Auch Brücken kommen in die Jahre

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1 Symposium Ingenieur- und Brückenbau am Auch Brücken kommen in die Jahre Dipl.-Ing. Bernd Winkler Leiter Fachgruppe Konstruktiver Ingenieurbau Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz

2 Gliederung 1. Pontesgrafie 2. Brückenbestand Alter, Fläche, Zustand, Tragfähigkeit, Verkehr 3. Ertüchtigung des Brückenbestands 4. Ergebnisse

3 1. Pontesgrafie Männer Frauen Brücken Bund Brücken Land Kunstwort aus lat. pons = Brücke und griech. grafie = Beschreibung Analog Demografie: bezeichnet den altersbedingen Wandel der Bevölkerung Pontesgrafie: bezeichnet den altersbedingen Wandel von Brücken und deren Folgen

4 Analogie Demografie Pontesgrafie Ein großer Teil der Menschen ist ins Alter gekommen. Der Allgemeinzustand der älteren Menschen ist schlechter. Die Belastungsreserven der älteren Menschen nehmen ab. Die Restlebenszeit der älteren Menschen wird kürzer. Steigende Kosten für die Gesundheit Ein großer Teil der Brücken ist ins Alter gekommen. Der Allgemeinzustand der älteren Brücken ist schlechter. Die Belastungsreserven der älteren Brücken nehmen ab. Die Restlebenszeit der älteren Brücken wird kürzer Steigende Kosten für die Erhaltung

5 2. Bestand Brückenbestand Bund, Land, Kreise in Rheinland-Pfalz Anzahl [Stück] 0 Bund Land 158 Kreis Fläche [1000 m²]

6 Brückenfläche [m²] Altersstruktur der Brücken 30 bis 40 Jahre alt

7 Verteilung der Brückenklassen < DIN 60 6% LM1 DIN FB 1% DIN 60/30 21% DIN 60 72% Brückenklasse 60: 78% der Brückenfläche

8 Entwicklung des Zustandes Brückenfläche [m²] schlechter Zustand: 25% der Fläche

9 verrostete Übergangskonstruktion verrostetes Rollenlager

10 Betonabtrag einer Brückenkappe flächiger Betonschaden eines Brückenpfeilers

11 Sauertalbrücke: Risse im Stahl Lamellenbrücke einer Übergangskonstruktion

12 Verkehrsentwicklung 1950 Ø DTV BAB =3.000 Kfz/d 1975 Ø DTV BAB = Kfz/d 2014 Ø DTV BAB = Kfz/d

13 Güterverkehrsentwicklung

14 Steigerung der Lkw Gewichte Anzahl der Fahrzeuge bis < 21t 21 bis < 30t 30 bis < 39 t > 39t LKW_Gesamtgewichte

15 Überladungen von Lkw Häufigkeit 0,

16 Anzahl der genehmigungspflichtigen Schwertransporte Anzahl der genehmigungspflichtigen Schwertransporte

17 bauzeitbedingte Defizite geringe Bauteilabmessungen (ausgemagerte Querschnitte) sehr geringe Betonüberdeckung der Bewehrung (2 cm 4 cm) zu wenig Bewehrung eingebaut wegen veralteter Bemessungsverfahren (Schub) Vollstoß der Spannglieder an Koppelfugen (Risse, Dauerhaftigkeit) Verwendung von Spannstählen mit Neigung zu Korrosion veraltete Bauverfahren

18 Zusammenfassung Bestand Die meisten Brücken sind 30 bis 40 Jahre alt Der Zustand der Brücken wird schlechter Der Verkehr (besonders der Güterverkehr) steigt weiter an Der genehmigungspflichtige Schwerverkehr steigt überproportional an (Trafos, Windräder) Viele Brücken haben bauzeitbedingte Defizite (Baustoffe und veraltete Bemessungsverfahren) Um Brückeneinstürze zu verhindern, sind die problematischen Brücken nachzurechnen und zu ertüchtigen.

19 3. Ertüchtigung Folgerung: Änderung der Strategie der Bauwerkserhaltung

20 Paradigmenwechsel bei der Bauwerkserhaltung Früher Heute Erhaltung wurde durch Bauwerkszustand bestimmt Erhaltung wird durch Tragfähigkeit und Bauwerkszustand bestimmt Ertüchtigung vieler Brücken

21 Nachrechnungsrichtlinie legt das Ziellastniveau für eine Ertüchtigung fest legt die Verstärkungsmaßnahmen zur Erreichung des Sicherheitsniveaus eines neuen Bauwerks fest (gibt keine Auskunft, inwieweit ein bestehendes Bauwerk noch genutzt werden kann)

22 Fakten Es gibt in Rheinland-Pfalz ca Brücken (Bund, Land, Kreise) Davon haben etwa 5000 Brücken die unzureichenden Brückenklassen Brücken können nicht alle gleichzeitig bzw. kurzfristig ertüchtigt werden Es bedarf einer intelligenten Priorisierung um die dringlichsten Brücken (mit dem höchsten Gefährdungspotential) herauszufiltern. Grundsatz: Die Dringensten zuerst. Ertüchtigung wird Jahrzehnte dauern!

23 Problem: Welche Brücken zuerst ertüchtigen?

24 Überblick über Ertüchtigungsprogramme und -regeln in Rheinland-Pfalz Programm 1: Priorisierung nach Gefährdungspotential (Auslastungsgrad) Programm 2: Engpassbeseitigung für Schwertransporte (BAB, BK < 60) Regel 1: Ertüchtigung bei Investitionen > 25% des Neubauwertes Regel 2: Ertüchtigung aller Brücken mit erkennbar minderer Tragfähigkeit

25 Programm 1: Priorisierung nach Gefährdungspotential Es werden in einer Vorauswahl alle potentiell gefährdeten Bauwerke in Rheinland-Pfalz auf ihr Gefährdungspotential untersucht. Entsprechend dem Gefährdungspotential wird eine Priorisierung der Ertüchtigung erstellt. Vorteile: Damit werden alle Bauwerke berücksichtigt. Es entsteht eine brauchbare Reihenfolge der Maßnahmen. Nur die notwendigen Bauwerke werden nachgerechnet.

26 Wie wird das Gefährdungspotential ermittelt? Maßgebendes Kriterium: Tragfähigkeit Weitere Kriterien: Dauerfestigkeit / Materialprobleme (Berücksichtigung des Koppelfugenproblems und der Spannungsrisskorrosion) Zustand (Berücksichtigung des Querschnittes, der Zustandsnote und des Baujahrs) 26

27 Kriterium Tragfähigkeit Ermittlung des Auslastungsgrades der Momente aus vertikaler Belastung A = Einwirkung aus LM1 + Eigengewicht Einwirkung aus Bemessungsverkehr + Eigengewicht A = Moment (LM1 + Eigengewicht) Moment (BK 60 + Eigengewicht) Ergebnis: Wie wird die Brücke durch den heutigen Verkehr ausgelastet Bewertungsergebnis: 103% > 103% und 107% > 107% langfristig erforderlich mittelfristig erforderlich umgehend erforderlich

28 Kein Zusammenhang von Tragfähigkeit und Zustand statische Überlastung 60% 40% 20% 0% -20% hohe Auslastung schlechter Zustand 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Zustandsnote -40% -60% -80% niedrige Auslastung guter Zustand

29 4. Ergebnisse Gefährdungspotential Anzahl BAB B-Str. L-Str. K-Str. 22

30 alle Brücken in Rheinland-Pfalz: 7500

31 Brücken mit Brückenklasse BK 60: 5000

32 Brücken mit Brückenklasse BK 60 und Stützweiten 20 m: 1000

33 Für die Priorisierungsliste untersuchte Brücken: 774

34 Gefährdungspotential gemäß der Priorisierungsliste rot: 119 gelb: 144 grün: 511 Σ 774

35 A60 A64 A64 A60 A602 A602 A1 A1 A60 A1 A1 A1 A1 A573 A62 A61 A61 A62 A571 A61 A62 A8 A61 A6 A3 A8 A6 A61 A48 A62 A62 A48 A61 A62 A3 A61 A62 A6 A61 A48 A63 A3 A3 A6 A61 A63 A3 BG BRD / Belgien (A 60) AS Wi nter spel t A48 AS B lei alf A60 A60 A1 AS Prüm A1 A48 A60 A61 A61 A6 A60 A61 A63 A63 A60 A61 A65 A63 A65 A643 A60 A63 A6 A65 A650 A65 A61 A61 A61 A60 BG BRD / L AS Waxw eil er AS B it burg AS Tr i er AS B adem Trie r (Ü bergang A 64/ B 5 2) Trie r-verteil erkrei s AS K enn AS Tr i er-eh rang AS Tr i er-ve rteilerkrei s AS S pangdahl em AS S chwei ch AS Fö hre n AS Wi tlich-west AS Lan dscheid RA Moseltal AD Moseltal AD V ulkane ifel AS M ehr en AS M ehr ing Beg inn A 1 AS Salmtal LG RP /SL AS D aun AS M ander schei d AK Wi tlich AS R einsf eld AS H asbor n AS Herm eskei l AS Wi tlich-mitte AS N onnwe ile r-bi erfel d LG RP /NR W ( A 565) AS Gelsdo rf AN Grafscha ft (Übe rga ng A 565 /B 257) AS Ulmen LG RP /NR W ( A 61) LG RP /SL (A 62 ) AS B ad N euenah r AS Lau bach LG RP /SL (A 62 ) AD Bad N euena hr-ahrweiler AN B ad N euena hr AS K aiser sesch LG RP /SL (A 62 ) AS B ir kenfe ld AS M ayen AS Wi nnwei ler AS E rbes- Bü deshei m AS Fr ei mershei m AS G öl heim AS K ir chheim bol anden A61 A650 A65 A6 AS K aiserslau tern- West AD K aisersla utern AS K aiserslau tern- Ost AS S emba ch AS Gau- Bicke lhei m AS E nkenbach- Al senbor n AS Diez AS I ngel heim - West AD N ahet al LG RP /HE AN Anfan g A 60 AS Watten heim AS I ngel heim - Ost AS Neustadt/ Weinst r.-nord AS D eidesh eim AS Haßlo ch AS Schiffer st adt AS S peyer LG RP /BW ( R heinb rücke) A61 AS Einöd Ehl ing en LG RP /SL (A 62 ) LG RP /SL AS E hli ngen AS Löh ndorf AD Sinzig AS N ieder zi ssen AS M endi g AS Wehr AS K aif enhei m LG RP /SL (A 62 ) AS Fr ei sen AS R eichw eil er AS Wal dmo hr AS Polch LG RP /SL AS K usel AS Bruchm ühl bach- Miesau AS Zw eib rücke n-e rnstwe ile r (We st) AS Zw eib rücke n-ixhei m AS Bad H onnef /L inz AS Kruf t AS Ochte ndung AK Lan dstuh l- West AS G lan- M ünchw eil er AS Wal shausen RA La ndstu hl AS Lan dstuh l- Atzel AS H ütsche nhausen AS Ramst ei n-m i esenbach AS Höhein öd AS Zw eib rücke n-e rnstwe ile r AS Th alei schwei ler - Fröschen AS Contwig LG RP /NR W AS P lai dt AS K oblenz/ Di ebl ich AS P irmase ns-wi nzeln AS B endorf/ Neu wie d AS K oblenz- N ord AK Koblenz AS K oblenz/ Wald esch AS Neustadt(Wied) AS B oppar d AS E mmelsh ausen AS Pfal zfel d AS K aiserslau tern- Ei nsiedl erhof AS P irmase ns AS Neuwied AS K oblenz- M et ter nich Üb erg ang A 8/ A 62 AS Bann AS Wesel ber g AS D ier dor f AS Höhr-G r enzhausen AS Lau dert AS R heinb öl en AS Stromberg AS R ansbach- Bau mbach AS M ont abaur AS Montabaur ( Ba hnhof ) AS Wal dlaub ersh eim AD D er nbach AS D orsh eim AS B ingen- O st AS B ingen- M it te AS Bad Kreu znach AS N eusta dt/ Weinst r.-süd AS E denkoben AS B ornh eim AS Li mb urg-nord AS Main z-mombach AS H eidesh eim AS Main z-le rchen berg AS Grünstad t AD Mainz AK A lzey AN Fri edel sheim AS Lan dau- Nor d (A 65/ B 272) AS Lan dau- Nor d (A 65/ B 10) AS Lan dau- Zentru m AS Lan dau- Süd AS I nshei m AS B iebel nhei m AS A lzey AS Wörrstadt AS D annstadt- Sch auernheim AS D annst adt- Sch auer nheim ( Hochd orf - Assenhei m ) AS R ohr bach AS K andel- N ord LG RP /HE ( Schi erst ei ner Br ücke) AS G under shei m AK Franke nthal AS Fri edelsh eim AS K andel- M it te AS K andel- Sü d AS Main z-f int hen AS Main z-h echt sheim - Ost Mainz- Sü d AS M axdor f AS Wörth -D or schber g AS Main z-gonsenhe im AK Main z-süd AS Main z-h echt sheim - We st AS K lei n-wi nternhe im AS N ieder - Olm AS S aulhei m AS Wörth erkr euz AS Worms/Mörstadt AS Worms Wörthe r Kr euz (Ü ber gang A 65/B 9/ B 10) AS Main z-wei senau AS Franke nthal - Nord AK Lud wig shafe n LG RP /HE ( Rhei nbr. Weisen au) AS Ginshe im -Gustavsburg AS Main z-la ubenhei m AS Lud wig shafe n-n ord LG RP /BW (Rheinb rücke) AS O gger shei mer Kr euz AS Ruchheim AS Lud wig shafe n O gger sheim - Süd AS Mannhe im -S andhofen AN Lu dwi gshafen-s tad t AD Lu dwi gshafen RA Lu dwi gshafen-oggershei me rstr. AS Mutter st adt-no rd AK Mutter st adt AS H ockenhei m A 48 Gefährdungspotential rot (hohe Dringlichkeit) gelb (mittlere Dringlichkeit grün (nachrangige Dringlichkeit) AS Zweibr ücken

36 A 61 TB Bengen A 61 Ahr-TB A 573 TB Karweiler A 61 Brohl-TB A 61 Vinxtbach-TB A 61 TB Maria Laach A 61 Nette-TB A 61 Lützelbach-TB A 48 Elz-TB A 3 Wiedbach-TB A 48 Rheinbr. Neuwied Nachrechnungen von Brücken in BAB ( ) nachger., LM1 Klasse B, C nachger., Defizite Nachrechnung in Arbeit (2013) A 60 Nims-TB A 1 Moselbrücke Schweich B 52 Moselbrücke Ehrang A 64 Biewer-TB A 64 Sauer-TB A1 Lösterbach-TB A 62 Henschbach-TB A 62 TB Weselberg A 62 DB-UF Schwarzbach A 62 Schwarzbach-TB A 8 UF B 424 A 8 UF Hornbach A 643 AS Mombach A 63 TB Niederolm A 61 Überfl. Alzey A 61 TB Alzey A 61 TB Dautenheim A 63 TB Weinheim A 61 TB Pfeddersheim A 650 UF RH-Bahn A 61 Vorl-Br. Speyer A 65 ÜF Schleife B 10 Hochstr. Maxau

37 Nachrechnungen von Brücken in BAB ( ) nachger., LM1 B, C / 60/30 nachgew. nachger., Defizite Nachrechnung in Arbeit (2013) Nachrechnung in

38 Engpassbeseitigung für Schwertransporte Erneuerung BK<60 Erneuerung von 82 Teilbauwerken

39 A 3 Wiedbach-TB A 3 Bauwerke < BK 60 Erneuerung und Ertüchtigung mit Verkehrsbehinderung Ertüchtigung Erneuerung A 61 Pfädchensgraben-B A 61 Tiefenbach-TB A643 AS Mombach B 52 Moselbrücke Ehrang A 64 Sauer-TB A1 Lösterbach-TB A 6 Bauwerke < BK60 A 6 Waschmühl-TB A 6 Lauter-TB A 8 UF Hornbach

40 Stand der Nachrechnung Bisher nachgerechnet oder in Nachrechnung: 57 Brücken Ergebnisse, bisher: 13% LM 1 Klasse B 54% 33% LM 1 Klasse C LM 1 nicht nachweisbar Häufigste Defizite: Bewehrung für Schub, Schulterschub, Torsion

41 Beispiele für Ertüchtigungen A 61 Pfeddersheimer Brücke: Einbau von zusätzlichen externen Spanngliedern in die Brücke wie Bild unten

42 L 471 Schwarzbachtalbrücke: Abbruch und Erneuerung der Brücke 4

43 B 52 Moselbrücke Ehrang: Schwingungsmessungen und Verstärkung der Stahlträger 4

44 A 61 Pfädchensgrabenbrücke und Tiefenbachtalbrücke: Abbruch und Erneuerung der Brücken

45 A 6 Waschmühltalbrücke: Sanierung und Ausbau A 6 Lautertalbrücke: Abbruch und Erneuerung

46 Baumittel Bundesfernstraßen in Rheinland-Pfalz

47 Bundeshaushalt für Rheinland-Pfalz 2013 Mio Erhaltung Hauptbautitel Um- und Ausbau Rest

48 Finanzbedarf für die Ertüchtigung Für die Ertüchtigung aller Brücken in Rheinland-Pfalz werden insgesamt etwa eine Milliarde erforderlich Diese fallen an für Nachrechnung bestehender Brücken, weitergehende Planungen und für Baumaßnahmen.

49 Folgerung 1. Um auch in Zukunft die Verkehrsinfrastruktur leistungsfähig vorzuhalten, müssen viele Brücken für die neuen Verkehrsanforderungen ertüchtigt (verstärkt oder erneuert) werden. 2. Dies erfordert mehr Mittel für die Brückenerhaltung.

50 Vielen Dank!