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Entwicklung eines Sicherheitskonzeptes für bestehende Wasserbauwerke

Bestehende Wasserbauwerke genügen vielfach nicht mehr den allgemein anerkannten Regeln der Technik, da diese für neue Bauwerke konzipiert werden und Fortschreibungen und Ergebniszuwächse enthalten, die unter anderem durch neue Zuverlässigkeitsbestrebungen veranlasst sind. Eine konsistente Vorgehensweise für bestehende Bauwerke fehlt, so dass ein alternatives Bewertungsformat für die Beurteilung der Sicherheit bestehender Bauwerke nicht zur Verfügung steht.

Dies hat zur Folge, dass bei der Bewertung von Bestandsbauwerken auf Grundlage des aktuellen Regelwerks oftmals Sicherheitsdefizite festgestellt werden, die Stilllegung, Abriss und Neubau bzw. eine Grundinstandsetzung der Bauwerke erfordern würden. Hiermit verbunden ist eine starke Behinderung der Schifffahrt sowie ggf. einer Unterbrechung von Schifffahrtswegen, was möglichst vermieden werden soll. Weiterhin würde dieses Vorgehen die Sachmittel- und Personalressourcen der für die Betreuung der Verkehrswasserwege zuständigen Wasser- und Schifffahrtsverwaltung übersteigen.

Zur Reduktion des Defizites erfolgte zum 01.09.2011 die Gründung einer Forschungskooperation mit der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe.

Das gemeinsame Projekt mit dem Titel „Sicherheitskonzept für bestehende Wasserbauwerke“ hat zum Ziel, eine praxisgerechte, sichere und wirtschaftliche Nachweisführung von bestehenden Wasserbauwerken aus Stahlbeton unter Verwendung des semiprobabilistischen Sicherheitskonzeptes der aktuellen Normengeneration zu ermöglichen. Durch das Vorhaben wird ein wesentlicher Beitrag zur Sicherheit von Verkehrswasserstraßen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten erwartet.

Hierzu sollen Bestandswasserbauwerke zunächst unter konstruktiven Gesichtspunkten und wasserbaulichen Besonderheiten untersucht werden. Nach der Bestimmung und Verifikation der in probabilistischen Berechnungen benötigten Eingangsgrößen sind Parameterstudien zur Ermittlung der Versagenswahrscheinlichkeit von Wasserbauwerken mit Hilfe der Zuverlässigkeitstheorie vorgesehen. Um die in den Normen verankerten, üblichen Nachweisformate nutzen zu können, soll nach der Ermittlung eines angemessenen Sicherheitsniveaus eine Modifikation von Teilsicherheitsbeiwerten für Bestandswasserbauwerke erfolgen.

Somit steht die Entwicklung eines neuen Sicherheitskonzeptes zur Bewertung bestehender Wasserbauwerke, das auf dem derzeit aktuellen Teilsicherheitskonzept konsistent aufbaut, im Mittelpunkt des Projektes.

Projektabschluss (Dezember 2014)

Seit Projektbeginn im September 2011 wurden bis heute folgende Arbeiten am Projekt durchgeführt:

- Auswertung einer umfangreichen Literaturrecherche zu den Hintergründen der Sicherheitsphilosophie und Versagenswahrscheinlichkeit von Bestandstragwerken sowie zum Sicherheitskonzept der aktuellen Normengeneration unter Berücksichtigung umfangreicher wissenschaftlicher Arbeiten

- Aufarbeitung der Hintergründe und Zusammenhänge des Zuverlässigkeitsindexes <beta> sowie der Modell- und Materialunsicherheitsfaktoren

- Entwicklung von Strategien zur Absenkung des Zuverlässigkeitsindexes.

- Entwicklung von Strategien zur Modifikation von Teilsicherheitsbeiwerten auf der Basis von DIN EN 1990

- Zusammenstellung und Bewertung unterschiedlicher Methoden zur Modifikation von Teilsicherheitsbeiwerten auf der Basis von DIN EN 1990

- Erarbeitung von Grenzzustandsgleichungen zum Nachweis bestehender Wasserbauwerke

- Probabilistische Parameterstudien zum Tragverhalten massiver Betonquerschnitte von Wasserbauwerken

- Probabilistische Betrachtung unbewehrter Schwergewichtsmauern (Innere Nachweise der Standsicherheit)

- Probabilistische Betrachtung der Leiteinwirkung Wasser

- Auswertung von Pegeldaten und Ableitung der Variationskoeffizienten zur Bestimmung von angepassten Teilsicherheitsbeiwerten

- Verifizierung der aktualisierten Teilsicherheitsbeiwerte unter Zuhilfenahme probabilistischer Querschnittsanalysen

- Erstellung des Abschlussberichtes

- Projektabschluss

 

 

Finanzierung

Das Forschungsprojekt wird durch Mittel der Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe finanziert.