Anpralllasten an Schutzeinrichtungen auf Brücken - Anpassung der DIN-Fachberichte "Stahlbrücken" und "Verbundbrücken" an endgültige Eurocodes und nationale Anhänge einschließlich Vergleichsrechnungen

Stahl- und Verbundbrücken werden in Deutschland derzeit mit Hilfe der DIN-Fachberichte bemessen. Die DIN-Fachberichte enthalten zusammengefasst Regelungen der Eurocodes unter Berücksichtigung der nationalen Regelungen in einem Dokument. Dabei gilt für Stahlbrücken und für Verbundbrücken. Die Einwirkungen auf Brücken sind im geregelt, der den bis dato gültigen ersetzt. Die DIN-Fachberichte wurden mit dem Allgemeinen Rundschreiben Straßenbau Nr. 6/2009 eingeführt. Im Zuge der Überarbeitung des DIN-FB 101 (Einwirkungen) und dessen Anpassung an die endgültigen Eurocodes haben sich im Bereich der Anpralllasten auf Schutzeinrichtungen (Kapitel IV Absatz 4.7.3.3) gegenüber der Ausgabe wesentliche Änderungen ergeben, die nun in der aktuellen Ausgabe enthalten sind. Diese Änderungen ergeben sich aus den allgemein gestiegenen Sicherheitsanforderungen an Schutzeinrichtungen gemäß den aktuellen Normen und Richtlinien und sowie aus den Ergebnissen durchgeführter Anprallprüfungen der BASt an unterschiedlichen Schutzsystemen. Während die bisher angesetzten Lasten aus auf der Basis von Anprallversuchen aus den 60er Jahren beruhen und in der Regel auf deutschen Brücken die einfache Distanzschutzplanke (EDSP) eingesetzt wird, wird in Zukunft für jede Schutzeinrichtung eine positive Prüfung nach den Anforderungen der neuen europäischen Norm DIN EN 1317 gefordert. Im Zusammenhang mit der Überarbeitung des DIN-Fachberichts 101 wurden von der BASt zahlreiche Anprallversuche durchgeführt und im Anschluss daran ein Verfahren entwickelt, das eine Einstufung der geprüften Fahrzeugrückhaltesysteme in die Lastklassen A-D nach DIN-FB 101:2009 ermöglicht. Dadruch existiert erstmalig ein standardisiertes und einheitliches Vorgehen für die Einstufung unterschiedlicher Fahrzeugrückhaltesysteme auf Grundlage von Anprallversuchen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde die Anprallversuche und das Einstufungsverfahren zusammengefasst, stichprobenhaft durch Vergleichsrechnungen geprüft und beurteilt. Auf Grundlage der Durchsicht der Unterlagen wird empfohlen, die bisher der Einstufung zugrunde gelegten statischen Gleichgewichtsansätze durch weitergehende dynamische Untersuchungen zu überprüfen. Weiterhin wird empfohlen, bei der Auswertung der Versuchsergebnisse und der Einstufung in die Lastklassen nach DIN-FB 101:2009 explizit ein definiertes Sicherheitselement anzuwenden. Anhand eines auf typische Querschnitte für Autobahnbrücken mit Betonfahrbahn erarbeiteten Musterkragarms wurden unterschiedliche Wege der Schnittgrößenermittlung miteinander verglichen. Verschiedene Handrechenansätze wurden dabei einer Lösung mittels eines FEM-Modells gegenübergestellt. Die Schnittgrößen die sich dabei aus den Handrechnungen ergaben waren im Großen und Ganzen mit der FEM-Lösung vergleichbar. Größere Unterschiede ergaben sich bei den Querkräften an der Einspannstelle. Hier liegt sehr auf der sicheren Seite, während ein Lastausbreitungswinkel von 45°, wie in der Praxis häufig üblich, zu unsicheren Ergebnissen führt. Für den Musterkragarm wurde die erforderliche Bewehrung nach für die unterschiedlichen Lastansätze berechnet. Durch die systematische Variation einzelner Parameter des Musterkragarms wurde deren Einfluss auf die resultierenden Schnittgrößen an der Einspannstelle untersucht. Es ergab sich, dass mit länger werdendem Kragarm der Einfluss der Anpralllast abnimmt, während der des Eigengewichts zunimmt. Sämtliche Prüfungen von Schutzeinrichtungen wurden bisher nach und aus Kostengründen an Betonkragarmen durchgeführt. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts wurden Voraussetzungen hergeleitet, unter denen eine Übertragung des Systemverhaltens auf Stahlbrücken möglich ist. Am Beispiel des in mit "System E" bezeichneten Systems wurden die auf ein FEM-Modell des Gehwegausschnitts für den lokalen Nachweis anzusetzenden Lasten ermittelt. Die Übertragung der an Betonkragarmen ermittelten Lasten auf Stahlkragarmen sollte aufgrund des unterschiedlichen Tragmechanismus im Rahmen ergänzender Untersuchungen numerisch und gegebenenfalls experimentell zu untersuchen. Schließlich wurden vier konkrete Anwendungsbeispiele betrachtet mit Ansatz des beispielhaft gewählten Schutzsystems. Es wurden zwei Brücken mit Betonkragarm und zwei Stahlbrücken gerechnet, wobei jeweils eine bestehende und eine neue Brücke betrachtet wurden. Bei den beiden Betonkragarmen konnte der Nachweis am Kragarmschnitt erbracht werden, ebenso für die neue Stahlbrücke. Bei der bestehenden Stahlbrücke traten rechnerisch Plastizierungen unter den angenommenen Lasten auf, die ggf. durch entsprechende Verstärkungsmaßnahmen verhindert werden müssten. Es ergaben sich für den Kappenanschluss bei den betrachteten Betonkragarmen eine erforderliche Zulage von Bewehrungsstäben. BASt- B -88