Bericht Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen

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1 Bericht Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen Vorlage an den Ausschuss für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung des Deutschen Bundestages Berlin, 22. Mai 2013

2 Inhalt 1 Zusammenfassung Bundesfernstraßen Brückenbestand und Erhaltung Brückenbestand Verkehrslastmodelle Auswirkungen auf die Tragreserven älterer Brücken Erhaltung Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand Zielsetzung und übergeordnete Vorgaben Arbeitsschritte Festlegungen für ein bundeseinheitliches Vorgehen Objektbezogene Nachrechnungen Erhaltungsplanung mit systematischer Brückenertüchtigungsplanung Finanzbedarf Zeit- und Ressourcenbedarf... 14

3 1 Zusammenfassung Die dauerhafte Sicherstellung der Mobilität ist eine wesentliche Voraussetzung für wirtschaftliches Wachstum und Beschäftigung sowie ein wichtiger Beitrag für die Lebensqualität der Bürger. Das Bundesfernstraßennetz ist für die Bewältigung des Güter- und Personenverkehrs von wesentlicher Bedeutung. Brücken sind neben den Tunnelbauwerken die hinsichtlich der Investitions- und Folgekosten teuersten Anlagenteile der Straßen. Aufgrund der Altersstruktur, der rasanten Entwicklung des Verkehrsaufkommens sowie der steigenden Gesamtgewichte des Schwerverkehrs sind bei älteren Brücken die Tragreserven zunehmend aufgebraucht. Hinzu können bei diesen Bauwerken teils bauartbedingte, teils altersbedingte Defizite der Tragfähigkeit kommen. Vor diesem Hintergrund und aufgrund aktueller Prognosen des Verkehrs sieht das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) das Erfordernis, ältere Brücken der Bundesfernstraßen zukunftsfähig zu ertüchtigen. Das BMVBS hat hierzu gemeinsam mit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und in Abstimmung mit den zuständigen Straßenbauverwaltungen der Länder die Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen entwickelt, in der das bundeseinheitliche Vorgehen, die objektbezogenen Nachrechnungen und die systematische Brückenertüchtigungsplanung festgelegt werden. Diese Strategie ist eingebunden in die strukturierte Erhaltungsplanung des Bundesfernstraßennetzes. Dabei gilt es, umfangreiche Verkehrseinschränkungen bis hin zur Brückensperrung möglichst zu verhindern. Die Maßnahmen zur Brückenertüchtigung werden vordringlich aus den zur Verfügung stehenden Erhaltungsmitteln bedient. Für das Jahr 2013 stehen über 2,5 Mrd. Erhaltungsmittel bereit, die in der Finanzplanung um 100 Mio. /Jahr bis 2016 auf 2,8 Mrd. erhöht werden. Im aktuellen von den Ländern gemeldeten Erhaltungsprogramm werden die Planansätze für den Anteil der Bauwerke (Brücken, Tunnel und sonstige Ingenieurbauwerke) von verausgabten Mio. /Jahr in früheren Jahren auf rd. 830 Mio. in 2013, rd. 950 Mio. in 2014 und rd. 980 Mio. in 2015 angehoben. Mit diesen Finanzierungsansätzen und der konsequenten Umsetzung der Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen sind vom BMVBS die erforderlichen Schritte als Beitrag zu einer leistungsfähigen Verkehrsinfrastruktur eingeleitet. Diese Aufgabe ist langfristig angelegt und wird bei Bund und Ländern erhebliche finanzielle und personelle Ressourcen erfordern. 1

4 2 Bundesfernstraßen Brückenbestand und Erhaltung 2.1 Brückenbestand Das Bundesfernstraßennetz umfasst heute km. Der Anteil der Bundesautobahnen beträgt km, der der Bundesstraßen km. Der Bestand der Brücken im Bundesfernstraßennetz lässt sich wie folgt aufgliedern (Stand: ): Anzahl Brücken: Anzahl Teilbauwerke 1 : Brückenlänge: m Brückenfläche: m² Mit dem starken Ausbau des Straßennetzes in den alten Bundesländern in den 60er, 70er und 80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde eine Vielzahl an Brücken neu gebaut (Bild 2-1). In den neuen Bundesländern erfolgte eine vergleichbare Entwicklung nach der Wiedervereinigung ab (Quelle, Datenbasis: BASt / BMVBS) Bild 2-1: Altersstruktur der Brücken an Bundesfernstraßen bezogen auf die Brückenfläche des Bundesfernstraßennetzes in [%] Der Anteil der Großbrücken, d. h. Brücken ab 100 m Brückenlänge, beträgt rund 52% bezogen auf die Brückenfläche des Bundesfernstraßennetzes (Bild 2-2). 1 Bei Brücken mit getrennten Überbaukonstruktionen je Fahrbahn wird jede Überbaukonstruktion für sich als Teilbauwerk bezeichnet. 2

5 (Quelle, Datenbasis: BASt / BMVBS) Bild 2-2: Aufteilung der Brücken nach Brückenlänge bezogen auf die Brückenfläche des Bundesfernstraßennetzes in [%] Gemessen an der Brückenfläche haben Spannbetonbrücken in Deutschland mit 69,9 % den weitaus größten Anteil am Bestand, gefolgt von Brücken in Beton mit 17,3 % Anteil sowie Stahl- und Stahlverbundbrücken mit 6 % bzw. 6,2 % Anteil (Bild 2-3). Stein- und Holzbrücken spielen im Netz der Bundesfernstraßen nur eine untergeordnete Rolle. (Quelle, Datenbasis: BASt / BMVBS) Bild 2-3: Bestand der Brücken an Bundesfernstraßen nach Bauweisen bezogen auf die Brückenfläche des Bundesfernstraßennetzes 2.2 Verkehrslastmodelle Brückenbauwerke müssen die Beanspruchungen infolge Personen- und Güterverkehr sicher aufnehmen können. Kennzeichnend für die enorme Zunahme der Beanspruchung der Straßenbrücken von 1950 bis 2010 durch Straßenverkehr ist die Entwicklung der Beförderungsleistungen im Straßengüterverkehr (Tabelle 2-1). 3

6 Tabelle 2-1: Beförderungsleistung im Straßengüterverkehr in Mrd. tkm Jahr Beförderungsleistung im Straßengüterverkehr Prozentuale Änderungen Mrd. tkm Bezugsjahr ,1 9% ,3 29% ,9 52% ,0 100% ,9 212% ,3 433% ,9 552% Prognose a ,6 845% a Prognose der deutschlandweiten Verkehrsverflechtung 2025 ITP/BVU, 2007 Die prognostizierte Beförderungsleistung im Straßengüterverkehr für das Jahr 2025 lässt gegenüber 2010 nochmals eine deutliche Steigerung erkennen. Darüber hinaus ist in den letzten 3 Jahrzenten ein exponentieller Anstieg der Erlaubnisse des genehmigungspflichtigen Großraum- und Schwerverkehrs nach 29, Absatz 3 StVO zu verzeichnen. Auch die Entwicklung der zulässigen Gesamtgewichte und zulässigen Achslasten von Nutzfahrzeugen (Tabelle 2-2) spiegelt den Anstieg der Beanspruchung für Straßenbrücken wieder. Tabelle 2-2: Entwicklung der zulässigen Gesamtgewichte und Achslasten von Nutzfahrzeugen Gültig ab Jahr zul. Gesamtgewicht (t) Einzel- oder Sattelfahrzeug zul. Achslast (t) Antriebsachse ,5 10, ,0 10, ,0 8, ,5 10, ,0 10, ,0 11, ,0 11, ,0 1) 11,5 1) im kombinierten Verkehr 4

7 Die Beanspruchungen aus Straßenverkehr müssen bei der Berechnung und Bemessung von Straßenbrücken zuverlässig berücksichtigt werden. In den technischen Regelwerken erfolgt dies mittels fiktiver - Lastmodelle. Diese Verkehrslastmodelle, die für die verschiedensten Brückenlängen, Straßenquerschnitte und Bauweisen anwendbar sein müssen, setzen sich aus fiktiven Flächenlasten und aus fiktiven Einzellasten zusammen. Den größten Anteil an Brücken an Bundesfernstraßen bilden Bauwerke, die in den alten Bundesländern mit dem Lastmodell der Brückenklasse 60 (BK 60) der alten DIN 1072 gebaut wurden (Bild 2-4). Brücken mit den geringeren Lastmodellen Brückenklasse 30 (BK 30) sowie Brückenklasse 45 (BK 45) sind hinsichtlich ihres Anteils von untergeordneter Bedeutung. Mit der DIN 1072, Ausgabe 1985, wurden die Lastmodelle mit den Brückenklassen BK 60/30 und BK 30/30 dem damaligen Verkehrsaufkommen angepasst. [%] 60 Anteil der wesentlichen Brückenklassen nach Brückenfläche in % Bundesautobahnen Bundesstraßen 0 LM 1 (ab 2003) BK 60/30 (ab 1985) Brückenklasse BK 30/30 (ab 1985) BK 60 (bis 1985) (Quelle, Datenbasis: BASt / BMVBS) Bild 2-4: Anteil der Brückenklassen nach Verkehrslastmodellen in % bezogen auf die Brückenfläche des Bundesfernstraßennetzes: Brückenklassen der Normenreihe DIN 1072 (BK 60/30, BK 30/30, BK 60) bzw. Brückenklasse nach DIN-Fachbericht 101 (LM 1) getrennt für Bundesautobahnen und Bundesstraßen Im Mai 2003 erfolgte in Deutschland mit dem DIN-Fachbericht 101 Einwirkungen auf Brücken die Umstellung der Berechnungs- und Bemessungsregeln vom globalen Sicherheitskonzept der alten Normenreihe (DIN 1072) auf das moderne und flexible semiprobabilistische Sicherheitskonzept der Eurocodes mit Teilsicherheitsbeiwerten. Mit dem Verkehrslastmodell LM 1 des DIN-Fachberichts 101 wurde gleichzeitig auch eine Anpassung an das weiter gestiegene Verkehrsaufkommen vorgenommen. Das Lastmodell LM 1 basiert auf Simulationsberechnungen unter Einbeziehung verschiedener Verkehrssituationen (Stau, verdichteter Verkehr und fließender Verkehr) und unter Berücksichtigung gemessener Fahrzeugzusammensetzungen, gemessener durchschnittlicher täglicher Verkehre (DTV) und gemessener Fahrzeuggewichte bzw. Achslasten. Bei den Messungen vor Ort wurden teilweise eklatante Überschreitungen der zulässigen Gesamtgewichte bzw. Achslasten des Schwerverkehrs (Überladungen) festgestellt. 5

8 Von der BASt in Auftrag gegebene Forschungsstudien haben gezeigt, dass der heutige Verkehr durch das Lastmodell LM 1 des DIN-Fachberichts 101 vollständig, von den Lastmodellen BK 60/30 und geringer - insbesondere bei größeren Brückenlängen - nicht mehr vollständig abgedeckt wird. In Konsequenz dieser Forschungsergebnisse sieht das aktuelle Regelwerk DIN EN Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken - im nationalen Anhang eine Modifikation des Lastmodells LM 1 für einen prognostizierten Verkehr vor. Dieses angepasste Lastmodell wird im Weiteren als Lastmodell LMM bezeichnet. Von der BASt beauftragte Forschungsarbeiten mit Simulationsberechnungen für verschiedene Verkehrsszenarien haben die Zukunftsfähigkeit des neuen Lastmodells bestätigt. Die technische und wirtschaftliche Machbarkeit des modifizierten Lastmodells LMM wurde für die Bauweisen Massivbrücken, Stahlbrücken und Verbundbrücken für verschiedene Brückentypen und längen nachgewiesen. 2.3 Auswirkungen auf die Tragreserven älterer Brücken Die technischen Regelwerke für die Bemessung von Brückenneubauten wurden und werden ständig entsprechend der wissenschaftlichen Erkenntnisse aktualisiert, um erkannte Defizite bei Berechnungs- und Konstruktionsregeln (z.b. teilweise Schwachstellen bei Koppelfugen von älteren Spannbetonbrücken), bei der Baudurchführung (z. B. mangelhaftes Verpressen der Hüllrohre von Spanngliedern) und bei bestimmten Baustoffen (z. B. Gefährdung durch spannungsrisskorrosionsgefährdete Spannstähle) zukünftig zu vermeiden. Im aktuellen Regelwerk DIN EN 1990, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung wird der Bedeutung der Robustheit eines Tragwerks in den statischen Nachweisformaten auch im Sinne der Wirtschaftlichkeit ein entsprechender Stellenwert eingeräumt. Dies führt heute in der Regel zu einem grundsätzlich wesentlich höheren Materialbedarf als bei Brücken der Brückenklasse 60 und geringer. Brücken der Brückenklasse BK 60/30, LM1 und LMM bieten aufgrund der höheren Verkehrslastmodelle und der höheren Anforderungen hinsichtlich ihrer Robustheit in den Bemessungsvorschriften ab 1985 bei ordnungsgemäßer Planung und Bauausführung und unter der Voraussetzung regelmäßiger Erhaltung bei heutigen Randbedingungen ausreichende Tragreserven. Bei Brücken der Brückenklasse 60 und geringer können aufgrund der Beanspruchung durch den Schwerverkehr die Tragreserven bereits weitgehend aufgebraucht sein. Es wird außerdem deutlich, dass aufgrund der Altersstruktur des Brückenbestandes für neue ungünstig wirkende Fahrzeugkonzepte, höhere zulässige Fahrzeuggesamtgewichte oder höhere Achslasten kaum Spielraum besteht. Vergleichbares gilt für die Erlaubnisse von genehmigungspflichtigen Schwertransporten, die teilweise bereits bei ihrer Routenwahl beschränkt werden. 6

9 2.4 Erhaltung Die aktuelle Erhaltungsbedarfsprognose aus dem Jahr 2010 ergab einen steigenden Erhaltungsbedarf für das Bundesfernstraßennetz auf zukünftig über 3 Mrd. im Jahr. Als Ursache für den erhöhten Erhaltungsbedarf können im Wesentlichen die Kostensteigerungen der letzten Jahre ( rd. 25 %), die Mehrbelastung durch den weit über der Prognose liegenden Güterverkehrszuwachs sowie Überladungen und eine massive Zunahme der genehmigungspflichtigen Großraum- und Schwertransporte genannt werden. Die Folge ist eine verkürzte Nutzungsdauer des Bauwerks Straße. Hinzu treten verschobene Erhaltungsinvestitionen aus der Vergangenheit. Der Substanzzustand der Bundesfernstraßen ist in den letzten Jahren erkennbar abgefallen. Eine ausreichende Qualität der Bundesfernstraßen kann nur mit einer verstärkt substanzorientierten Erhaltung gesichert werden. Um eine ständige Funktionsfähigkeit und Verkehrssicherheit der Ingenieurbauwerke zu gewährleisten, werden diese einer regelmäßigen, fachkundigen Überwachung und Prüfung unterzogen, deren Ergebnis das BMVBS in den Verkehrsinvestitionsberichten (früher Straßenbauberichte) regelmäßig berichtet (vgl. Bild 2-5). Bauwerk- Zustandsnoten nach Brückenfläche ( ): Bundesfernstraßen Straßenbaubericht 2000 Straßenbaubericht 2001 Straßenbaubericht 2002 Straßenbaubericht 2003 Straßenbaubericht 2004 Straßenbaubericht 2005 Bericht vom *) Straßenbaubericht 2007 Verkehrsinvestitionsbericht 2008 Verkehrsinvestitionsbericht 2009 Verkehrsinvestitionsbericht 2010 Verkehrsinvestitionsbericht % 20% 40% 60% 80% 100% 1,0-1,4 sehr guter Bauwerkszustand 1,5-1,9 guter Bauwerkszustand 2,0-2,4 befriedigender Bauwerkszustand 2,5-2,9 ausreichender Bauwerkszustand 3,0-3,4 nicht ausreichender Bauwerkszustand 3,5-4,0 ungenügender Bauwerkszustand *) Bericht des BMVBS Bestand und Zustand der Brücken im Zuge von Bundesfernstraßen an den Vorsitzenden des Ausschusses für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung des Deutschen Bundestages Bild 2-5: Entwicklung der Bauwerks-Zustandsnoten der Teilbauwerke (prozentuale Zuordnung zu den Bauwerks-Zustandsnoten) 7

10 Entsprechend der Richtlinien zur einheitlichen Erfassung, Bewertung, Aufzeichnung und Auswertung der Bauwerksprüfungen nach DIN 1076 (RI-EBW-PRÜF) ist bei einer Zustandsnote von 3,5 bis 4 eine umgehende Instandsetzung bzw. Erneuerung erforderlich. Außerdem sind sofort Maßnahmen zur Schadensbeseitigung, Warnhinweise zur Aufrechterhaltung der Verkehrssicherheit oder Nutzungseinschränkungen erforderlich. Der gewachsene Anteil der Bauwerke mit Zustandsnoten > 2,5 zeigt, dass aufgrund des Alters und der erhöhten Beanspruchung der Bauwerke verstärkt Schäden auftreten, die eine zeitnahe Umsetzung der erforderlichen Erhaltungsmaßnahmen erfordern. Um hier eine weitere Verschlechterung des Zustands zu vermeiden, müssen daher in den nächsten Jahren erhebliche Finanzmittel in die Erhaltung der Bauwerke investiert werden. Brücken sind bei Nutzungsausfall die kritischen Punkte im Straßennetz. Bei notwendigen Sperrungen oder Einschränkungen z.b. wegen Bauarbeiten oder Bauwerksschäden, sind oft großräumige Umleitungen des Verkehrs erforderlich. Auch dauern die meist komplexen Instandsetzungsarbeiten an Brückenbauwerken häufig erheblich länger als vergleichbare Arbeiten im übrigen Straßennetz. Dies macht der Schadensfall der Rheinbrücke Leverkusen im Zuge der A 1, einer der wichtigsten Verbindungen im Bundesfernstraßennetz, drastisch deutlich. Fehlende Redundanz der Verkehrsrelationen im Straßennetz können zu erheblichen Störungen für den regionalen und überregionalen Personen- und Güterverkehr führen. 3 Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand 3.1 Zielsetzung und übergeordnete Vorgaben Das BMVBS hat gemeinsam mit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und in Abstimmung mit den zuständigen Straßenbauverwaltungen der Länder die Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen entwickelt, um zunächst das Erfordernis und den Umfang von baulichen Einzelmaßnahmen benennen zu können. Die Folgerungen und Konsequenzen für das Straßennetz sind dabei mit einzubeziehen. Dabei gilt es, umfangreiche Verkehrseinschränkungen bis hin zur Brückensperrung möglichst zu vermeiden. Hauptsächlich fallen im Zuge von Bundesfernstraßen alle Straßenbrücken der Brückenklasse BK 60 und geringer unter den Anwendungsbereich der Strategie zur Ertüchtigung von Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen. Für diese Brücken sollte eine Ertüchtigung auf das Ziellastniveau LM 1 des DIN- Fachberichts 101 angestrebt werden. Abweichungen hiervon dürfen bei entsprechenden Randbedingungen (z.b. Berücksichtigung des tatsächlichen vorhandenen Verkehrs, Lage im Straßennetz, Möglichkeit verkehrlicher oder baulicher Kompensationsmaßnahmen) nur in Abstimmung mit dem BMVBS erfolgen. Zusätzlich ist stets zu prüfen, ob ggf. eine Brückenertüchtigung auf das modifizierte Ziellastniveau LMM technisch machbar und wirtschaftlich sinnvoll oder, bei entsprechender Lage im Netz, verkehrlich erforderlich ist. 8

11 Volkwirtschaftliche Aspekte (z. B. Auswirkungen von Staus infolge verkehrsbeschränkender Maßnahmen) sind zu beachten. Bei Brückenersatzneubauten ist wie bei Neubaumaßnahmen stets das Lastmodell LMM zugrunde zu legen. 3.2 Arbeitsschritte Die Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand lässt sich in drei Arbeitsschritte unterteilen: Festlegungen für ein bundeseinheitliches Vorgehen Objektbezogene Nachrechnungen Erhaltungsplanung mit systematischer Brückenertüchtigungsplanung Die konkrete Umsetzung dieser Arbeitsschritte erfolgt teils sukzessive, teils zeitlich parallel. Die Festlegungen für ein bundeseinheitliches Vorgehen sind getroffen. Sie werden jedoch bei Vorliegen neuer Erkenntnisse aus Forschungsvorhaben und Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung kontinuierlich weiterentwickelt. Der Arbeitsschritt Objektbezogene Nachrechnungen ist initiiert und befindet sich im ständigen Dialog von BMVBS und den Straßenbauverwaltungen der Länder. Die Systematische Brückenertüchtigungsplanung ist Teil der kontinuierlichen Erhaltungsplanung des BMVBS Festlegungen für ein bundeseinheitliches Vorgehen Wissenschaftliche Untersuchungen Um das Tragvermögen der Straßenbrücken im Bestand nach neuesten wissenschaftlichen Methoden sicher bewerten zu können, war es zunächst erforderlich, ein entsprechendes Regelwerk zur Nachrechnung bereitzustellen. Grundlage hierfür waren zahlreiche Forschungsvorhaben, die thematisch die Einwirkungen infolge Verkehr (örtliche Verkehrssituationen, Auswirkungen verkehrsbeschränkender Maßnahmen) und das Tragverhalten von defizitären Bauwerken behandeln. Ein Schwerpunkt weiterer Forschungen ist die Erarbeitung wissenschaftlich abgesicherter Rechenmodelle zum Tragverhalten von Massivbrücken bei Querkraft- und Torsionsbeanspruchungen, das Definieren von Einsatzbedingungen für innovative Bauweisen und die Zusammenstellung einer Erfahrungssammlung als Arbeitshilfen für mögliche Verstärkungsmaßnahmen. Ziel eines weiteren Forschungsvorhabens im Hinblick auf eine effektive Erhaltungsplanung ist die Entwicklung von Bewertungskriterien und einer Optimierungsstrategie für die gleichzeitige Planung und übergreifende Steuerung mehrerer voneinander abhängiger Projekte ( Multiprojektmanagement ) auf Bundes- und Landesebene. 9

12 Richtlinie zur Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand Mit der Richtlinie für die Nachrechnung von Straßenbrücken im Bestand (Nachrechnungsrichtlinie) des BMVBS, Ausgabe 2011, steht ein technisches Regelwerk zur Verfügung, das eine bundeseinheitliche Vorgehensweise bei der Analyse der Tragfähigkeit der Straßenbrücken im Bestand sicherstellt. Die Nachrechnungsrichtlinie wurde von Bund/Länder-Arbeitsgruppen unter Beteiligung der BASt, namhafter Wissenschaftler und Ingenieuren der Praxis für die Bereiche Beton- /Spannbetonbrücken, Stahlbrücken sowie Verbundbrücken erarbeitet. Der Nachrechnungsrichtlinie sind die aktuellen Berechnungs- und Bemessungsverfahren des europäischen Konzepts der Eurocodes (in Deutschland seit 2003 mit den DIN-Fachberichten 101 bis 104 für den Neubau von Brückenbauwerken umgesetzt) zu Grunde gelegt. Ein Schwerpunkt der Nachrechnung bildet die Bereitstellung von Materialkenndaten verbauter älterer, heute nicht mehr eingesetzter Baustoffe (z. B. glatte Betonstähle). Des Weiteren können genauere, am jeweiligen Brückenbauwerk gewonnene Kenndaten (z. B. genauere Bestimmung des Eigengewichts) Eingang in die Berechnung finden. Mit dieser Vorgehensweise werden tatsächliche Reserven des Bauwerks berücksichtigt, ohne dabei das geforderte Tragsicherheitsniveau zu verlassen. Ausgangspunkt einer statischen Nachrechnung ist stets die genaue Bewertung des aktuellen Bauwerkzustandes, der als Ergebnis der Bauwerksprüfung nach DIN 1076 oder weiterer Untersuchungen am Bauwerk dokumentiert wird. Defizite bei den Nachweisen der Dauerhaftigkeit bzw. der Robustheit, resultierend aus Defiziten in früheren Regelwerken und/oder durch den Bauwerkszustand bedingte Defizite können, sofern sie keinen direkten Einfluss auf die Tragsicherheit eines Bauwerks haben, in bestimmtem Umfang die Eckdaten zur Einschätzung einer Restnutzungsdauer liefern. Das Ergebnis einer Nachrechnung dient zunächst der Feststellung, ob und in welchem Umfang bauliche Maßnahmen ergriffen werden können bzw. müssen, um das angestrebte Ziellastniveau LM 1 oder LMM zu erreichen (Machbarkeitsstudie). Eine weitere Grundlage für eine Entscheidung, welche Maßnahme bauliche Ertüchtigung oder Ersatzneubau ergriffen werden kann, ergibt sich aus einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung nach der Richtlinie zur Durchführung von Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen im Rahmen von Instandsetzungs-/Erneuerungsmaßnahmen bei Straßenbrücken (RI-WI-BRÜ) des BMVBS. Reihung und Auswahl der vorrangig zu untersuchenden Brücken Die große Anzahl an Brückenbauwerken der Brückenklasse BK 60 und geringer (vgl. Bild 2-4) macht eine Reihung der zu untersuchenden Bauwerke erforderlich. Auf der Grundlage einer bundesweiten Erhebung hat die BASt in Abstimmung mit den Ländern aus dem Brückenbestand auf der Basis objektbezogener Prioritätszahlen die 10

13 Bauwerke ermittelt, bei denen vorrangig statische Untersuchungen durchgeführt werden sollen. Maßgebende technische Auswahlkriterien sind: Spannbetonbrücken, die vor 1985 gebaut wurden, Spannbeton-Talbrücken mit Baujahr vor 1980, bei denen u. a. der Temperaturlastfall noch nicht berücksichtigt wurde, Stahl- und Stahlverbundbrücken aus dieser Zeit, Mehrfeldbauwerke mit Stützweiten > 30 m, Brücken mit Zustandsnote > 3,0, Spannbetonbrücken mit bauzeitbedingten Defiziten: Spannbetonbrücken mit Koppelfugenproblematik, Spannbetonbrücken bei denen Spannungsrisskorrosionsgefährdeter Spannstahl eingebaut wurde, Massivbrücken mit zu geringer Schubbewehrung. Die Reihung der BASt ergab eine Teilmenge von rund Brücken-Teilbauwerken 2 mit höchster Priorität. Davon befinden sich rund Teilbauwerke im Bundesautobahnnetz und rund 900 Teilbauwerke im Bereich der Bundesstraßen. Dies entspricht einem Anteil von 5% der Brücken-Teilbauwerke. Aufgrund des hohen Anteils an Großbrücken stellt dies allerdings rund 25% der Gesamtbrückenfläche dar. Der überwiegende Teil dieser Bauwerke sind Spannbetonbrücken. Darüber hinaus wurden nach bauartspezifischen Auswahlkriterien zusätzlich etwa 300 Stahlund Stahlverbundbrücken identifiziert, die ebenfalls prioritär zu überprüfen sind. Die meisten dieser Straßenbrücken befinden sich in den großen Flächenländern Baden- Württemberg, Bayern, Hessen, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen und Rheinland-Pfalz Objektbezogene Nachrechnungen Das BMVBS hat den Ländern Anfang 2010 als Ergebnis der Erhebungen der BASt die vorrangig zu untersuchenden Bauwerke benannt. Zeitnah sind folgende Arbeitsschritte von den Ländern durchzuführen: Feststellung des aktuellen Bauwerkszustands, ggf. im Rahmen einer Brückenprüfung aus besonderem Anlass nach DIN 1076, Nachrechnung der Bauwerke nach der Nachrechnungsrichtlinie, 2 Bei Brücken mit getrennten Überbaukonstruktionen je Fahrbahn wird jede Überbaukonstruktion für sich als Teilbauwerk bezeichnet. 11

14 Ermittlung der erforderlichen Maßnahmen zur Instandsetzung und Verstärkung sowie Klärung, ob eine ausreichende Anhebung der Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit technisch möglich ist, soweit erforderlich Anordnung verkehrsbeschränkender Maßnahmen und/oder Einleitung von Sofortinstandsetzungsmaßnahmen, Ermittlung der Kosten für die gewählten Maßnahmen einschließlich Verkehrssicherung, ggf. Ermittlung der Kosten des Ersatzneubaus einschließlich der Kosten für den Abbruch des bestehenden Bauwerks, Durchführung von Wirtschaftlichkeits-Untersuchungen zur Bewertung der Frage Instandsetzung/Verstärkung oder Ersatzneubau. Die Verifizierung und Ergänzung der Listen muss von den einzelnen Straßenbauverwaltungen der Länder aufgrund deren Verantwortlichkeit für die Bauwerke und ihrer objektspezifischen Detailkenntnisse vorgenommen werden. Die Länder berichten dem Bund regelmäßig über den Sachstand der Nachrechnung und daraus abzuleitende Maßnahmen zur Brückenertüchtigung (Verstärkungen, aber auch Ersatzneubauten). Das Konzept sieht vor, bei jeder einzelnen der betroffenen Brücken zu prüfen, ob sie den Anforderungen des heutigen und zukünftigen Schwerverkehrs noch genügt. Diese Einzelfallprüfung ist sehr aufwändig. Nach aktuellem Stand sind im Bereich der Bundesautobahnen rund 220 Brücken nachgerechnet. Daraus lässt sich ableiten, dass allein die Nachrechnung der den Straßenbauverwaltungen der Länder übergebenen Listen vorrangig zu untersuchender Brückenbauwerke nach heutiger Einschätzung über ein Jahrzehnt hinaus dauern wird. 3.3 Erhaltungsplanung mit systematischer Brückenertüchtigungsplanung Das BMVBS legt in Abstimmung mit den Ländern die spezifischen Länderkonzepte fest, die eine strukturierte Erhaltungsplanung und die Ermittlung des Erhaltungsbedarfs für das Bundesfernstraßennetz möglich machen. Darin wird für Straßenbrücken die bisherige planmäßige Bauwerkserhaltung um die systematische Brückenertüchtigung erweitert. Die systematische Brückenertüchtigung erfordert eine netzbezogene Brückenertüchtigungsplanung und eine objektbezogene bauliche Maßnahmenplanung. Netzbezogene Brückenertüchtigungsplanung Ziel einer effizienten Erhaltungsplanung des BMVBS ist eine optimierte Abwicklung von Baumaßnahmen, um deren verkehrliche Auswirkungen im Netz möglichst gering zu halten. Dies schließt auch ggf. eine länderübergreifende Koordinierung ein. Im Sinne einer netzbezogenen Brückenertüchtigungsplanung ergeben sich in gegenseitiger Wechselwirkung Randbedingungen für die Erhaltungsplanung und für das Bauwerk. Dabei sind insbesondere von Bedeutung: die Lage des Bauwerks im Netz, die Berücksichtigung der 12

15 verkehrlichen Bedeutung der Strecke, die netzbezogene Festlegung des Ziellastniveaus (LM 1 oder LMM) der Brückenertüchtigung und die Bedarfsplanung für die Bundesfernstraßen (z. B. 6streifiger Ausbau einer BAB). Bei Ersatzneubauplanungen und häufig auch bei Ertüchtigungsmaßnahmen sind in der Regel längere Vorlaufzeiten zur Erlangung des Baurechtes zu berücksichtigen. So kann es zur Aufrechterhaltung der Verkehrsrelationen erforderlich werden, Sofortmaßnahmen zu ergreifen, die im Sinne einer Erstmaßnahme eine bauliche Verstärkung einer bestehenden Brücke beinhalten, um deren Sicherheit und Funktionsfähigkeit noch für einen begrenzten Zeitraum sicherstellen zu können, um nach Vorliegen des Baurechts als Zweitmaßnahme einen Ersatzneubau zu errichten. Objektbezogene bauliche Maßnahmenplanung Die objektbezogene bauliche Maßnahmenplanung durch die Länder erfordert eine detaillierte und zumeist zeitaufwändige Bauwerksplanung unter Einbeziehung von Machbarkeitsstudien sowie Untersuchungen nach den Richtlinien zur Durchführung von Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen im Rahmen von Instandsetzungs-/Erneuerungsmaßnahmen bei Straßenbrücken (RI-WI-BRÜ). Eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung ist ein Bewertungsinstrument zur Identifizierung der Variante mit den geringsten Gesamtkosten und stellt damit eine Entscheidungshilfe bei der Planung von baulichen Maßnahmen dar. Die Ergebnisse sind im Sinne der Bundeshaushaltsordnung ( 24 (BHO) in einem Bauwerksentwurf zusammenzustellen. Aus diesen Unterlagen müssen die Art der Ausführung, die Kosten der Baumaßnahmen und des Grunderwerbs sowie die vorgesehene Finanzierung und ein Zeitplan ersichtlich sein. Der bei der Maßnahmenplanung erforderliche iterative Abstimmungsprozess zwischen Bund und Ländern soll sicherstellen, dass die Ziele der netzbezogenen Brückenertüchtigungsplanung konsequent umgesetzt werden. 4 Finanzbedarf Die Ergänzung der Brückenerhaltung um die systematische Brückenertüchtigung erfordert eine Erhaltungspolitik, die auf einen hohen Gebrauchs- und Sicherheitswert der Verkehrsinfrastruktur ohne Substanzverzehr zu Lasten künftiger Generationen ausgerichtet ist. Ein genauer Brückenerhaltungs- und -ertüchtigungsumfang mit objektbezogen festgelegten Maßnahmen und einer daraus abzuleitenden genaueren Abschätzung des Finanzbedarfs kann nur sukzessive nach Durchführung der entsprechenden Untersuchungen und Abstimmungen zwischen dem Bund und den Ländern festgelegt werden. Ziel der konzeptionellen und planerischen Arbeit ist eine bedarfsorientierte, finanziell untersetzte Straßen- und Brückenerhaltungsplanung. 13

16 Das BMVBS schätzt den Bedarf für die Erhaltung der Bundesfernstraßen bis 2025 insgesamt auf über 3 Mrd. jährlich ein. Der Anteil für die Erhaltung der Bauwerke (Brücken, Tunnel und sonstige Ingenieurbauwerke) einschließlich der Ertüchtigung der Brücken wird dabei von anfangs rund 30 % auf bis zu 45 % ansteigend abgeschätzt. Die Maßnahmen zur Brückenertüchtigung werden vordringlich aus den zur Verfügung stehenden Erhaltungsmitteln bedient. Im Jahr 2013 stehen über 2,5 Mrd. Erhaltungsmittel bereit, die in der Finanzplanung um 100 Mio. /Jahr bis 2016 auf dann 2,8 Mrd. erhöht werden. Aus diesen Haushaltsmitteln ist von den ausführenden Straßenbauverwaltungen der Länder auch die Erhaltung und Ertüchtigung der Brücken zu finanzieren. Im aktuellen von den Ländern gemeldetem Erhaltungsprogramm wird der Anteil der Bauwerke (Brücken, Tunnel und sonstige Ingenieurbauwerke) mit rd. 830 Mio. in 2013, rd. 950 Mio. in 2014 und rd. 980 Mio. in 2015 ausgewiesen. Die Planansätze für die kommenden Jahre weisen damit einen steigenden Trend aus. Zu dem Mittelansatz für die Erhaltung sind im Bundeshaushalt noch die Erhaltungsleistungen hinzuzurechnen, die im Rahmen von Erweiterungsmaßnahmen wie dem 6-streifigen Ausbau sowie Um- und Ausbaumaßnahmen erfolgen. Diese können mit rund 400 Mio. /Jahr angesetzt werden. Die derzeitige Finanzierungssituation im Bereich der Bundesfernstraßen erlaubt es nicht, alle anstehenden Maßnahmen des Neubaus, Um- und Ausbaus und der Erweiterung sowie der Instandsetzung, Verstärkung und Erneuerung kurzfristig zu verwirklichen. Der weitaus überwiegende Anteil der zur Verfügung stehenden Haushaltsmittel wird entsprechend dem Erhaltungszustand des jeweiligen Netzes auf die Bundesländer verteilt. Um auch in Zukunft eine leistungsfähige Straßeninfrastruktur für den voraussichtlich weiter wachsenden Verkehr sicherzustellen, müssen die Straßenverkehrsinvestitionen langfristig erhöht und verstetigt werden. 5 Zeit- und Ressourcenbedarf Bereits die Nachrechnung der den Straßenbauverwaltungen der Länder übergebenen Listen vorrangig zu untersuchender Brückenbauwerke wird nach heutiger Einschätzung bereits über ein Jahrzehnt hinaus dauern. Das Bewusstsein für die Erfordernis der Brückenertüchtigung wurde von Entscheidungsträgern aus Verwaltung, Ingenieurverbänden und Ausschüssen, Wissenschaft und Vertretern von Ingenieuren der Praxis im Rahmen der Informationsveranstaltung des BMVBS Brückenertüchtigung ein Beitrag zu einer leistungsfähigen Verkehrsinfrastruktur am deutlich zum Ausdruck gebracht. Der Anspruch an die Ausbildung und fachliche Qualifikation der Bauingenieure zur Bewältigung dieser Aufgaben ist sehr hoch. Die Ertüchtigung des Brückenbestandes ist eine langfristige Aufgabe, die erhebliche und steigende personelle und finanzielle Ressourcen bei Bund und Ländern erfordert. 14

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