich aber auch die Einzelkomponenten auf der Widerstandsseite absichern. 1. Die Teilsicherheitsfaktoren basieren auf folgendem Nachweisprinzip: Berechnung der Beanspruchung der Konstruktion über Spannungen mit Schnittgrößen (Stützlinie oder Stützfläche); Darstellung als Beanspruchungspfad 2. Ermittlung der Beanspruchbarkeit des Mauerwerks (Darstellung als Bemessungs-Traglastkurve) 3. Vergleich Beanspruchung ≤ Beanspruchbarkeit Am Beispiel von fünf Gewölbebrücken aus Mauerwerk wird die Nachrechnungsrichtlinie für den Einsatz aktueller Rechentechnik und dem aktuellen Stand der Normung validiert. Im Zuge dieses Forschungsvorhabens sind für die praktikable Nachweisführung Vorschläge zur Aktualisierung der Richtlinie dokumentiert. Dabei wurden folgende Parameter untersucht: • Geometrie mit verschiedener Spannweite, Stichhöhe, Bogendicke, Kreisbögen mit konstantem und konischem Querschnittsverlauf vom Scheitel bis zum Kämpfer • Steifigkeit der Bögen mit E-Modul für Mauerwerk • Steifigkeit der Aufbauten als Auffüllung (Hinterfüllung) • Laststellungen mit Lastverteilung in Querrichtung (mitwirkende Breite) • Einwirkung aus Temperatur • Mauerwerksart: Ziegel- Natursteinmauerwerk • Mauerwerk verschiedener Festigkeiten • Bemessungsfestigkeit aus Sicherheitskonzept • Bemessungs-Tragfähigkeit unter ausmittiger Beanspruchung (Bemessungs-Traglastkurve) Die Ausnutzungsgrade für die Nachweise wurden dokumentiert: 1. Grenzzustand der Tragfähigkeit (GZT) • Ausnutzungsgrad für maßgebende Einwirkungskombination • Ausweis der Tragreserve für eine mögliche Laststeigerung (faktorisierbare Lastbilder) 2. Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (GZG) • Nachweis, dass unter dem 1,0-fachen Lastmodell der Querschnitt rechnerisch nur bis zur Querschnittsmitte aufreißen (klaffen) darf, d.h. Resultierende der Beanspruchung mit Ausmitte bis zur 2. Kernweite (m ≤ 2) • Nachweis, dass unter ständigen Einwirkungen der Querschnitt rechnerisch überdrückt ist, d. h. Resultierende der Beanspruchung mit Ausmitte bis zur 1. Kernweite (m ≤ 1) Die Beispielbrücken ließen sich auf Grundlage der ergänzten Nachrechnungsrichtlinie nachweisen, wobei alle geforderten Grenzzustände eingehalten sind.

Bei Brücken mit Dehnlängen bis ca. 50 m können Fahrbahnübergänge aus Asphalt zur Anwendung kommen, die seit 2003 in den „Zusätzlichen Techni¬schen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ (ZTV-ING Teil 8 Abschnitt 2) [1] geregelt sind, während bei Brücken mit großen Spannweiten Fahrbahnübergänge aus Stahl eingesetzt werden. Neben den geringeren Kosten liegen die Vorteile dieser Bauweise vor allen Dingen in der Schnelligkeit beim Einbau, der Möglichkeit der fahrstreifenweisen Erneuerung sowie in der geringen Geräuschentwicklung und dem Fahrkomfort bei den Überrollungen durch die Kraftfahrzeuge. Bei kleineren freien Dehnlängen bis ca. 12,5 m werden in der Regel Vergussfugen nach den ZTV Fug-StB [2] eingebaut. In einigen Fällen sind bei Brücken mit bis zu 12,5 m freier Dehnlänge wiederholt schadhafte Vergussfugen aufgefallen und durch Fahrbahnübergänge aus Asphalt ersetzt worden. Das führt dazu, dass in diesen Fällen das zum Einsatz kommende Fahrbahnübergangssystem überdimensioniert ist, da die Einbaubreite für Brücken bis 50 m freier Dehnlänge ausgelegt ist. In diesen Fällen wäre es wegen der geringen Größen der tatsächlich auftretenden Fugenbewegungen sinnvoll, wenn die Möglichkeit bestände, von den festgelegten Abmessungen der Fahrbahnübergänge aus Asphalt abzuweichen. Durch schmalere Einbaubreiten könnten die Einwirkungen der Kfz-Überrollungen auf die Fahrbahnübergänge aus Asphalt verringert und Verdrückungen vermieden werden. Daher wurden in den letzten Jahren als Ersatz für Vergussfugen nach den ZTV Fug-StB [2] bei Brücken mit geringen freien Dehnlängen sowie beim Übergang von Beton- zu Asphaltfahrbahnen in einigen Fällen Fahrbahnübergänge aus Asphalt in geringer Breite (im Folgenden als „Belagsdehnfugen“ bezeichnet) eingebaut. Aber auch bei Neubauten wurde diese Bauweise in eini¬gen Fällen einer herkömmlichen Vergussfuge nach ZTV Fug-StB [2] vorgezogen, um die Wahrschein-lichkeit eines Schadens möglichst gering zu halten. Die Einbaubreiten betrugen bei Brücken bis 12,5 m freie Dehnlänge in der Regel 7 cm bis 15 cm. In einigen Fällen wurden auch Belagsdehnfugen in Breiten von 20 cm bis 45 cm eingebaut. Belagsdehnfugen wurden unter anderem auch entlang von Brückenkappen sowie vor Fahrbahnübergängen aus Stahl und über Kammerwänden eingebaut. Da die Bauart von den Festlegungen in den ZTV-ING 8-2 [1] abweicht, ist für den Einsatz auf Brücken im Zuge von Bundesfernstraßen eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich. In dem nachfolgenden Bericht werden die Bauart sowie die Besonderheiten beim Einbau detailliert beschrieben. Dazu wurde bei einer Baumaßnahme der Einbau begleitet und dokumentiert. Außerdem wurde an 50 ausgesuchten Bauwerken, bei denen Belagsdehnfugen in den letzten 12 Jahren eingebaut wurden, die Bewährung in der Praxis überprüft. Unter den untersuchten Bauwerken waren 32 Brückenbauwerke und 18 Kreisverkehre sowie ein Busbahnhof. An 20 Bauwerken wurden die Belagsdehnfugen nach 2- bis 10-jähriger Liegezeit inspiziert und bei 30 Bauwerken erfolgte die Erfahrungssammlung auf der Grundlage von Erfahrungsberichten der zuständigen Verwaltungen, für deren Unterstützung wir uns bedanken. Verformungen in den Rollspuren, wie sie bei herkömmlichen Fahrbahnübergängen aus Asphalt in einigen Fällen ein Problem darstellen, wurden hier nicht vorgefunden. Durch die verminderte Einbaubreite konnten die Einwirkungen der Kfz-Überrollungen auf die Belagsdehnfugen verringert werden. Bei den festgestellten Schäden handelt es sich überwiegend um Ablösungen zwischen Belagsdehnfuge und Asphaltdeckschicht bzw. Betonfahrbahn oder um oberflächlich abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren der Belagsdehnfuge. Allerdings zeigte sich bei den Brückenbauwerken eine deutlich geringere Anzahl von Schäden als bei den Kreisverkehren. Daher wurde die Abhängigkeit der Schadenshäufigkeit von den Einsatzbereichen und den angrenzenden Schichten gesondert betrachtet An den untersuchten Brückenbauwerken wurden nur an ca. 3 % der Belagsdehnfugen Ablösungen zwischen Belagsdehnfuge und Asphaltdeckschicht und an weiteren ca. 3 % der Belagsdehnfugen abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren der Belagsdehnfuge festgestellt. Daher stellen Belagsdehnfugen, vor allem bei Brückenbauwerken mit geringen freien Dehnlängen, eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Fahrbahnübergängen aus Asphalt dar. Anders verhält es sich bei den untersuchten Kreisverkehren. Hier wiesen ca. 27 % der untersuchten Belagsdehnfugen Flankenenthaftungen und ca. 19 % der Belagsdehnfugen oberflächlich abgetragenes Bindemittel in den Rollspuren auf. Da die Flankenenthaftungen zu ca. 80 % den Übergang von der Betonfahrbahntafel zur Belagsdehnfuge betrafen, sind hier Maßnahmen zur Verbesserung des Haftverbundes, vor allem zu den angrenzenden Betonfahrbahnen zu ergreifen und es ist auf einen besonders sorgfältigen Einbau zu achten. Aufgrund der überwiegend positiven Ergebnisse der Erfahrungssammlung, insbesondere bei den Brückenbauwerken, kann der vom FGSV AK 7.7.4 „Fahrbahnübergänge aus Asphalt“ vorgeschlagenen Aufnahme dieser Bauart als Sonderbauweise in den Entwurf der „Hinweise und Erläuterungen zu den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingun¬gen und Richtlinien für Ingenieurbauten, Teil 8 Bauwerksausstattung, Abschnitt 2 Fahrbahnübergänge aus Asphalt (ZTV-ING 8-2)“ [11] zugestimmt werden. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die untersuchten Belagsdehnfugen lediglich von einer im süddeutschen Raum ansässigen Firma ausgeführt wurden. Es wird vorgeschlagen, die Erfahrungssammlung fortzuschreiben, wenn eine ausreichende Anzahl an Baumaßnahmen auf Grundlage des oben genannten Entwurfs eingebaut wurde.

Fußplatten sind Konstruktionsteile aus Stahl, die der Verankerung von Stahlschutzplanken auf Brücken dienen. Zum Schutz vor Korrosion werden sie feuerverzinkt. Seit Anfang 2000 gehen bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) vereinzelt Meldungen über vorzeitige Kantenkorrosion solcher Fußplatten ein. Im Rahmen dieses Projektes wurden Dokumentationen über die Bauwerke erstellt, an denen Kantenkorrosion an Fußplatten der BASt gemeldet wurden. Einige Fußplatten wurden Untersuchungen im Labor unterzogen. Korrosion von Fußplatten breitet sich in der Regel von den Kanten aus, wobei meistens die verkehrzugewandten Kanten betroffen sind. Die Ursachen hierfür sind komplex. Zweifelsohne spielen korrosive Belastung durch Chloride aus den tauenden Streustoffen und Ansammlungen von Straßensedimenten eine wesentliche Rolle. Trotz dieser starken Korrosionsbelastung bleiben Fußplatten an den Bundesautobahnen in der Regel jahrzehntelang rostfrei. In seltenen Fällen tritt eine vorzeitige Korrosion an Fußplatten auf. Als Auslöser dafür werden Unregelmäßigkeiten im Aufbau des Zinküberzuges vermutet. Die Ursache dafür konnte nicht ermittelt werden. Beim Auftreten von Kantenkorrosion an Fußplatten wird empfohlen, die betroffenen Flächen mechanisch von Rost zu befreien und mit einem zinkstaubhaltigen Reparaturbeschichtungsstoff nach DIN EN ISO 1461 zu beschichten. In gravierenden Fällen ist der Austausch der Fußplatten in Betracht zu ziehen.

Die Dauerhaftigkeitsbemessung von neu zu errichteten Infrastrukturbauwerken erfolgt nach aktuellen Regelwerken rein deskriptiv über die Zuordnung von Expositionsklassen. In Abhängigkeit der zugeordneten Expositionsklasse werden Mindestanforderungen an die Betonzusammensetzung und die Betondeckung gestellt. Diese Mindestanforderungen der Normung sollen eine geplante Nutzungsdauer für chloridbeanspruchte bzw. einer Karbonatisierung ausgesetzten Bauwerke von mindestens 50 Jahren unter üblichen Instandhaltungsbedingungen sicherstellen. Die Bemessung auf Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken mit Blick auf karbonatisierungs- und chloridinduzierte Bewehrungskorrosion kann heutzutage aber auch auf Basis voll-probabilistischer Prognosemodelle durchgeführt werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens sind Untersuchungen zum Einfluss von Modellparametern eines voll-probabilistischen Modells auf die Lebensdauerprognose von Brückenbauwerke im Zuge von Bundesfernstraßen mit dem Fokus auf Depassivierung der Bewehrung aufgrund von Chlorideindringen und Karbonatisierung. Für die Überprüfung wurden Bemessungssituationen für XD- und XC-exponierte Brückenbauwerke bei deskriptiver Dauerhaftigkeitsbemessung aufgestellt. Jede Bemessungssituation wurde mithilfe der voll-probabilistischen Modelle zur Einleitungsphase der Bewehrungskorrosion gegengerechnet. Die Auswahl der Modellparameter hatte zum Ziel, sowohl günstige (schwache Einwirkung – hohe Materialwiderstände) als auch ungünstige (starke Einwirkung – niedrige Materialwiderstände) Last-Einwirkszenarien abzubilden. Innerhalb der Expositionsklassen XC und XD werden bei der Dauerhaftigkeitsbemessung breite berechnete Zuverlässigkeitsspektren erreicht, die von Unterschreiten von üblicherweise angestrebter Zielzuverlässigkeit bis hin zu einer deutlichen Überschreitung führen kann. Die resultierenden Zuverlässigkeitsspektren lassen ohne Inspektionsdaten für das Bauwerk keine bauwerkspezifischen Zuverlässigkeitswerte ableiten. Eine sinnvolle Anwendung von voll-probabilistischen Modellen auf bestehenden Bauwerken stellt hohe Anforderungen an die Quantität und Qualität der Inspektionsergebnisse.

Im Rahmen des 12-monatigen Forschungsprogramms "Intelligente Straßenverkehrsinfrastruktur durch 3D-Modelle und RFID-Tags", aufgesetzt von der Bundesanstalt für Straßenwesen, entwickelte die HOCHTIEF Solutions AG ein Konzept für ein Infrastruktur-Informationssystem. Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, das bestehende System der öffentlichen Anstalt für den Betrieb und Erhalt von Brückenbauwerken, sowie die dazugehörigen Workflows mithilfe neuer Technologien zu optimieren. Das entwickelte Konzept für ein Infrastrukturinformationssystem ISIS, kurz für Intelligente StraßenverkehrsInfraStruktur, wurde als eine Schale um die bereits vorhandene Straßeninformationsbank-Bauwerke (SIB-BW) herum konzipiert. Alle Prozesse und Datenflüsse, die rund um diese Datenbank bestehen, bleiben damit unverändert. Zusätzliche Informationen und Dokumente, die an die vorhandenen Datensätze angefügt werden sollen, werden in dem neuen System abgelegt und mit dem Bestandsdatensatz verknüpft. Ziele: - Informationsbereitstellung optimieren, - 3D unterstützte Dokumentation des Bauwerksprüfprozesses, - Anlehnung an bestehende Prozesse, - Einbindung mobiler Endgeräte und Zustandssensoren. ISIS gründet sich auf folgende Komponenten: - Bauwerksmodelle: -- 2D-Platzhalter für Bestandsbauten, -- 3D-Modelle für Neubauten, - mobile Schadensaufnahme via mobiler Endgeräte, - Frühwarnsysteme auf Basis von RFID-Technologie (Feuchtigkeit und Korrosion), - 3D-Pins für die Markierung relevanter Punkte (RFID-Detektoren, Schäden, etc.), - Hardware mit hoher Verfügbarkeit und Akzeptanz (iPads). Um allen Beteiligten den Zugriff zu dem Informationssystem zu ermöglichen, wird das System zur Ausführung auf einer Online-Plattform konzipiert. Alle relevanten Informationen eines Straßenverkehrsinfrastrukturprojektes können in konsolidierter Form bereitgestellt werden. Die bisher dezentrale und inkompatible Datenhaltung in mehreren Teilsystemen wird unterbunden und eine einfache und durchgängige Nutzung des Datenbestandes in Planung, Bau und Betrieb wird ermöglicht. Um den Prozess der Bauwerksprüfung effizienter zu gestalten, sollen Informationen zum Bauwerkszustand mithilfe der 3D-Pin-Markierung und dem Einsatz von Radiofrequenz-Technologie (RFID) regelmäßig überprüft werden, um Bauwerksschäden frühzeitig erkennen zu können.

Das MES-93 ist ein Merkblatt für die Entnahme von Strahlschuttproben an korrosionsgeschützten Stahlbauten vor erforderlichen Ausbesserungs- oder Erneuerungsmaßnahmen. Sie gilt in Verbindung mit ZTV-KOR 92. Der Bericht enthält den Anwendungsbereich des Merkblattes, die Anforderungen an den Auftragnehmer für die Entnahme von Strahlschuttproben nach MES-93, die zu beachtenden Schwerpunkte bei der Durchführung der Arbeit, die zu erstellende Dokumentation sowie die zu beachtenden Normen und sonstigen Regelwerke.

Im Forschungsprojekt "Anforderungen an Baustoffe, Bauwerke und Realisierungsprozesse der Straßeninfrastruktur im Hinblick auf die Nachhaltigkeit" wurde erarbeitet, mit welchen Einzelmaßnahmen die Nachhaltigkeitsqualität eines Straßeninfrastrukturbauwerkes gesteigert werden kann. Grundlage für die Analyse bilden die einheitlichen Bewertungskriterien der Nachhaltigkeit für Elemente der Straßenverkehrsinfrastruktur, die im Rahmen der BASt Forschungsprojekte FE 15.494/2010/FRB und FE 09.0164/2011/LRB entwickelt wurden. Im Rahmen der Bearbeitung dieses Forschungsprojektes wurden die Infrastrukturelemente Brücke, Strecke und Tunnel unterschieden. Für jedes Infrastrukturelement wurde im ersten Schritt ermittelt, wie sensitiv die einzelnen Nachhaltigkeitskriterien auf die Veränderung des Bauwerkes reagieren und welche Potentiale sich aus der Variation für die Steigerung der Nachhaltigkeitsqualität ergeben. Hierzu wurden verschieden Szenarien gebildet, die jeweils unterschiedliche Lösungen für eine Bauwerksausführung darstellen. Soweit technisch sinnvoll wurden Varianten für die eingesetzten Baustoffe, für die Konstruktionsweise und die Bauprozesse gebildet. Die ermittelten Optimierungspotentiale der Nachhaltigkeit wurden im zweiten Schritt beschrieben und zu Maßnahmensteckbriefen zusammengefasst. Diese Maßnahmensteckbriefe sollen dem späteren Anwender des Leitfadens "Nachhaltige Straßeninfrastruktur" die Möglichkeit geben, in einem Art Baukastensystem, mit geringem Aufwand die nachhaltigste Lösung für seine Bauaufgabe zu ermitteln. Die Maßnahmensteckbriefe wurden in das Gliederungskonzept des Leitfadens "Nachhaltige Straßeninfrastruktur" übertagen und bilden damit die Grundlage für die weitere Ausgestaltung des Leitfadens.