Erhaltungsmanagement von (Verkehrs-)Wasserbauwerken

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Günter Brandt
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1 Jörg Bödefeld Erhaltungsmanagement von (Verkehrs-)Wasserbauwerken Schutzsysteme gegen Naturgefahren - Dauerhaft fit durch Systems Engineering? München, 13. Oktober 2015

2 Inhalt 1. Organisation (BMVI, WSV, BAW) 2. Bauwerke der WSV 3. Besonderheiten 4. Inspektionsregime 5. EMS Seite 2

3 Geschichtlicher Hintergrund Ursprünglich: Ländersache 1921: Staatsvertrag betreffend den Übergang der Wasserstraßen von den Ländern auf das Reich, vom Reichstag als Gesetz beschlossen durch Reichsgesetz vom 29. Juli : Art 89 GG: (1) Der Bund ist Eigentümer der bisherigen Reichswasserstraßen. (2) Der Bund verwaltet die Bundeswasserstraßen durch eigene Behörden. Wasser- und Schifffahrtsverwaltung Seite 3

4 Einordnung im Organigramm des BMVI Seite 4

5 Bundeswasserstraßen 7350 km Binnenwasserstraßen davon 750 km Seeschifffahrtsstraßen 6600 km Binnenschifffahrtsstraßen davon km freie/ geregelte Flussstrecken km staugeregelte Flussstrecken km Kanalstrecken km² Seewasserstraßen Seite 5

6 Objektvielfalt Seite 6

7 Besonderheit 1 Anlagen WSV 319 Schiffsschleusenanlagen 307 Wehranlagen 5 Schiffshebewerke 41 Kanalbrücken 354 Dükeranlagen 72 Durchlassanlagen 675 Leuchtfeueranlagen ca Brücken 4356 Objekte in 67 Objektarten Seite 7

8 Besonderheit Seite 8

9 Besonderheit Seite 9

10 < 1835 < 1845 < 1855 < 1865 < 1875 < 1885 < 1895 < 1905 < 1915 < 1925 < 1935 < 1945 < 1955 < 1965 < 1975 < 1985 < 1995 < 2005 < 2015 Anzahl der Bauwerke Besonderheit Schleusen Wehre Baujahr Altersstruktur WSV- Schleusen Seite 10

11 Besonderheit 3 Schatzkiste Wehranlage Wetzlar (oberes Wehr 1050, unteres Wehr 1250) Wehranlage Großes Wehr Naunheim 1550 Überlauf Würzburg 1644 Wehranlage Nievern 1671 Wehranlage Oberbiel 1681 Fulda/Werra, 11 Bootsschleusen / 12 Wehre 1752 Saale, 5 Schleusen 1820/ , 1826, 1828, 1830, 1831, 1833, Seite 11

12 Besonderheit Seite 12

13 Zusammenfassung 1. viele, unterschiedliche Objektarten unterschiedlichste Expositionen 2. einzelne Objektarten in sehr unterschiedlicher Ausprägung 3. Bauwerksalter sehr hoch unterschiedlichste Bauweisen, Normen, Bemessungen unterschiedlichste Materialien und Techniken 4. unterschiedlichste Verfallsprozesse sehr inhomogener Bestand! Seite 13

Bauwerksinspektion Rechtzeitiges Erkennen von Schäden Grundlage für

14 Ziele der Bauwerksinspektion Überprüfung des Inspektionszyklus Sicherstellung der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit Ziele der Bauwerksinspektion Rechtzeitiges Erkennen von Schäden Grundlage für Instandsetzungen Dokumentation und Bewertung des Bauwerkszustandes Seite 14

15 Relevante Vorschriften Bauwerke in der Unterhaltungslast der WSV VV-WSV 2301 Damminspektion DIN 1076 Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen VV-WSV 2101 Bauwerksinspektion Dämme i.w. Brücken und Tunnel Verkehrswasserbauwerke Seite 15

111, 141, 146 222 417 111 314 222 323 111 415 441 323 535 311, 213, 231 Abstufung der Inspektion Kategorie B

16 111, 141, , 213, 231 Abstufung der Inspektion Kategorie B Kategorie A Prüfung Überwachung Besichtigung Besichtigung laufende Beobachtung laufende Beobachtung Seite 16

17 Besonderheiten Zugänglichkeit nur Teilinspektion möglich Sperrung der Wasserstraße Trockenlegung Reinigung Verknüpfung mit anderen Maßnahmen Seite 17

18 Dokumentation Besonderheiten: Aufgabenblätter für Überwachung und Prüfung Dokumentation: Bewertung: SK 1 bis SK 4 Merkblatt Schadensklassifizierung Kennzahlen: Prüfnote Seite 18

19 Definition der Schadensklassen Seite 19

20 Schadensklassifizierung Bewehrung Betonstahl Gruppe 1 Betonstahl Gruppe 3 Betonstahl Gruppe 2 Bewehrungsschäden deformiert korrodiert spröde gerissen duktil gerissen angerissen Narbentiefe < 1,0 mm und Querschnittsverlust < 10% Narbentiefe < 1,5 mm und Querschnittsverlust < 10% Narbentiefe > 1,5 mm oder Querschnittsverlust > 15% SK 2 SK 3 SK Seite 20

21 Bericht Seite 21

22 Basisinformationen Schadensklasse Teilnoten Zustandsnote Teilnoten: Konstruktion 3,2 Stahlbau 3,2 Ausrüstung 3,1 Korrosionsschutz 4,0 Sonstiges -- Aktueller Zustand! Seite 22

23 Überblick Seite 23

24 Markov-Ketten Seite 24

25 Schadensnote Markov-Ketten Prognose von erfassten Schäden: Erfasste Schäden werden mit Markov-Matrizen prognostiziert. Jeder Schadensbegriff ist einem Verfallsprozess zugeordnet. Jeder Verfallsprozess besitzt eine Markov-Matrix. 4,00 3,00 2,00 1, Prognosezeit in Jahren Seite 25

26 Überlebenswahrscheinlichkeit Überlebenswahrscheinlichkeit R(t) Überlebensfunktionen 1,00 1 0,9 4 3,7 0,75 0,50 0,25 männlich weiblich 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 SK 1 SK 1+2 SK gewichtete Note 3,4 3,1 2,8 2,5 2,2 1,9 1,6 0,1 1,3 0, Alter in Jahren Alter in Jahren Seite 26

27 Meta- Katgeorie- Note Meta- Katgeorie- Note Überlebensfunktionen Prognose von ungeschädigten Teilnotenkategorien: Für jede Teilnotenkategorie wird eine Überlebensfunktion aufgestellt ,5 3, ,5 2,5 2 Bauwerksalter 2 1,5 Konstruktion 1,5 Konstruktion Stahlbau Stahlbau Ausrüstung Ausrüstung Jahre Jahre Seite 27

28 Meta-Kategorienote Eingreifzeitpunkt 4,0 3,5 Zustandsgrenze 3,0 2,5 2,0 Stahlwasserbau Verschleißteile Massivbau Ausrüstungsteile 1, Prognosezeit in Jahren Seite 28

29 Ergebnis Seite 29

30 Umfangabschätzung 1. Bestimmung der geschädigten Bauteile 2. Abschätzung des Umfangs der erforderlichen Maßnahme a) Lokale Maßnahme (1-3 Bauteile betroffen) b) Mehrere lokale Maßnahmen (mehrere einzelne Bauteile betroffen) c) Große Instandsetzung/ Neubau 3. Berechnung des Zustandes nach der Instandsetzung Seite 30

31 Visualisierung Seite 31

32 Weitere Priorisierung Seite 32

33 Risikobetrachtung 4er- Schäden sind immer inakzeptabel, 3er-Schäden sind immer im ALARP-Bereich, 3er-Schäden sind inakzeptabel, wenn das Schadensausmaß mindestens groß ist Seite 33

34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bundesanstalt für Wasserbau Karlsruhe

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