Verfahren und Modelle zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit von dauerüberwachten Bestandsbrücken

摘要

Die Dauerüberwachung wurde schon in der Vergangenheit als eine mögliche Kompensationsmaßnahme zur Sicherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit erkannt. Dabei soll die Überwachungsanlage eine Warnmeldung auslösen, wenn der Brückenzustand kritisch wird. Durch die rechtzeitige Umsetzung von Maßnahmen soll das Brückenversagen dann verhindert werden. Die Versagenswahrscheinlichkeit des Bauwerks ist folglich geringer, da zusätzliche Informationen aus Dauerüberwachung vorliegen. Die Quantifizierung dieser Versagenswahrscheinlichkeit war bislang nicht möglich. Das Ziel der Arbeit war, eine Methode zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit von dauerüberwachten Brücken vorzuschlagen. Im Zuge dieser Arbeit wurden unter anderem die bestehenden Überwachungsmaßnahmen analysiert und Bewertungsmethoden verglichen. Dazu wurde eine Population aus 100 Brücken eines Typs künstlich erstellt und analysiert. Die vorgeschlagene Methode zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit von dauerüberwachten Brücken geht von zwei Arten des möglichen Versagens der Überwachungsmaßnahme aus. Erstens, dass trotz Analyse der Überwachungsdaten ein gravierender Schaden nicht erkannt wird und es zum Versagen kommt, und zweitens, dass nicht genug Zeit bleibt, eine risikoreduzierende Maßnahme umzusetzen. Es wurde eine Methode vorgeschlagen, die die Versagenswahrscheinlichkeit in beiden Fällen quantifiziert. Dabei werden gewisse Annahmen, zum Beispiel bezüglich des Versagensmechanismus und der Extremwertverteilung der Verkehrslast und der Indikatoren, getroffen. Die Auswirkungen von lastbedingten Schädigungen auf die gemessenen Indikatoren werden hierbei durch FE-Simulationen bestimmt. Mögliche Ausfälle der Anlage werden durch Verlängerung der nötigen Erfassungsdauer berücksichtigt. Die Datengrundlage dazu wurde durch Erfahrungswerte der Ausfallraten, die im Rahmen des Projekts durch eine Umfrage erhoben wurden, gebildet. Unsicherheiten der Messwerterfassung werden bei der Festlegung der Schwellwerte berücksichtigt. Die Methode wurde am Fallbeispiel der Hochstraße Gifhorn angewandt und der Zugewinn der operativen Zuverlässigkeit durch die Überwachungsmaßnahme ermittelt.