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Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln – Überprüfung der Annahmen und Parameter für Risikoanalysen

BASt-Bericht B 183

Bernhard Kohl, Harald Kammerer, Oliver Heger, ILF Consulting Engineers Austria GmbH, Linz
Georg Mayer, Sven Brennberger, BUNG Ingenieure AG, Stuttgart
Christoph Zulauf, Peter Locher, EBP Schweiz AG, Zürich
98 Seiten
Erscheinungsjahr: 2022
Projektnummer: 15.0663
Preis: 18,00 €

Bestellung eines gedruckten Exemplars beim Carl Schünemann Verlag GmbH

Dieser Bericht steht auch kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Mit der Einführung der RABT 2006 beziehungsweise der Veröffentlichung der EABT 2019 werden die Vorgaben in der EU-Richtlinie 2004/54/EG zur Anwendung von Risikoanalysen bei der Bewertung der Sicherheit von Straßentunneln in das nationale Regelwerk überführt. Danach werden Risikoanalysen erforderlich, wenn ein Straßentunnel entweder eine besondere Charakteristik aufweist oder in seiner geometrischen Ausbildung beziehungsweise sicherheitstechnischen Ausstattung von den Vorgaben im Regelwerk abweicht.

Seit der Veröffentlichung der aktuellen Methodik zur Sicherheitsbewertung von Straßentunneln gemäß BASt-Heft B66 „Sicherheitsbewertung von Straßentunneln“ im Jahr 2009 liegen zwischenzeitlich umfangreiche Erkenntnisse bei der Umsetzung des Verfahrens und der praktischen Anwendung in risikoanalytischen Untersuchungen vor. Des Weiteren wurden in dem Fachbereich zahlreiche Forschungsprojekte zu speziellen Fragestellungen durchgeführt und wesentliche neue Erkenntnisse zu bisher unberücksichtigten Parametern gewonnen. Sowohl das methodische Vorgehen als auch grundlegende Parameter und Annahmen der Methodik entsprechen daher nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik. Aus den oben genannten Gründen ist es erforderlich, die Bewertungsmethodik zu analysieren und zweckmäßige Adaptierungsvorschläge festzulegen.

Der entwickelte Adaptierungsvorschlag für die Bewertungsmethodik behandelt die folgenden Anpassungen im Zuge der Risikobewertung, der Häufigkeitsermittlung, sowie der Schadensausmaßermittlung für Kollisionen und Brände im Tunnel.

Zur Risikobewertung wurde anstelle des absoluten Bewertungskriteriums innerhalb von Summenkurven im Häufigkeits-Ausmaßdiagramm ein relativer Ansatz implementiert, bei dem ein zu untersuchender Tunnel einem richtlinienkonformen theoretischen Tunnel gegenübergestellt wird. Dafür war es erforderlich die Rahmenbedingungen für die Festlegung eines solchen Referenztunnels für wesentliche Tunnelparameter zu definieren.

Der Adaptierungsvorschlag in der Häufigkeitsanalyse beinhaltet die Aktualisierung von Ereignisraten (Unfallrate, Brandrate) aufgrund von aktuellen Auswertungen der bundesweiten Ereignisdatenbank, der Festlegung von Einflussfaktoren auf die Unfallhäufigkeit im Tunnel, sowie eines Vorschlages zur Aktualisierung der Struktur des Ereignisbaumes inklusive dessen relativen Häufigkeiten.

Der Adaptierungsvorschlag für das Schadensausmaßmodell beinhaltet Neuerungen sowohl bei der Analyse der Auswirkungen von Kollisionen, als auch von Bränden im Tunnel. Mit Hilfe des Nilsson Power Modells kann fortan der Einfluss der Geschwindigkeit auf das Schadenausmaß nach Kollisionen abgebildet werden. Außerdem wurden für Wirkungsmodelle zur Abschätzung von Brandfolgen entsprechende Parameter und Randbedingungen festgelegt. Fokus dabei war die Festlegung von detaillierten Brandkurven und der zugehörigen Zeitschiene, die Implementierung eines akkumulationsbasierten Fluchtmodells sowie Ansätze zur realitätsnahen Abbildung von Selbst- und Fremdrettungsvorgängen.

Der ganzheitliche Adaptierungsvorschlag basiert auf einer aktuellen Auswertung der Tunnelereignisse in Deutschland sowie dem Stand der Wissenschaft und Technik bei der Bewertung von Personenrisiken im Tunnel. Durch Implementierung der vorgeschlagenen Anpassungen ist es fortan möglich, die Risiken im Tunnel realitätsnaher zu analysieren und eine Vielzahl von Sicherheitsmaßnahmen besser zu bewerten.

Assessing the safety of road tunnels – review of assumptions and parameters for performing risk analyses

With the introduction of the RABT 2006 and the publication of the EABT 2019, the requirements of the EC-Directive 2004/54/EC on the use of risk analyses when assessing the safety of road tunnels was transferred to the national regulations. According to this, risk analyses are required if a road tunnel either has special characteristics or deviates from the specifications in the regulations in terms of its geometric design or safety-related equipment.

Since the publication of the current methodology for the safety assessment of road tunnels in accordance with BASt-booklet B66 “Sicherheitsbewertung von Straßentunneln” in 2009, extensive knowledge has now been gained in the implementation of the procedure and its practical application in risk analysis studies. In addition, numerous research projects on special issues were carried out and essential new findings were made on parameters that were previously not taken into account. Both, the methodological approach and the basic parameters and assumptions of the method are therefore no longer in line with the current state of the art. For the reasons mentioned above, it is necessary to analyze the methodology and to propose appropriate adaptations.

The adaptation proposal developed for the methodology deals with adaptations in the course of risk evaluation, the frequency analysis, as well as the analysis of the consequences of tunnel collisions and fires.

For risk evaluation, instead of the absolute criterion within FN-curves, a relative approach was implemented in which a tunnel to be examined is compared with to a guideline-compliant theoretical tunnel. For this it was necessary to define the framework conditions for the definition of such a reference tunnel.

The adaptation proposal in the frequency analysis includes the updating of event rates (collision rate, fire rate) based on current evaluations of the nationwide event database, the definition of influencing factors on the accident frequency in tunnels, as well as a proposal for updating the structure of the event tree including its relative frequencies.

The adaptation proposal for the consequence model includes innovations both in the analysis of the effects of collisions and fires in tunnels. With the help of the Nilsson Power Model, the influence of speed on the consequences after collisions can now be evaluated. In addition, corresponding parameters and boundary conditions were specified for impact models for estimating the consequences of a tunnel fire. The focus was on the definition of detailed fire curves and the associated timeline, the implementation of an accumulation-based egress model as well as approaches for the realistic mapping of self-rescue and external rescue processes by emergency services.

The holistic adaptation proposal is based on a current evaluation of the tunnel events in Germany as well as the state of the art in the assessment of personal risks in the tunnel. By implementing the proposed adjustments, it is now possible to analyze the risks in the tunnel more realistically and to better evaluate a large number of safety measures.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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    Carl Ed. Schünemann KG
    Zweite Schlachtpforte 7
    28195 Bremen
    Telefon: 0421 36903-53
    Fax: 0421 36903-48
    buchverlag@schuenemann-verlag.de
    www.schuenemann-verlag.de

  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.