AiF / IGF 353 ZN

Ganzheitliche Bewertung von Stahl- und Verbundbrücken nach Kriterien der Nachhaltigkeit

AiF / IGF 353 ZN, FOSTA P843

Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe von quantitativen Methoden eine ganzheitliche Bewertung von Stahl- und Verbundbrücken im Sinne der Nachhaltigkeit durchzuführen.

Brückenbauten stellen wesentliche Bauten der Infrastruktur dar, die für eine lange Nutzungsdauer von mehr als 100 Jahren geplant werden. Trotzdem richtet sich die heutige Bewertungspraxis (Vergabepraxis) von Brücken hauptsächlich nach den Herstellungskosten. Hiervon eine Abkehr in Richtung einer Lebenszyklus orientierten Bewertung für Straßenbrücken zu bewirken und damit auch die besonderen Möglichkeiten von Stahl- und Verbundbrücken herauszuarbeiten, war u.a. auch Ziel des Vorhabens. So wurden mittels Bottom-Up-Analysen an Realbauwerken von typischen Stahl- und Verbundbrücken unterschiedlicher Spannweiten, detaillierte Untersuchungen durchgeführt. Die Resultate von Lebenszykluskostenrechnungen, Ökobilanzierung und Berechnungen von externen Effekten werden für drei unterschiedliche Typen von Autobahnbrücken dargestellt und Varianten analysiert. Durch die Ergebnisse der Untersuchungen an den Referenzbauwerken konnte gezeigt werden, welche Kriterien zur Unterstützung der nachhaltigen Entwicklung eine besonders große oder welche eher untergeordnete Rolle spielen. Die Betrachtung der ökologischen und ökonomischen Aspekte erfolgte über den gesamten Lebenszyklus, wobei hier anders als sonst üblich auch die auf der Baustelle stattfindenden Prozesse und Materialverbräuche eingeschlossen wurden. Als Besonderheit der Ökobilanz wurden auch Umweltwirkungen, die durch externe Effekte hervorgerufen werden, erfasst. Instandhaltungsstrategien basieren auf einer möglichst genauen Beschreibung des Degradationsverhaltens der Brücken und deren Details. Die aus der Verkehrsbelastung rührenden Ermüdungsbeanspruchungen können für Brückenbauwerke von entscheidender Bedeutung sein. Hier wurde anhand von Push-Out-Versuchen das Ermüdungsverhalten für zyklische Längsschubbeanspruchung einer innovativen Verbundfuge untersucht. Da ein wichtiges Projektergebnis die Feststellung einer starken Standortabhänigkeit der berechneten Auswirkungen und vor allem der externen Effekte ist, wurden im Projekt nur Variantenvergleiche an einem Standort durchgeführt.

Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart
Leiterin der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. U. Kuhlmann

Projektbearbeiterin: Dipl.-Ing. Philippa Maier

Lehrstuhl für Metallbau, Technische Universität München
Leiter der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. Dipl. Wirt.-Ing. (NDS) Martin Mensinger

Lehrstuhl für Bauphysik, Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung, Universität Stuttgart
Leiter der Forschungsstelle:
Prof. Dr. Ing. Dipl.-Phys. Klaus Sedlbauer

Versuchsanstalt für Stahl, Holz- und Steine, Karlsruher Institut für Technologie
Leiter der Forschungsstelle:
Prof. Dr.-Ing. Thomas 

Abteilung Brücken- und Ingenieurbau, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch-Gladbach
Leiter der Forschungsstelle:
Dr.-Ing. Jürgen Krieger

Dieses IGF-Vorhaben der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V. (FOSTA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Für die Förderung des Foschungsvorhabens danken wir ebenfalls:

• Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart
• Ingenieurgruppe Bauen, Karlsruhe
• Büchting + Streit AG, München
• RW Sollinger Hütte, Göttinge
• Maurer Söhne, München
• Köster & Co., Ennepetal
• Max Bögl Stahl- und Anlagenbau, Sengenthal

von Mai 2010 bis April 2014