Entwicklung einer geschlossenen Vorgehensweise zur Ermittlung von Beanspruchungen von Brückenbauwerken infolge Straßenverkehr

Der angestrebten Gesamtnutzungsdauer eines Straßenbrückenbauwerkes von 100 Jahren gegenüber steht eine sich stetig ändernde Nutzung durch den Straßenverkehr. Der Güterverkehr, als ein wesentlicher Teil des Straßenverkehrs, ist sowohl in den letzten Jahrzehnten als auch in Zukunft einem fortwährenden Anstieg unterlegen. Die Einwirkungen infolge dieses wachsenden Verkehrs müssen Brückenbauwerke abtragen. Hierzu müssen diese hinreichend gut bekannt sein, was aufgrund der Zeitveränderlichkeit, der Zufallscharakteristik und der fortwährenden Weiterentwicklung des Verkehrs nicht trivial ist.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, eine durchgehend geschlossene Vorgehensweise für die Ermittlung von stochastischen Beschreibungen von Beanspruchungen infolge des Straßenverkehrs zu entwickeln. Der Weg der Untersuchungen führt dabei von Verkehrsmessungen als Datenlieferant über Simulationsrechnungen (Monte-Carlo-Simulation) zur Abbildung des Straßenverkehrs weiter zu Berechnungen resultierender Beanspruchungen und anschließender statistischer Ergebnisauswertung hin zu stochastischen Beschreibungen von Beanspruchungen aus Verkehr. Dabei werden verschiedene Auswerteverfahren und unterschiedliche Betrachtungszeiträume (Simulationslängen) untersucht und anhand der Bewertung zwangsläufig auftretender Ergebnisstreuungen erforderliche Simulationslängen abgeleitet.

Die entwickelte Vorgehensweise wird anschließend zur Analyse der Auswirkungen verschiedener Verkehrscharakteristiken (Verkehrszusammensetzung, Verkehrsstärke) auf die stochastischen Beschreibungen von Beanspruchungen aus Straßenverkehr für ein Beispieltragwerk eingesetzt. Die Ergebnisse werden dann exemplarisch in einer zuverlässigkeitstheoretischen Untersuchung verwendet und es werden Zusammenhänge zwischen Verkehrscharakteristik und Ergebnissen zuverlässigkeitstheoretischer Analysen aufgezeigt.

Insgesamt kann dabei festgestellt werden, dass mit der entwickelten Vorgehensweise durchgehend konsistente und qualitativ erwartungsgerechte Ergebnisse erzielt werden und die Anwendbarkeit für weiterführende Untersuchungen gegeben ist.