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Grundsatzfragen der Bauwerkserhaltung

Expertennetzwerk: Weiterentwicklung von zerstörungsfreien Prüfverfahren für Anwendungen im Brücken- und Ingenieurbau (2416022)
Zerstörungsfreie Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) gewinnen auch im Brücken- und Ingenieurbau immer mehr an Bedeutung. Es existieren allerdings noch zahlreiche Prüfaufgaben ohne adäquate ZfPBau-Lösung. Daher sollen im Rahmen dieses Projekts in einzelnen Teilaufgaben neue ZfPBau-getriebene Ansätze zur zerstörungsfreien Zustandsermittlung erprobt werden.

Möglichkeiten und Grenzen der zukünftigen Anwendung von ZfP-Verfahren an Brücken- und Tunnelbauwerken (15.534)
Im Zusammenhang mit der Beurteilung des Brückenbestands, aber auch im Zuge der Qualitätssicherung im Neubau gewinnen zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) zunehmend an Bedeutung. Eine Fragestellung, der bei Brückenbauwerken aus Stahlbeton und Spannbeton sowie Tunnelbauwerken regelmäßig nachzugehen ist, ist die der Betondeckung. Die Betondeckung hat sowohl Einfluss auf die Dauerhaftigkeit als auch auf die Verbundwirkung zwischen Bewehrung und Beton als auch auf den Brandschutz. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll die Eignung des Radarverfahrens hinsichtlich der Prüfaufgabe Betondeckungsmessung evaluiert werden – primär an Bestandsbauwerken, aber auch bei der Qualitätssicherung im Neubau. Das Radarverfahren, das bereits als schnelles Verfahren zur Spanngliedortung sowie zur Lagebestimmung von Bewehrungsstäben etabliert ist, soll hierzu mit etablierten Verfahren verglichen werden Im Ergebnis sind Anwendungshinweise für die qualitätsgesicherte Verfahrensanwendung zu formulieren.

Entwicklung eines indikatorgestützten Lebenszyklusmanagements für Bauwerke und Verkehrsinfrastruktur (69.002)
Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit und Verlässlichkeit der Verkehrsinfrastrukturen in Deutschland sind sehr hoch – andererseits erreichen viele Infrastrukturbauwerke in den nächsten Jahren aufgrund der zunehmenden Nutzung und des fortschreitenden Lebensalters das Ende ihrer technischen Lebensdauer. Zurzeit werden Entscheidungen über die Maßnahmen während der Nutzungsdauer auf Grundlage der vorliegenden objektbezogenen Informationen getroffen. Die Informationsbeschaffung gestaltet sich wegen der heterogenen Qualität der Bestandsdokumentation mitunter schwierig und langwierig. Ein fortgeschrittenes, intelligentes Lebenszyklusmanagement kann diesen Prozess substanziell unterstützen. Dafür werden über die Lebensdauer des Objekts alle relevanten Informationen in Form von Kenngrößen systematisch erfasst und können zeitnah und umfassend ausgewertet zur Verfügung gestellt werden. Ziel dieses Projekts ist es, eine Konzeption mit Pilotstudie eines modularen indikatorgestützten Lebenszyklusmanagements hinsichtlich schneller, zielgerichteter und nachvollziehbarer Entscheidungen zu entwickeln.

Expertennetzwerk: Validierung von zerstörungsfreien Prüfverfahren für Anwendungen im Brücken- und Ingenieurbau (2416013)
Zerstörungsfreie Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) gewinnen auch im Brücken- und Ingenieurbau immer mehr an Bedeutung. Um diese Verfahren stärker in der Praxis zu verankern, sind weitere Untersuchungen nötig, die insbesondere die qualitätsgesicherte Anwendung dieser Verfahren betreffen. Hierzu sollen für Fragestellungen wie Dickenmessungen, Detektion oberflächenparalleler Risse oder von Kiesnestern Untersuchungen zur Gütebewertung geeigneter Verfahren durchgeführt werden. Hierbei kommt es darauf an, den kompletten Prüfprozess aus Prüfmethode, Equipment, Prüfprozedur und Umsetzung durch das Prüfpersonal zu betrachten und zu bewerten. Ergebnis dieses Vorhabens sind Angaben zur Zuverlässigkeit von ZfPBau-Verfahren für die untersuchten Prüfverfahren, Konstruktionspläne für Referenzobjekte sowie Hinweise zur Herstellung von Referenzfehlern, die für die Verfahrensvalidierung, aber auch für Aus- und Weiterbildung sowie Zertifizierung verwendet werden können. Des Weiteren Prüfanweisungen für die qualitätsgesicherte Anwendung der Prüfverfahren, die später in entsprechende Regelwerke überführt werden können.

Expertennetzwerk: Zuverlässigkeit Brückenbestand (2416011)
Im Vordergrund der künftigen Forschungsaktivitäten stehen Fragen der Zuverlässigkeit der Straßenverkehrsinfrastruktur. Dies beinhaltet auch zuverlässigkeits- beziehungsweise risikobasierte Ansätze im Rahmen der Zustandserfassung und -bewertung, des Erhaltungsmanagements sowie Aspekte der Tragfähigkeit, Sicherheit und der Funktionalität. ln einem ersten Schritt sollen übliche und anerkannte Zielzuverlässigkeiten recherchiert und für Vergleichszwecke vorgehalten werden. ln einem zweiten Schritt muss erarbeitet werden, wie Zuverlässigkeit von Einzelbestandteilen, wie Brücken oder Tunnel, im Netz oder von ganzen Streckenabschnitten im Zusammenwirken ermittelt werden können. Je nach Art, Größe und Alter werden sich unterschiedlich aufwendige Möglichkeiten ergeben.

Expertennetzwerk: Zukunftsfähigkeit der Verkehrslastmodelle (2416012)
Der Schwerverkehr nimmt seit Jahren sowohl in Anzahl als auch in Schwere unvermindert und stetig zu. Darin enthalten ist der exponentielle Anstieg des genehmigungspflichtigen Schwerverkehrs. Diese Entwicklung wirkt sich sowohl auf den Entwurf und die Bemessung von neuen Brücken aus, als auch auf den Brückenbestand. Somit besteht Handlungsbedarf bezüglich der Zukunftsfähigkeit der Verkehrslastmodelle. Speziell das Ermüdungslastmodell nach DlN EN 1991-2 für Neubauten als auch die anzusetzenden Verkehrslastmodelle für die Nachrechnung des Brückenbestands sind dabei zu betrachten, anzupassen oder neu zu entwickeln.

Expertennetzwerk: Themenfeld „Verlässlichkeit der Verkehrsinfrastrukturen erhöhen“ (2416004)
Vor dem Hintergrund der ungünstigen Altersstruktur der Verkehrsinfrastrukturen sowie der begrenzten Haushaltsmittel sind zusätzliche Anstrengungen hinsichtlich einer optimierten, koordinierten Erhaltung und Ertüchtigung des Bestandes oder eines Ersatzes erforderlich. Ziel ist es, die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Infrastruktur weiterhin zu gewährleisten und die vorhandenen Ressourcen priorisiert und hocheffizient einsetzen zu können. Daraus ergibt sich die Frage nach belastbaren Informationen zur Sicherheit und Zuverlässigkeit der Verkehrsinfrastruktur aktuell und für ihren Lebenszyklus. Dabei zielen die zu erarbeitenden wissenschaftlichen Erkenntnisse auf die Lösung kurzfristig anstehender Praxisaufgaben. Gleichermaßen sind auch auf den mittel- bis langfristig bestehenden Bedarf ausgerichtete, praxisorientierte Strategien, Konzepte und Instrumente zu erstellen. Infrastruktur muss hierbei als Ganzes gesehen werden, so dass nicht nur der Verfügbarkeit eines einzelnen Verkehrssystems Rechnung getragen werden muss, sondern die Verkehrssysteme im Zusammenhang zu sehen sind. Hierbei kommt dem Gedanken des Experten-Netzwerkes eine wesentliche Rolle zu. Hinsichtlich der baulichen Zuverlässigkeit ist immer öfter zu prüfen, ob bestehende Bauwerke nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik sicher sind, weshalb Regelwerke für den Bestand neu entwickelt beziehungsweise angepasst werden müssen. Geeignete und akzeptierte Zuverlässigkeitskonzepte aus zum Beispiel nicht-bautechnischen Bereichen müssen auf ihre Anwendbarkeit auf Verkehrsinfrastrukturen bewertet und gegebenenfalls adaptiert werden.

Ermittlung relevanter Kennwerte mittels ZfP-Verfahren an Abriss-Brückenbauwerken im Bereich von Bundesfernstraßen (2411017)
Zerstörungsfreie Prüfverfahren im Bauwesen (ZfPBau-Verfahren) können im Rahmen der Objektorientierten Schadensanalyse (OSA) wertvolle Informationen liefern. Um die Leistungsfähigkeit von ZfPBau-Verfahren hinsichtlich dieser Prüfaufgaben unter Praxisbedingungen zu testen und weiter zu verbessern, wurden bereits diverse Untersuchungen an Abrissbauwerken erfolgreich durchgeführt und dokumentiert. Eine systematische Aufbereitung und Zusammenfassung der Ergebnisse der ZfPBau-Untersuchungen an Abrissbauwerken in Form eines bewerteten Verfahrenskatalogs ist sinnvoll. Die Straßenbauverwaltungen der Länder werden so bei der Beauftragung und der Auswahl geeigneter Untersuchungsmethoden im Rahmen der OSA unterstützt. Außerdem werden Informationen zur Verfügung gestellt, wie durch geeignete ZfP-Verfahren/-Anwendungen Sperrzeiten und der Aufwand zur Durchführung der Untersuchungen minimiert werden können.