Zuverlässigkeitsmodelle von dauerüberwachten Bestandsbrücken
In der Vergangenheit wurde festgestellt, dass eine permanente Überwachung möglicherweise als Ausgleichsmaßnahme zur Sicherung der strukturellen Stabilität und Gebrauchstauglichkeit eingesetzt werden kann. Die Aufgabe des Überwachungssystems ist es, eine Warnung auszugeben, wenn der Bauwerkszustand kritisch wird. Daher kann ein Versagen durch rechtzeitige Umsetzung von risikomindernden Maßnahmen verhindert werden. Folglich ist die Ausfallwahrscheinlichkeit in einem solchen Fall im Vergleich zu dem Fall ohne Überwachungsinformationen geringer. Eine quantitative Bewertung dieser Ausfallwahrscheinlichkeit war jedoch noch nicht möglich. Ziel dieser Arbeit war es, eine Methode zur quantitativen Bewertung der Zuverlässigkeit von Brücken vorzuschlagen, die mit einer permanenten Überwachung ausgestattet sind.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die bestehenden Überwachungsansätze analysiert und die Bewertungsmethoden verglichen. Dies geschah an einer Gesamtheit von 100 Brücken eines Typs, die künstlich erzeugt und analysiert wurden.
Die vorgeschlagene Methode zur Quantifizierung der Zuverlässigkeit von Brücken, die mit einer permanenten Überwachung ausgestattet sind, geht von zwei Arten des Versagens des Überwachungsansatzes aus. Erstens das Nicht-Erkennen eines schwerwiegenden Schadens trotz beendeter Messdatenanalyse und nachfolgendem strukturellen Versagen; und zweitens die fehlende Zeit, um eine Risikominderungsmaßnahme durchzuführen. In beiden Fällen wurde eine Methode zur Quantifizierung der Ausfallwahrscheinlichkeit vorgeschlagen. Dabei werden bestimmte Annahmen getroffen, z.B. über den Versagensmechanismus sowie über Extremwertverteilungen von Verkehrslasten und gemessenen Indikatoren. Der Einfluss von verkehrslastbedingten Schäden auf gemessene Indikatoren wird durch FE-Simulationen ermittelt.
Ein möglicher Ausfall des Messsystems wird durch Verlängerung der erforderlichen Datenerfassungsdauer berücksichtigt. Die Daten für diese Auswertung wurden im Laufe des Projekts durch eine Umfrage unter Überwachungspraktikern gewonnen, bei der Erfahrungen mit Ausfallraten von Messkomponenten gesammelt wurden. Messunsicherheiten werden bei der Bestimmung der Warnschwellen berücksichtigt.
Die Methode wurde am Fallbeispiel einer Flyover-Brücke angewendet, und die Erhöhung der Betriebssicherheit durch die kompensatorische Überwachungsmaßnahme wurde bewertet.
ZumBesten wurde finanziert durch die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt).
