Kurzfassung – Abstract · 2018. 11. 15. · model “BK30/30” of the DIN 1072 (12-1985) or the...

Kurzfassung – Abstract

Verkehrslastmodelle für die Nachrechnung vonStraßenbrücken im Bestand

Der Straßenverkehr ist in den letzten Jahrzehntenin Deutschland und Europa stetig angestiegen undaktuelle Verkehrsprognosen zeigen eine Fortset-zung dieses Trends. Für die Ermittlung des aktuellgültigen Lastmodells wurden umfangreiche Ver-kehrslastmessungen in verschiedenen europäi-schen Ländern durchgeführt. Auf Basis von neue-ren Verkehrserhebungsdaten wurde im Rahmendes Forschungsprojektes FE 15.451/2007/FRB einzukunftsfähiges Lastmodell für den Neubau vonStraßenbrücken entwickelt. Das Ergebnis führte zuErhöhungen der Anpassungsfaktoren für das Last-modell 1 im DIN Fachbericht 101. Durch die An-wendung dieses neuen Lastmodells ist bei neu zuplanenden Brücken der erwartete zukünftigeSchwerverkehr angemessen berücksichtigt.

Die bestehenden Ingenieurbauwerke im Straßen-netz wurden auf Basis der zum Errichtungszeit-punkt gültigen Normen und Regelungen erstellt.Für Brücken im Bundesfernstraßennetz wurdendabei bis zur Einführung der DIN-Fachberichte dasLastmodell „BK60/30“ der DIN 1072 (12-1985) undvor 1985 das Lastmodell „BK60“ der DIN 1072 (06-1967) verwendet. Für Ingenieurbauwerke im Zugevon weniger frequentierten Straßennetzen wurdeauch das Lastmodell „BK30/30“ der DIN 1072 (12-1985) bzw. „BK30“ der DIN 1072 (06-1967) ange-wendet. Außerdem können die Bauwerke, die vor1985 erstellt wurden, aufgrund der für die Errich-tung verwendeten Entwurfs- und Bemessungs-regeln systematische Schwachstellen aufweisen.

Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die zu er-wartenden zukünftigen Einwirkungen aus demSchwerverkehrsaufkommen durch die Lastmodelleder älteren Normengeneration nur bedingt abdecktsind. Die Defizite der Lastannahmen und der ange-wandten Konstruktionsgrundsätze erfordern eine ak-tuelle Überprüfung der Bauwerke hinsichtlich ihrerTragfähigkeit. Bei vorhandenen Mängeln sind Er-tüchtigungsmaßnahmen erforderlich. In Anbetrachtdes zahlenmäßigen Umfanges dieser Bauwerke imdeutschen Straßennetz sind weder Ertüchtigungs-maßnahmen noch Ersatzneubauten kurzfristig mög-lich.

Im Rahmen des Forschungsprojektes soll daher er-mitteltet werden, unter welchen Bedingungen dieEinwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkom-

men durch die Lastmodelle älterer Normengenera-tionen abgedeckt werden. Hierzu werden zumeinen unterschiedliche Verkehrsaufkommen undunterschiedliche Verkehrszusammensetzungen be-trachtet und andererseits zusätzliche Kompensa-tionsmaßnahmen für das Verkehrsaufkommen. DesWeiteren wird untersucht, wie sich reduzierte Rest-nutzungsdauern auf die Ergebnisse auswirken.

Die vorliegenden Untersuchungen sind dabei unter-teilt in Betrachtungen für das Bundesfernstraßen-netz und das untergeordnete Straßennetz (Land-straßen, Kreisstraßen usw.). Für das Bundesfern-straßennetz wird dabei nachfolgend, differenziert fürverschiedene Verkehrsstärken, ermittelt, welchesder betrachteten Lastmodelle die Einwirkungen ausdem aktuellen Verkehrsaufkommen ohne zusätzli-che Kompensationsmaßnahmen abdeckt. Anschlie-ßend wird ermittelt, für welches Lastmodell (LM 1,BK 60/30, BK60) welche zusätzlichen Kompensa-tionsmaßnahmen erforderlich sind, um ebenfalls dieEinwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkom-men abzudecken. Die betrachteten Kompensations-maßnahmen sind dabei eine Abstandsbeschrän-kung im fließenden Verkehr, ein Lkw-Überholverbotund die Einschränkung des genehmigungspflichti-gen Großraum- und Schwerlastverkehrs ohne Routenbeschränkung oder mit Dauergenehmigung.

Für das untergeordnete Straßennetz werden ver-schiedene Verkehrscharakteristiken betrachtet(Langstreckenverkehr, Mittelstreckenverkehr, Orts-verkehr). In Abhängigkeit der Verkehrscharakte-ristik und des Verkehrsaufkommens wird auch hierbestimmt, welches der betrachteten Lastmodelledas aktuelle Verkehrsaufkommen abdeckt.

Die Ergebnisse der Untersuchungen werden detail-liert dargestellt und zu einer Empfehlung für die ak-tuell in Erarbeitung befindliche Nachrechnungs-richtlinie zusammengefasst.

Die Zusammenstellung von Ansätzen für weiter-führende Untersuchungen bildet den Schluss desvorliegenden Berichtes.

Der Originalbericht enthält als Anhänge Ausführun-gen zu den Kennwerten aus Lastmodellen und zu-sätzlichen Simulationsparametern (ANH. A), weite-re Ergebnisse zu den Schwerpunkten Richtungs-verkehr und Begegnungsverkehr (ANH. B und C),analytische Betrachtungen zu Fahrzeuggesamtge-wichten und Achslasten (ANH. D) sowie Ergebnis-se zu den ergänzenden Untersuchungen für denRichtungsverkehr (ANH. E). Auf die Wiedergabedieser Anhänge wurde in der vorliegenden Veröf-

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fentlichung verzichtet. Sie liegen bei der Bundesan-stalt für Straßenwesen vor und sind dort einsehbar.Verweise auf die Anhänge im Berichtstext wurdenzur Information des Lesers beibehalten.

Traffic load models for recalculation of existingroad bridges

The road traffic in Germany and Europe hasincreased in the last decades steadily and actualtraffic prognoses predict a continuation of this trend.For the determination of the current traffic load modelextensive traffic load measurement were conductedin several European countries. Based on recenttraffic measurement data a future-proof load modelfor newly constructed bridges was developed in thecourse of the scientific project FE 15.451/ 2007/FRB.The result led to increases of the adjustment factorsof the load model 1 of the DIN-Fachbericht 101. Withthe application of this new load model, the expectedfuture heavy load traffic is considered appropriate forthe design of new bridges.

The existing civil engineering structures in the roadnetwork were built based on the standards andregulations of the time of their construction. Until theintroduction of the DIN-Fachbericht the load model“BK60/30” of the DIN 1072 (12-1985) and before1985 the load model “BK60” of the DIN 1072 (06-1967) was used for bridges in the federal highwaynetwork. For civil engineering structures in thecourse of lower frequented road networks the loadmodel “BK30/30” of the DIN 1072 (12-1985) or theload model “BK30” of the DIN 1072 (06-1967) wasused. Additionally civil engineering structures whichwere built before 1985 can have systematicweaknesses because of the applied standards andregulations for the design of these structures.

Existing results of research shows that the coverageof the expected future effects from the heavy loadtraffic is limited under the application of the loadmodels of older generations of the standards andregulations. The deficit of the load assumptions andthe applied regulations for the constructionnecessitates a review of the structures concerningtheir load carrying capacities. If there are defectsupgrading measures are required. Considering thequantitative size of these structures in the Germanroad network, neither upgrading measures nor newconstructions are possible in a short time.

In the course of the present scientific project it has tobe determined, under which conditions the effects of

the actual road traffic are covered by the load modelsof older generations of standards. Therefore on theone hand different traffic volumes and different trafficcompositions are considered and one the other handadditional compensation measured of the road traffic.Furthermore studies are made, how assumptions fora reduced remaining useful life affects the results.The present studies are divided in analyses for thefederal highway network and for the lower frequentedroad network. For the federal highway network it isdetermined, differentiated for different trafficvolumes, which of the considered load modelscovers the effects of the actual road traffic withoutadditional compensation measures. Afterwards it isdetermined for which load model (LM 1, BK 60/30,BK 60) which additional compensation measures arenecessary to cover also the effects of the actual roadtraffic. The examined compensation measures are aregulation for a minimum vehicle distance in theflowing traffic, a regulation for no overtaking of heavygoods vehicles and a restriction of authorized heavy-weight vehicles without route restrictions or apermanent approval.

For the lower frequented road network several trafficcharacteristics are examined (long distance traffic,medium distance traffic, local traffic). In dependencyto the traffic characteristic and the traffic volume loadmodels are identified which covers the effects of theactual road traffic.

The results of the analysis are explained in detail andthey are combined to a recommendation for thedirective for the recalculation for existing civilengineering structures which is actually indevelopment.

The composition of focuses for further analysis isgiven on the end of then present report.

The appendices to the original report containinformation on the characteristic values in the loadmodels and additional simulation parameters (APP.A), additional results concerning the focal points one-way traffic and two-way traffic (APP B and C),analytical investigations concerning total vehicleweights and axle loads (APP D) as well as the resultsof additional investigations into one-way traffic (APPE). These appendices were not included in thepresent publication. They are available from theFederal Highway Research Institute and can beviewed there. References to these appendices in thereport text were retained to provide additionalinformation to the reader.

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Inhalt

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Projektaufgabe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.2 Prinzipielle Vorgehensweise . . . . . . . . . 8

2 Technische Umsetzung . . . . . . . . . . . 8

2.1 Simulation von Fahrzeugfolgen . . . . . . 9

2.1.1 Generierung des Fahrzeugabstandes im Stauverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2 Berechnung von Kennwert-Zeit-Verläufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Statistische Auswertung von Kennwert-Zeit-Verläufen . . . . . . . . . . . . 10

3 Eingangsdaten und angewandte Verfahrensweisen der Unter-suchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3.1 Untersuchte Tragsysteme und Querschnittssysteme . . . . . . . . . . . . . . 10

3.2 Schwerverkehrsvarianten und Szenarien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2.1 Szenarien des Mehrspurverkehrs . . . . . 13

3.2.2 Schwerverkehrsvarianten . . . . . . . . . . . 15

3.3 Abbildung des Stauverkehrs . . . . . . . . . 21

3.4 Eingangsdaten für die Kompen-sationsmaßnahme Abstands-beschränkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.5 Erfassung des Verhaltens Fahrzeug – Fahrbahn – Bauwerk . . . . . 22

3.6 Verwendetes Auswertungsverfahren . . . 22

3.7 Betrachtete Kennwerte . . . . . . . . . . . . . 23

3.8 Lastmodelle als Vergleichsbasis . . . . . . 23

4 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1 Vorbetrachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.1.2 Berücksichtigung von Restnutzungs-dauern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.2 Untersuchungsschwerpunkt Richtungsverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2.2 Auswirkungen der verschiedenen betrachteten Kompensations-maßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.2.3 Ergebnisse für uneingeschränkte Restnutzungsdauer ohne Kompen-sationsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.2.4 Ergebnisse für 20 Jahre Rest-nutzungsdauer ohne Kompen-sationsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2.5 Ergebnisse für 10 Jahre Rest-nutzungsdauer ohne Kompen-sationsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 29

4.2.6 Ergebnisse für eingeschränkte Restnutzungsdauer mit Kompen-sationsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.3 Untersuchungsschwerpunkt Begegnungsverkehr . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4.3.2 Ergebnisse für uneingeschränkte Restnutzungsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . 35

4.3.3 Ergebnisse für 20 Jahre Restnutzungsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.3.4 Ergebnisse für 10 Jahre Restnutzungsdauer . . . . . . . . . . . . . . . . 36

4.4 Analytische Betrachtungen zu Gesamtgewichten und Achslasten . . . . 37

4.4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4.4.2 Gesamtgewichtsverteilungen – Einzelfahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

4.4.3 Achslastverteilungen – Einzelachsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

4.4.4 Gesamtgewichtsverteilungen – zwei Fahrzeuge . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

4.4.5 Achslastverteilungen – zwei Achsen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

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4.4.6 Bestimmung von Maximalwerten der Gesamtgewichte und Achs-lasten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.4.7 Weiterführende Betrachtung . . . . . . . . . 54

5 Ergänzende Untersuchungen für den Richtungsverkehr . . . . . . . . . 57

5.1 Inhalt der Ergänzung . . . . . . . . . . . . . . 57

5.2 Vorgehen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.2.1 Ausgewähltes Tragsystem . . . . . . . . . . 57

5.2.2 Mehrspurverkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

5.2.3 Verkehrszusammensetzungen . . . . . . . 58

5.2.4 Gesamtgewichtsverteilungen . . . . . . . . 58

5.2.5 Betrachtete Verkehrsstärken . . . . . . . . 58

5.2.6 Stauabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

5.2.7 Kompensationsmaßnahmen . . . . . . . . . 58

5.2.8 Berücksichtigung reduzierter Restnutzungsdauern . . . . . . . . . . . . . . . 58

5.2.9 Simulationsumfang . . . . . . . . . . . . . . . . 58

5.3 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

5.4 Schlussfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . 59

6 Empfehlungen für die Nachrechnungsrichtlinie . . . . . . . . . . 60

7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . 61

Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

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1 Einleitung

1.1 Projektaufgabe

Der Straßenverkehr ist in den letzten Jahrzehntenin Deutschland und Europa stetig angestiegen undaktuelle Verkehrsprognosen zeigen eine Fortset-zung dieses Trends. Für die Ermittlung des aktuellgültigen Lastmodells für Straßenbrücken des Euro-codes 1 (EC 1 – LM 1) bzw. des daraus durch na-tionale Anpassungsfaktoren abgeleiteten Lastmo-dells des DIN Fachberichts 101 (2009) (DIN FB 101– LM 1) wurden umfangreiche Verkehrslastmes-sungen in verschiedenen europäischen Länderndurchgeführt. In Deutschland fanden solche Mes-sungen in den 80er Jahren an der Brohtalbrücke imZuge der A 61 statt [5]. Im Rahmen des For-schungsprojektes FE 15.451/2007/FRB wurde aufder Basis des aktuellen Schwerverkehrsaufkom-mens auf einem hoch belasteten Autobahnab-schnitt in Deutschland und verschiedener Szenari-en für die zukünftige Verkehrsentwicklung ein zu-kunftsfähiges Lastmodell für den Neubau vonStraßenbrücken entwickelt [1]. Das Ergebnis führtezu Erhöhungen der Anpassungsfaktoren für dasLastmodell 1 im DIN Fachbericht 101. Vorüberle-gungen und umfangreiche Simulationsrechnungenbelegen die Erhöhung. Durch die Anwendung die-ses neuen Lastmodells ist bei neu zu planendenBrücken der erwartete zukünftige Schwerverkehrangemessen berücksichtigt.

Die bestehenden Ingenieurbauwerke im Straßen-netz wurden auf Basis der zum Errichtungszeit-punkt gültigen Normen und Regelungen erstellt.Für Brücken im Bundesfernstraßennetz wurdendabei bis zur Einführung der DIN-Fachberichte dasLastmodell „BK60/30“ der DIN 1072 (12-1985) undvor 1985 das Lastmodell „BK60“ der DIN 1072 (06-1967) verwendet. Für Ingenieurbauwerke imZuge von weniger frequentierten Straßennetzenwurde auch das Lastmodell „BK30/30“ der DIN1072 (12-1985) bzw. „BK30“ der DIN 1072 (06-1967) angewendet. Die Altersstruktur der Inge-nieurbauwerke im Straßennetz weist dabei einengroßen Anteil solcher Bauwerke aus, die vor derEinführung der DIN-Fachberichte erstellt wurden.Außerdem können die Bauwerke, die vor 1985 er-stellt wurden, aufgrund der für die Errichtung ver-wendeten Entwurfs- und Bemessungsregeln syste-matische Schwachstellen aufweisen.

Anhand der in [1] ermittelten Ergebnisse wird deut-lich, dass das für diese Brückenbauwerke verwen-

dete Verkehrslastmodell die zu erwartendenzukünftigen Einwirkungen aus dem Schwerver-kehrsaufkommen nur bedingt abdeckt. Die Defizitehinsichtlich der Lastannahmen und der Konstruk-tionsgrundsätze erfordern eine aktuelle Überprü-fung der Bauwerke hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit.Bei vorhandenen Mängeln sind Ertüchtigungsmaß-nahmen erforderlich. In Anbetracht des zahlen-mäßigen Umfanges dieser Bauwerke im deutschenStraßennetz sind weder Ertüchtigungsmaßnahmennoch Ersatzneubauten kurzfristig möglich.

Im Rahmen eines Nachtrages zum o. g. For-schungsprojekt [2] wurden zunächst Bedingungenund Kompensationsmaßnahmen identifiziert, unterdenen der vorhandene Schwerverkehr auf Bundes-fernstraßen durch das Lastmodell „BK60“ abge-deckt wird. Dabei wurden unter Berücksichtigungverschiedener Schwerverkehrsstärken (DTSV-Werte) folgende mögliche Kompensationsmaßnah-men betrachtet:

• Lkw Überholverbot,

• Abstandsbeschränkung im fließenden Verkehr,

• Einschränkung des genehmigungspflichtigenGroßraum- und Schwerlastverkehrs.

Es wurden Untersuchungen für verschiedene Über-bauquerschnitte mit unterschiedlichen Fahrbahn-breiten durchgeführt. Für Verkehrsbelegungen mitzwei Fahrstreifen auf dem Überbauquerschnitt, aufdenen sich der Verkehr in entgegengesetzter Rich-tung bewegt, konnte durch keine der oben aufge-führten Kompensationsmaßnahmen der aktuelleSchwerverkehr durch das Lastmodell „BK60“ abge-deckt werden. Für die übrigen Verkehrsbelegungs-varianten ergaben sich sehr restriktive Kompensa-tionsmaßnahmen. Eine wesentliche Ursache hier-für war die getroffene Annahme des Abstandes zwi-schen den Fahrzeugen im Stauverkehr vom 5 m.Auch die verwendeten Eingangsdaten zur Be-schreibung des Schwerverkehrs (Gesamtgewichts-verteilung der Fahrzeuge, Fahrzeugtypenhäufig-keit) können nur bedingt geeignet sein, um die er-haltenen Ergebnisse auf Ingenieurbauwerke anLandstraßen, Kreisstraßen usw. zu projizieren. ImRahmen des vorliegenden Projektes wurden daherdie in [2] durchgeführten Untersuchungen erheblicherweitert.

Der erste Untersuchungsschwerpunkt ist dabei dieErweiterung der Betrachtungen für Ingenieurbau-werke im Bundesfernstraßennetz. Der Umfang der

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betrachteten Tragsysteme wurde erhöht und dieAbbildung des Stauverkehrs erweitert. Die aufge-führten Kompensationsmaßnahmen wurden beibe-halten. Als Ergebnis wurden sowohl Kompensa-tionsmaßnahmen identifiziert, unter denen der ak-tuelle Schwerverkehr durch das Lastmodell „BK60“als auch unter denen der aktuelle Schwerverkehrdurch das Lastmodell „BK60/30“ abgedeckt ist.

Der zweite Untersuchungsschwerpunkt beziehtsich auf Ingenieurbauwerke an Landstraßen, Kreis-straßen usw. Nachfolgend wird dies als „unterge-ordnetes Straßennetz“ bezeichnet. Bei der Ver-kehrsbelegung wird hier von insgesamt zwei Fahr-streifen mit jeweils einem Fahrstreifen in einer Rich-tung ausgegangen (nachfolgend Begegnungsver-kehr genannt). Die KompensationsmaßnahmeÜberholverbot für Schwerverkehrsfahrzeuge kannhier natürlich nicht angewendet werden. In [2]wurde festgestellt, dass die übrigen Kompensa-tionsmaßnahmen hier nicht wirkungsvoll sind (Ab-standsbeschränkung im fließenden Verkehr). Dieverwendeten Eingangsdaten entstammen aberVerkehrsmessungen an einem stark frequentiertenAutobahnabschnitt. In den nachfolgend zusam-mengefassten Untersuchungen wurde daher für dieEingangsdaten eine Differenzierung vorgenom-men. Es wurden verschiedene Verkehrscharakte-ristiken betrachtet und ermittelt, durch welches derbetrachteten Lastmodelle (LM 1, BK 60/30, BK 60,BK 45, BK 30/30) ein objektbezogener Schwerver-kehr (je nach Verkehrscharakteristik) ohne Kom-pensationsmaßnahmen abgedeckt ist.

Die ermittelten Ergebnisse für beide Untersu-chungsschwerpunkte finden zukünftig Anwendungin der Richtlinie zur Nachrechnung von Straßen-brücken im Bestand („Nachrechnungsrichtlinie“),entsprechende Empfehlungen hierzu sind am Endedes vorliegenden Berichtes aufgeführt.

1.2 Prinzipielle Vorgehensweise

Für die nachfolgenden Untersuchungen wird die imForschungsprojekt FE 15.451/2007/FRB [1] ent-wickelte und im Nachtrag zu diesem Projekt [2] er-weiterte Vorgehensweise angewendet.

Grundlage der Untersuchungen bilden Daten ausVerkehrslastmessungen an der A 61 (vgl. [3]), der A 8 (vgl. [4]) und der A 66. Diese Daten bilden dieGrundlage für zufallsbasierte Verkehrssimulatio-nen, deren Ergebnis Achslastfolgen (Verkehrsbän-

der) sind. Die Verkehrsbänder werden dann zur Er-mittlung von Schnittgrößen verschiedener Brücken-systeme genutzt. Es entstehen somit Schnittgrößen– Zeitfolgen für die ausgewählten Brücken. Hierauswerden durch statistische Auswertungen zunächstdie charakteristischen Werte definierter Kenn-größen (Biegemomente, Querkräfte, Auflagerkräfteusw.) bestimmt. Basis der Definition der charakte-ristischen Werte ist DIN EN 1991-2:2003 mit derFestlegung einer mittleren Wiederkehrperiode(WKP) von 1.000 Jahren. Diese Werte werdendann mit den Werten verglichen, die sich aus derAnwendung verschiedener Lastmodelle ergeben(LM 1, BK 60/30, BK 60, BK 45, BK 30/30). DieseWerte werden nachfolgend Lastmodellniveaus ge-nannt. In den Fällen, in denen die aus den Simula-tionsrechnungen ermittelten charakteristischenWerte über den Niveaus der jeweiligen Lastmodel-le liegen, wird anschließend berechnet, mit welchermittleren Wiederkehrperiode die entsprechendenLastmodellniveaus erreicht werden. Die Betrach-tung dieser Wiederkehrperioden dient der Identifi-kation von notwendigen Kompensationsmaßnah-men im ersten Untersuchungsschwerpunkt (Bun-desfernstraßen) bzw. im zweiten Untersuchungs-schwerpunkt zur Bestimmung des Lastmodells, dasden aktuellen objektbezogenen Schwerverkehr imuntergeordneten Straßennetz abdeckt. Nachfol-gend wird zunächst kurz die technische Umsetzungder durchgeführten Untersuchungen dargestelltund die verwendeten Eingangsdaten zusammen-fassend aufgeführt. Anschließend erfolgen die Dar-stellung der erzielten Ergebnisse und deren Zu-sammenfassung. Abschließend werden die sich er-gebenen Empfehlungen für die Nachrechnungs-richtlinie aufgeführt und notwendige weitergehendeUntersuchungen genannt.

2 Technische Umsetzung

Für die durchzuführenden Untersuchungen wirddas an der Professur Verkehrsbau der Bauhaus-Universität Weimar entwickelte Programmsystem„VerkehrsSimulation“ in der aktuellen Version 3.0.2eingesetzt. Dieses Programm dient der Simulationdes aktuellen bzw. eines prognostizierten Verkehrs-aufkommens. Als Ergebnis entstehen auf derGrundlage statistischer Eingangsdaten Fahrzeug-folgen. Aus diesen Fahrzeugfolgen werden für defi-nierte Tragsysteme Zeitverläufe von Kennwerten(Schnittgrößen, Auflagerkräfte usw.) berechnet.Diese Zeitverläufe werden im Nachgang durch ein

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weiteres Programmmodul statistisch ausgewertet.Detaillierte Beschreibungen zu den einzelnen Pro-grammmodulen für die Simulation von Verkehrs-bändern, die Berechnung von Kennwert-Zeit-Ver-läufen und die statistische Auswertung dieserKennwert-Zeit-Verläufe sind in [1] angegeben. Fürdie Berücksichtigung der genannten Kompensa-tionsmaßnahmen waren Erweiterungen des Pro-grammsystems erforderlich, die in [2] dargestelltsind. Des Weiteren wurde in [2] die Methodik zurErmittlung der Eingangsdaten zur Generierung derFahrzeugabstände überarbeitet.

Die Erweiterung des Programmsystems gegenüberdem in [1] und [2] verwendeten beschränkt sich aufdie Abbildung des Fahrzeugabstandes im Stauver-kehr. Im Folgenden wird dieser Punkt genauer er-läutert, die übrigen Punkte der Simulationsrechnun-gen werden unter Verweis auf die vorhergehendenBerichte nur kurz genannt.

2.1 Simulation von Fahrzeugfolgen

Die Simulation von Fahrzeugfolgen besteht im We-sentlichen aus folgenden Punkten:

• Generierung des Fahrzeugtyps,

• Generierung des Fahrzeuggesamtgewichtes,

• Generierung des Fahrzeugabstandes

- im fließenden Verkehr,

- unter Berücksichtigung der Kompensations-maßnahme Abstandsbeschränkung im flie-ßenden Verkehr,

- im Stauverkehr.

Für detaillierte Erläuterungen zu den ersten beidenPunkten wird auf [1] verwiesen, da hier im Rahmender vorliegenden Untersuchungen keine Modifika-tionen erforderlich waren.

Bei der Generierung des Fahrzeugabstandes imfließenden Verkehr und unter Berücksichtigung derKompensationsmaßnahme Abstandsbeschränkungwaren im Rahmen der in [2] durchgeführten Unter-suchungen Modifikationen im Programmsystem er-forderlich. Für Erläuterungen hierzu wird daher auf[2] verwiesen.

Die Erweiterungen bei der Generierung des Fahr-zeugabstandes im Stauverkehr sind nachfolgenddargestellt.

2.1.1 Generierung des Fahrzeugabstandes imStauverkehr

Grundsätzlich wurden in den bisherigen Untersu-chungen stets fließender Verkehr und Verkehr miterhöhter Stauwahrscheinlichkeit betrachtet. Die si-mulierten Verkehrsbänder des Verkehrs mit erhöh-ter Stauwahrscheinlichkeit enthielten dabei Ab-schnitte mit Fahrzeugen, die in einem sehr kleinen,konstanten Abstand hintereinander standen. AlsZahlenwert hierfür wurde bisher stets 5 m ange-nommen. In [2] wurde im Rahmen einiger Vorunter-suchungen der erhebliche Einfluss dieser Stau-situationen mit dem festgelegten Abstandswert be-stätigt.

Im Rahmen des vorliegenden Projektes wurden ei-nige Modifikationen am verwendeten Programm-system vorgenommen, um die Möglichkeiten derStausimulation zu erweitern. Insgesamt stehen nun3 verschiedene Möglichkeiten zur Stauabbildungzur Verfügung.

Die erste Möglichkeit ist die auch in den vorherge-henden Projekten verwendete Methodik der Festle-gung eines konstanten Wertes für den Stauab-stand. In diesem Fall werden die Abstände zwi-schen den Fahrzeugen im Stauverkehr stets aufdiesen festgelegten Wert gesetzt. In Bild 1 ist diesgrafisch dargestellt.

In der zweiten, neu eingefügten Möglichkeit zurStausimulation werden die Fahrzeugabstände nichtmehr auf einen festgelegten Wert gesetzt, sondernzufällig erzeugt. Der zufällig erzeugte Stauabstandliegt dabei zwischen einer vor der Simulation fest-zulegenden unteren und oberen Grenze und ist da-zwischen gleichverteilt. In Bild 2 wird dies prinzipiellgrafisch dargestellt.

In der dritten, neu eingefügten Möglichkeit zur Stau-simulation werden die Fahrzeugabstände eben-

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Bild 1: Stausimulation mit konstantem Stauabstand

falls zufällig erzeugt. Die generierten Fahrzeugab-stände folgen dabei zunächst einer Normalver-teilung, deren Parameter (Mittelwert und Standard-abweichung) vor der Simulation festzulegen sind.Zusätzlich ist eine untere und obere Grenze festzu-legen. Wird bei der zufälligen Abstandsgenerierungein Wert erzeugt, der außerhalb dieser Grenzenliegt, so wird der generierte Abstand verworfen undein neuer Zahlenwert generiert. In Abhängigkeit derFestlegungen für die untere und obere Grenzeweicht somit die resultierende Verteilung der erzeugten Stauabstände mehr oder weniger stark von der Ausgangsnormalverteilung ab. In Bild3 ist das angewendete Prinzip grafisch dargestellt.

2.2 Berechnung von Kennwert-Zeit-Verläufen

Die angewendete Vorgehensweise für die Berech-nung von Kennwert-Zeit-Verläufen ist analog zuden vorhergehenden Projekten. Für Erläuterungenhierzu wird daher auf [1] verwiesen.

2.3 Statistische Auswertung vonKennwert-Zeit-Verläufen

Die angewendete Vorgehensweise für die statis-tische Auswertung von Kennwert-Zeit-Verläufen istanalog zu den vorhergehenden Projekten. Für Er-läuterungen hierzu wird daher auf [1] verwiesen.

3 Eingangsdaten und angewand-te Verfahrensweisen der Unter-suchungen

Für die durchzuführenden Untersuchungen ist eserforderlich, eine Reihe von Eingangsdaten festzu-legen.

Es müssen repräsentative Tragsysteme und Quer-schnitte ausgewählt werden, anhand derer für aus-gewählte Schnittgrößen Kennwert-Zeit-Verläufeaus simulierten Verkehrsbändern ermittelt werden.In Kapitel 3.1 sind diese dargestellt.

In Kapitel 3.2 werden die betrachteten Variantenund Szenarien des Schwerverkehrs aufgeführt underläutert. Im Vergleich zu den vorherigen Untersu-chungen [1, 2] wurde hier eine erweiterte Differen-zierung des betrachteten Schwerverkehrsaufkom-mens vorgenommen.

Weitere Eingangsdaten sind in den Kapiteln 3.3 bis3.6 aufgeführt. In Kapitel 3.8 werden die als Ver-gleichsbasis für die Untersuchungen verwendetenLastmodelle zusammengefasst.

3.1 Untersuchte Tragsysteme undQuerschnittssysteme

Nachfolgend werden die untersuchten Trag- undQuerschnittssysteme aufgeführt. Prinzipiell sinddiese in Querschnittssysteme mit 8 m und 12 mFahrbahnbreite (zwischen den Schrammborden)aufzugliedern. Für die Querschnittssysteme mit 8 mFahrbahnbreite wurden Zweifeld-Längssysteme mitEinzelstützweiten von 20 m, 30 m, 40 m und 60 mbetrachtet. In den Bildern 4 bis 7 sind die zugehöri-gen Querschnitte dargestellt. Hier wird ersichtlich,dass die Grundkonstruktion des Querschnittes beiallen vier Längssystemen beibehalten und lediglichdie Bauhöhe angepasst wurde. Diese Systemewurden sowohl in den Betrachtungen für das Bun-desfernstraßennetz als auch für das untergeordne-te Straßennetz berücksichtigt.

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Bild 2: Stausimulation mit zufälligem Stauabstand, gleichver-teilt zwischen unterer und oberer Grenze

Bild 3: Stausimulation mit zufälligem Stauabstand, normalver-teilt zwischen unterer und oberer Grenze

Für die Querschnittssysteme mit 12 m Fahrbahn-breite wurden zwei Dreifeld-Längssysteme mit Ein-zelstützweiten von 40 m und 60 m betrachtet. Fürdas 3 x 40 m System wurde der in Bild 8 darge-stellte Plattenbalkenquerschnitt verwendet, für das

3 x 60 m System der in Bild 9 aufgeführte Hohl-kastenquerschnitt. Die Berücksichtigung dieser Systeme beschränkt sich auf die Betrachtungen fürdas Bundesfernstraßennetz.

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Bild 4: Skizze Plattenbalkenquerschnitt in Massivbauweise mit 8 m Fahrbahnbreite, 2 x 20 m Zweifeldsystem


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3.2 Schwerverkehrsvarianten undSzenarien

3.2.1 Szenarien des Mehrspurverkehrs

Für die Tragsysteme mit 8 m Fahrbahnbreite (vgl.Kapitel 3.1, Bilder 4 bis 7) wird Richtungs- und Be-gegnungsverkehr betrachtet. In beiden Fällen wer-den zwei Fahrstreifen angesetzt. Im Begegnungs-verkehr verläuft das Verkehrsaufkommen in jeweilseinem Fahrstreifen in entgegengesetzter Richtung.Der Begegnungsverkehr wird nachfolgend mit BVabgekürzt und repräsentiert die Verkehrsbelegung

im untergeordneten Straßennetz. Im Richtungsver-kehr wird davon ausgegangen, dass pro Verkehrs-richtung ein Überbau vorhanden ist. Daher verläufthier das Verkehrsaufkommen in zwei Fahrstreifenin identischer Richtung. Hierdurch wird der Verkehrim Bundesfernstraßennetz repräsentiert. Für dieTragsysteme mit 12 m Fahrbahnbreite wird lediglichder Richtungsverkehr betrachtet. Ingesamt werdenhier vier Fahrstreifen auf dem Überbauquerschnittangesetzt. Im Gegensatz zu den Systemen mit 8 mFahrbahnbreite wird aber angenommen, dass fürbeide Fahrtrichtungen ein gemeinsamer Quer-schnitt vorhanden ist. Daher verläuft hier das Ver-

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Bild 8: Skizze Plattenbalkenquerschnitt in Massivbauweise mit 12 m Fahrbahnbreite

Bild 9: Skizze Hohlkastenquerschnitt in Massivbauweise mit 12 m Fahrbahnbreite

kehrsaufkommen in jeweils zwei Fahrstreifen proFahrtrichtung.

Im ersten Untersuchungsschwerpunkt ist eine zubetrachtende Kompensationsmaßnahme die Fest-setzung eines Überholverbotes für Lkw. Analog zu[2] wird diese durch eine Variation der Aufteilungdes Schwerverkehrs auf zwei Richtungsfahrbahnenabgebildet. In den Varianten ohne Überholverbotwird das Schwerverkehrsaufkommen im Verhältnis80 zu 20 auf zwei Richtungsfahrbahnen aufgeteilt.Die Abkürzung „oÜV“ (ohne Überholverbot) wirdhierfür verwendet. Zur Darstellung des Überholver-bots werden zwei Untervarianten betrachtet. In derersten Untervariante wird dabei das Schwerver-kehrsaufkommen im Verhältnis 95 zu 5 auf zweiRichtungsfahrbahnen aufgeteilt, da angenommen

werden muss, dass ein gewisser Anteil der Lkwtrotz Überholverbots dennoch verbotswidrig über-holt. Für diese Untervariante wird die Abkürzung„mÜV5“ (mit Überholverbot, 5 % des Schwerver-kehrsaufkommens auf der zweiten Richtungsfahr-bahn) verwendet. In der zweiten Untervariante wirddavon ausgegangen, dass durch geeignete Kon-troll- und Verkehrsüberwachungsmaßnahmen si-chergestellt werden kann, dass tatsächlich keinLkw verbotswidrig überholt. Hier wird eine Schwer-verkehrsaufteilung von 100 zu 0 angenommen. DieAbkürzung hierfür lautet nachfolgend „mÜV0“ (mitÜberholverbot, 0 % des Schwerverkehrsaufkom-mens auf der zweiten Richtungsfahrbahn). In dennachfolgenden Bildern 10 und 11 sind die verschie-denen Szenarien des Mehrspurverkehrs darge-stellt.

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Bild 10: Aufteilung des Schwerverkehrs auf die Fahrstreifen für 8,00 m Fahrbahnbreite

Bild 11: Aufteilung des Schwerverkehrs auf die Fahrstreifen für 12,00 m Fahrbahnbreite

Zusätzlich werden getrennt voneinander betrachtet:

• fließender Verkehr auf allen Fahrstreifen,

• Verkehr mit erhöhter Stauwahrscheinlichkeit aufallen Fahrstreifen.

3.2.2 Schwerverkehrsvarianten

In den bisherigen Untersuchungen wurde zur Be-schreibung des Schwerverkehrsaufkommens inner-halb der Simulationsrechnungen auf Datenbestän-de aus Verkehrsmessungen an der A 61 in den Jah-ren 2004 und 2005 zurückgegriffen. Der Autobahn-abschnitt der A 61, an dem diese Verkehrsmessun-gen durchgeführt wurden, ist dabei im Vergleich zuanderen Autobahnabschnitten, für die solche Mess-daten vorliegen, durch ein sehr hohes Schwerver-kehrsaufkommen gekennzeichnet [6]. Des Weite-ren ist die Schwerverkehrszusammensetzung (An-teil verschiedener Fahrzeugtypen) durch eine hoheHäufigkeit von Fahrzeugtypen mit höheren zulässi-gen Gesamtgewichten (z. B. Sattelschlepper) ge-kennzeichnet und die aus den Messdaten ermittel-ten Gesamtgewichtsverteilungen zeigen im Ver-gleich zu den Daten anderer Messstellen bereichs-weise deutlich größere Häufigkeiten von höherengemessenen Gesamtgewichten.

Auf Basis dieser Daten wurden in [2] unter Variationdes Verkehrsaufkommens (DTSV-Werte) Simula-tionsrechnungen durchgeführt. Auf diese Ergebnis-se wird im vorliegenden Projekt für den Untersu-chungsschwerpunkt Bundesfernstraßennetz zu-rückgegriffen, jedoch wird die Berücksichtigung desStauverkehrs weiter differenziert.

Für den Untersuchungsschwerpunkt untergeordne-tes Straßennetz wird die Verkehrsbelegung an derA 61 hinsichtlich Verkehrszusammensetzung undGesamtgewichtsverteilung der einzelnen Fahr-zeugtypen als nicht repräsentativ angesehen. Ver-kehrserfassungen wie an der A 61 und anderen Ab-schnitten im deutschen Autobahnnetz wurden aberbisher im untergeordneten Straßennetz nichtdurchgeführt. Daher ist es erforderlich, hinsichtlichder Verkehrszusammensetzung und der Gesamt-gewichtsverteilungen Annahmen aufzustellen.

Für die Verkehrszusammensetzung werden hierbeidie Zahlenwerte verwendetet, die im Lastmodell 4für Ermüdungsberechnungen der DIN EN 1991-2enthalten sind. In Tabelle 1 sind die entsprechendenWerte dargestellt. In der Tabelle sind in den Spalten4 bis 6 für die drei Verkehrsarten „große Entfernun-

gen“, „mittlere Entfernungen“ und „Ortsverkehr“Häufigkeiten von fünf verschiedenen Fahrzeugty-pen dargestellt. Entsprechend den bisher verwen-deten Typenbezeichnungen handelt es sich dabeivon oben nach unten um Typ 8, 9, 98, 97 und 35.

In allen vorliegenden Auswertungen von Verkehrs-messungen mit Identifikation der Fahrzeugtypentrat der in Tabelle 1 aufgeführte Fahrzeugtyp 35(letzte Zeile) kaum auf. Stattdessen wurde derFahrzeugtyp 41 (Lkw mit 3 Achsen, Anhänger mitzwei Achsen) häufig ermittelt. Für die nachfolgen-den Untersuchungen wird daher der in Tabelle 1aufgeführte Typ 35 durch diesen Typ 41 ersetzt. Diedrei verschiedenen Verkehrscharakteristiken wer-den nachfolgend mit „LS“ für Langstreckenverkehr,„MS“ für Mittelstreckenverkehr und „OV“ für Orts-verkehr bezeichnet. Es wird davon ausgegangen,dass durch diese drei verschiedenen Verkehrscha-rakteristiken der Verkehr auf dem untergeordnetenStraßennetz hinsichtlich der Zusammensetzungbeschrieben werden kann. Welcher dieser dreiArten für ein konkretes Brückenbauwerk zutreffendist, muss aus Verkehrserfassungen von Dauerzähl-stellen abgeleitet werden.

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Tab. 1: Lastmodell 4 für Ermüdungsberechnungen nach DINEN 1991-2 (Tabelle 4.7)

Die beschriebene Verwendung verschiedener Ver-kehrszusammensetzungen erlaubt einen erstenSchritt der Differenzierung der Eingangsdaten derUntersuchungen. Der nächste Schritt besteht ineiner erweiterten Differenzierung hinsichtlich derGesamtgewichtsverteilungen der Fahrzeugtypen.Hierzu wird wie folgt vorgegangen: Für die Ver-kehrscharakteristik Langstreckenverkehr („LS“)werden die Parameter der aus den Messungen ander A 61 ermittelten Gesamtgewichtsverteilungenverwendet. Dies entspricht damit den bisher ver-wendeten Daten (vgl. [1, 2]). Für die Verkehrscha-rakteristik Mittelstreckenverkehr („MS“) werden Ge-samtgewichtsverteilungen verwendet, die anhandvon Messungen an der Talbrücke Denkendorf (A 8nähe Stuttgart) im Rahmen eines vorhergehendenForschungsprojektes ermittelt wurden (vgl. [4]). Fürdie Verkehrscharakteristik Ortsverkehr („OV“) wer-den von der Bundesanstalt für Straßenwesen be-reitgestellte Gesamtgewichtsverteilungen aus Mes-sungen an der A 66 (Kreuz Miquelallee, Frankfurt a. M.) herangezogen. Hintergrund für diese Diffe-renzierung der Gesamtgewichtsverteilungen ist dieÜberlegung, dass neben einer objektbezogenenVerkehrsstärke und Verkehrszusammensetzungauch die tatsächlichen Fahrzeuggewichte (nicht diezulässigen Gesamtgewichte) unterschiedlich sind.Im nachfolgenden Bild 12 sind die Gesamtge-wichtsverteilungen des Fahrzeugtyps 98 (Sattel-schlepper mit zweiachsiger Zugmaschine und drei-achsigem Auflager) für die drei aufgeführten Mess-stellen dargestellt. Hier wird deutlich, dass für dieGesamtgewichtsverteilung eines Fahrzeuges einestarke Ortsabhängigkeit vorliegt. Die lokalen Maxi-ma sind in den drei Verteilungen sehr ähnlich. EinMaxima liegt im unteren Bereich der Gesamtge-wichte bei 15 t bis 25 t und ein weiterer im oberen

Bereich bei 35 t bis 40 t. Nachvollziehbar ist dabeidie Interpretation, dass der untere Maximalwert ge-ring- bis unbeladene Fahrzeuge widerspiegelt undder obere Maximalwert die vollbe- bis überladenenFahrzeuge enthält. Die Häufigkeit dieser beidengroben Gruppen zueinander ist aber bei den dreiMessstellendaten deutlich unterschiedlich.

Die Verwendung dieser drei Datenbestände für dasuntergeordnete Netz mit den verschiedenen aufge-führten Verkehrscharakteristiken stellt aber den-noch eine Annahme dar, da konkrete Messdatenaus diesem Netz nicht vorliegen.

In den folgenden Erläuterungen werden die ver-wendeten Gesamtgewichtsverteilungen und Fahr-zeugtypenzusammensetzungen durch Modellbe-zeichnungen abgekürzt. Diese Bezeichnungen sindwie folgt zu erläutern:

• „Modell A 61“- Gesamtgewichtsverteilung aus Messungen A

61,

- Typenhäufigkeit aus Messungen A 61,

• „Modell LS“- Gesamtgewichtsverteilung aus Messungen A

61,

- Typenhäufigkeit in Anlehnung an Ermü-dungslastmodell 4 DIN EN 1991-2, Spalte„große Entfernungen“,

• „Modell MS“- Gesamtgewichtsverteilung aus Messungen A

8 (Talbrücken Denkendorf, vgl. [4]),

- Typenhäufigkeit in Anlehnung an Ermü-dungslastmodell 4 DIN EN 1991-2, Spalte„mittlere Entfernungen“,

• „Modell OV“

- Gesamtgewichtsverteilung aus Messungen A66 (Miquelallee),

- Typenhäufigkeit in Anlehnung an Ermü-dungslastmodell 4 DIN EN 1991-2, Spalte„Ortsverkehr“.

3.2.2.1 Schwerverkehrsvarianten für gegenwärtigen Schwerverkehr

In den nachfolgenden Tabellen sind die verwende-ten Eingangsdaten für die Simulationsrechnungenaufgeführt. Zunächst werden in diesem Kapitel die

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Bild 12: Gesamtgewichtsverteilung Fahrzeugtyp 98 für dreiMessstellen

Daten für die Varianten des gegenwärtigen Schwer-verkehrsaufkommens dargestellt. Zu beachten istdabei die Aufteilung der Untersuchungen in die bei-den Schwerpunkte Bundesfernstraßennetz und un-tergeordnetes Straßennetz. Für das Bundesfern-straßennetz werden die Szenarien des Mehrspur-verkehrs mit Richtungsverkehr betrachtet (vgl. Ka-pitel 3.2.1). Die Verkehrsbelegungen sind dabeientsprechend den oben aufgeführten Konventionenmit „oÜV“, „mÜV5“ und „mÜV0“ abgekürzt. Für dasuntergeordnete Straßennetz wird der Begegnungs-verkehr („BV“) betrachtet.

In Tabelle 2 sind die verwendeten Zahlenwerte fürdie Fahrzeugtypenhäufigkeiten zusammengefasst.Der obere Teil der Tabelle (Belegung oÜV, mÜV5,mÜV0) entspricht dabei den bereits in [1] und [2]verwendeten Zahlenwerten. Die Angaben enthalten

den Anteil der verschiedenen betrachteten Fahr-zeugtypen auf dem jeweils rechten Fahrstreifen (FS0) und dem Überholfahrstreifen (FS 1). Da hier alsKompensationsmaßnahme das Überholverbot un-tersucht wird, ist für FS 1 die Zusammensetzungvariabel. Die verwendeten Zahlenwerte für den Be-gegnungsverkehr (BV) sind im unteren Teil von Ta-belle 2 aufgeführt. Entsprechend den oben aufge-führten Erläuterungen zum Inhalt der vier verschie-denen Modelle sind die Werte aus den Messungenan der A 61 bzw. den Angaben im Lastmodell 4 fürErmüdungsberechnungen der DIN EN 1991-2 auf-geführt.

Die Tabellen 3 und 4 enthalten die Zahlenwerte fürdie Verteilung des Gesamtgewichtes der Fahrzeu-ge auf die einzelnen Achsen (Tabelle 3) und dieAchsabstände (Tabelle 4). Grundlage für diese

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Tab. 2: Fahrzeugtypenhäufigkeit für die verschiedenen Schwerverkehrsmodelle und Belegungen – gegenwärtiger Schwerverkehr

Belegung Modell FahrstreifenFahrzeugtypenhäufigkeit [%]

Typ 8 Typ 9 Typ 33 Typ 41 Typ 97 Typ 98 Pkw

oÜV

mÜV5

mÜV0

A 61

FS 0 11,0 % --- 5,0 % 17,0 % 8,0 % 59,0 % 0,0 %

FS 1 (20 % Lkw) 2,20 % --- 1,00 % 3,40 % 1,60 % 11,80 % 80,00 %

FS 1 (5 % Lkw) 0,647 % --- 0,294 % 1,000 % 0,471 % 3,471 % 94,117 %

FS 1 (0 % Lkw 0,0 % --- 0,0 % 0,0 % 0,0 % 0,0 % 100,0 %

BV

A 61 FS 0 11,0 % --- 5,0 % 17,0 % 8,0 % 59,0 % ---

LS FS 0 20,0 % 5,0 % --- 10,0 % 15,0 % 50,0 % ---

MS FS 0 40,0 % 10,0 % --- 5,0 % 15,0 % 30,0 % ---

OV FS 0 80,0 % 5,0 % --- 5,0 % 5,0 % 5,0 % ---

Tab. 3: Verteilung der Gesamtgewichte auf die einzelnen Fahrzeugachsen – gegenwärtiger Schwerverkehr

AchseVerteilung des Gesamtgewichtes auf die Achsen [%]


1 44,9 % 34,2 % 25,8 % 20,9 % 30,6 % 20,8 % 50,0 %

2 55,1 % 38,1 % 37,2 % 25,8 % 30,9 % 28,1 % 50,0 %

3 27,7 % 18,9 % 16,1 % 19,1 % 17,0 %

4 18,1 % 19,5 % 19,4 % 17,0 %

5 17,7 % 17,1 %

Tab. 4: Achsabstände der Fahrzeugtypen – gegenwärtiger Schwerverkehr

AchsabstandAchsabstände [m] auf volle 10 cm gerundet


1-2 4,5 4,3 4,9 4,6 3,7 3,7 2,5

2-3 1,3 6,5 1,3 6,6 5,6

3-4 5,0 5,2 1,3 1,3

4-5 4,6 1,3

Werte sind die Auswertungen der Messungen ander A 61. Diese Parameter zur Beschreibung dereinzelnen Fahrzeugtypen werden in allen Modellenverwendet.

In Tabelle 5 sind die betrachteten Verkehrsstärkenfür beide Untersuchungsschwerpunkte aufgeführt.Grundsätzlich werden die DTSV-Werte (pro Fahrt-richtung) 10.000, 5.000, 1.000 und 500 berücksich-tigt. Für den Richtungsverkehr (Belegungen oÜV,mÜV5, MÜV0) werden im zweiten Fahrstreifen zu-sätzlich Pkw angesetzt. Das Verhältnis zwischenPkw-Anzahl und Lkw-Anzahl wird dabei für die Aus-gangssituation (kein Überholverbot – oÜV) mit 80zu 20 angenommen. Hieraus ergeben sich die inder Tabelle aufgeführten Zahlenwerte für die ver-schiedenen DTSV-Werte und Varianten des Über-holverbotes. Die Angaben sind analog zu den in [2]verwendeten Werten. Für den Begegnungsverkehrwerden generell keine Pkw in den Simulationsrech-nungen berücksichtigt. Daher entsprechen dieDTSV-Werte den DTV-Werten. Weitere Erläuterun-gen hierzu werden nachfolgend in den Ausführun-gen zu den verwendeten Parametern für das Ab-standsverhalten im fließenden Verkehr und Stau-verkehr gegeben.

In Tabelle 6 sind die Parameter der Verteilungs-funktionen zur Abbildung der Fahrzeuggesamtge-wichte zusammengestellt. Die Angaben für das Mo-dell A 61 und das Modell LS entstammen dabei denvorliegenden Verkehrsmessungen an der A 61. Ent-sprechend den in Tabelle 2 aufgeführten Fahrzeug-typenhäufigkeiten sind im Modell A 61 der Fahr-zeugtyp 9 und im Modell LS der Fahrzeugtyp 33

nicht enthalten. Für den im Richtungsverkehrberücksichtigten Pkw (Modell A 61) wird das Ge-samtgewicht mit konstant 10 kN angenommen. DieParameter für das Modell MS wurden aus den Er-gebnissen der in [4] vorgenommenen Messungenan der Talbrücke Denkendorf (A 8) übernommen.Für den Fahrzeugtyp 9 lagen hier keine ausrei-chenden Datenbestände vor, sodass ersatzweisedie Parameter des Modells LS (Daten A 61) über-nommen wurden. Die Parameter für das Modell OVstammen aus Verkehrsmessungen an der A 66 (Miquelallee, Frankfurt a. M.) und wurden von derBundesanstalt für Straßenwesen bereitgestellt.

Die Parameter zur Abbildung des Abstandsverhal-tens im fließenden Verkehr zwischen den Fahrzeu-gen für den Richtungsverkehr sind im Anhang A.2in den Tabellen A 2 und A 3 aufgeführt. Diese Wertesind identisch mit den in [2] verwendeten. Für Er-läuterungen zur Ermittlung dieser Werte wird auf[2], Kapitel 2.1.1 verwiesen.

Analog dazu sind die Parameter des Abstandsver-haltens für den Begegnungsverkehr im Anhang A.2in den Tabellen A 4 und A 5 aufgeführt. Wie obenbereits angemerkt werden hier in den Simulations-rechnungen keine Pkw berücksichtigt. Durch denBegegnungsverkehr soll das Verkehrsaufkommenauf dem untergeordneten Straßennetz abgebildetwerden. Dieser Verkehr setzt sich aus Pkw und Lkwzusammen. Da die Gesamtgewichte der Pkw imVergleich zu denen der Lkw gering sind, dienen diePkw in den Simulationsrechnungen ohnehin nur alsAbstandshalter. Durch die im Anhang A.2 aufge-führten Parameter wird aber das Abstandsverhalten

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Tab. 5: Untersuchte Verkehrsstärke (Fahrzeuganzahl) – gegenwärtiger Schwerverkehr

Belegung oÜV, mÜV5 und mÜV0 Belegung BV

Modell A 61Modell

A 61

Modell

LS

Modell

MS

Modell

OV

DTSVLkw Spur (FS 0) Ü-Spur (FS 1)

FS 0/FS 1100 % 95 % 80 % 0 % 5 % 20 %

10.000 10.000 9.500 8.000 0 500 2.000 10.000

5.000 5.000 4.750 4.000 0 250 1.000 5.000

1.000 1.000 950 800 0 50 200 1.000

500 500 475 400 0 25 100 500

DTV Lkw Spur (FS 0) Ü-Spur (FS 1) FS 0/FS 1

10.000 9.500 8.000 8.000 8.500 10.000 10.000

5.000 4.750 4.000 4.000 4.250 5.000 5.000

1.000 950 800 800 850 1.000 1.000

500 475 400 400 425 500 500

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Tab. 6: Parameter der Fahrzeugesamtgewichtsverteilungen für die verschiedenen Schwerverkehrsmodelle – gegenwärtigerSchwerverkehr

Gesamtgewichtsverteilung [kN]


Modell A 61

µ1 59,60 --- 190,30 276,80 156,70 259,60 10,00

σ1 14,60 --- 23,20 59,50 18,80 92,00 0,00

ξ1 0,490 --- 0,200 0,690 0,340 0,620 1,000

µ2 91,70 --- 208,40 414,50 211,40 405,30 ---

σ2 44,00 --- 73,90 32,50 52,80 24,80 ---

ξ2 0,510 --- 0,800 0,310 0,660 0,380 ---

µ3 --- --- --- --- --- --- ---

σ3 --- --- --- --- --- --- ---

ξ3 --- --- --- --- --- --- ---

Modell LS

µ1 59,60 150,10 --- 276,80 156,70 259,60 ---

σ1 14,60 30,10 --- 59,50 18,80 92,00 ---

ξ1 0,490 0,468 --- 0,690 0,340 0,620 ---

µ2 91,70 193,60 --- 414,50 211,40 405,30 ---

σ2 44,00 22,30 --- 32,50 52,80 24,80 ---

ξ2 0,510 0,182 --- 0,310 0,660 0,380 ---

µ3 --- 246,10 --- --- --- --- ---

σ3 --- 31,80 --- --- --- --- ---

ξ3 --- 0,350 --- --- --- --- ---

Modell MS

µ1 57,00 150,10 --- 142,20 183,50 201,50 ---

σ1 12,90 30,10 --- 55,80 19,10 70,80 ---

ξ1 0,220 0,468 --- 0,070 0,090 0,470 ---

µ2 75,40 193,60 --- 247,10 206,10 336,10 ---

σ2 37,90 22,30 --- 35,60 53,40 50,10 ---

ξ2 0,640 0,182 --- 0,580 0,810 0,400 ---

µ3 159,90 246,10 --- 350,90 344,30 374,80 ---

σ3 28,50 31,80 --- 46,80 51,10 18,80 ---

ξ3 0,140 0,350 --- 0,350 0,100 0,130 ---

Modell OV

µ1 60,82 156,33 --- 191,42 97,70 172,04 ---

σ1 7,830 20,31 --- 15,78 26,31 14,16 ---

ξ1 0,154 0,555 --- 0,100 0,297 0,207 ---

µ2 63,64 218,00 --- 222,14 171,18 223,60 ---

σ2 28,48 18,70 --- 57,63 26,85 66,68 ---

ξ2 0,546 0,165 --- 0,733 0,530 0,488 ---

µ3 107,44 257,15 --- 390,00 268,20 405,14 ---

σ3 41,31 34,37 --- 40,00 55,20 39,21 ---

ξ3 0,300 0,280 --- 0,167 0,173 0,305 ---

im fließenden Verkehr zwischen den Lkw widerge-spiegelt, sodass hier eine aktive Simulation der zu-sätzlichen Pkw entbehrlich ist. Für die Berücksichti-gung des Stauverkehrs sind hingegen erweiterteAnnahmen erforderlich, um auf die aktive Simula-tion der Pkw verzichten zu können. Erläuterungenhierzu sind im Kapitel 3.3 gegeben.

3.2.2.2 Schwerverkehrsvariante für gegen-wärtigen Schwerverkehr mit Berück-sichtigung von genehmigungspflich-tigem Schwerverkehr durch 48t-Mobil-kran

Eine der zu betrachtenden Kompensationsmaß-nahmen für den ersten Untersuchungsschwer-punkt ist die Einschränkung des genehmigungs-pflichtigen Großraum- und Schwerlastverkehrsohne Routenbeschränkung oder mit Dauergeneh-migung. Zur Beurteilung dieser möglichen Kom-pensationsmaßnahme wird eine zweite Schwer-verkehrsvariante betrachtet, in der dieser genehmi-gungspflichtige Schwerverkehr durch die Einmi-schung von 48t-Mobilkränen berücksichtigt wird.Da für diese Fahrzeuge oft Dauergenehmigungenohne Routenbeschränkungen erteilt werden, siealso somit wie die nach StVO und StVZO zugelas-senen Fahrzeuge einen gewissen Anteil am ge-samten Schwerverkehrsaufkommen haben, wer-den sie in dieser Schwerverkehrsvariante berück-sichtigt. Das wirkliche Aufkommen des genehmi-gungspflichtigen Schwerverkehrs kann hierdurch

nicht vollständig abgebildet werden. Da bisher zurQualität und Quantität dieses Verkehrsaufkom-mens nur wenige Daten vorliegen, wird sichzunächst darauf beschränkt, 48t-Mobilkräne mit 4Achsen in das simulierte Verkehrsband einzumi-schen. Für die Abbildung dieser Fahrzeuge analogzu den übrigen Fahrzeugtypen wurden Achsab-stände aus Herstellerdatenblättern entnommen,die Verteilung des Gesamtgewichtes auf die ein-zelnen Achsen als gleichverteilt angenommen undals Verteilungsfunktion des Gesamtgewichtes eineNormalverteilung mit einem Erwartungswert von480 kN (48 t) und einer Standardabweichung von41 kN (4,1 t) verwendet. Der Erwartungswert ent-spricht hierbei dem in den Datenblättern angege-benen Gesamtgewicht des Fahrzeuges. Die Fest-legung der Standardabweichung resultiert aus derÜberlegung, dass ein Teil der Mobilkräne die erfor-derlichen Gegengewichte von mindestens 8 t aufdem Fahrzeug mitführt. Die angenommene Stan-dardabweichung der Normalverteilung ergibt sichaus der Annahme, dass 98 % der Gesamtgewich-te der Fahrzeuge unter 56 t liegen. Für die Auftre-tenshäufigkeit der Fahrzeuge wird für die linkenFahrstreifen (FS 0) 0,5 % angenommen. Die Auf-tretenshäufigkeit auf den Überholfahrstreifen ergibtsich entsprechend.

Für den im zweiten Untersuchungsschwerpunkt be-trachteten Verkehr im untergeordneten Straßen-netz wird diese Schwerverkehrsvariante im vorlie-genden Projekt nicht berücksichtigt.

20

Tab. 7: Fahrzeugtypenhäufigkeit für die verschiedenen Belegungen – gegenwärtiger Schwerverkehr mit Mobilkran

Belegung Modell FahrstreifenFahrzeugtypenhäufigkeit [%]

Typ 8 Typ 33 Typ 41 Typ 97 Typ 98 Typ Kran Pkw

oÜV

mÜV5

mÜV0

A 61

FS 0 10,9 % 4,9 % 16,9 % 7,9 % 58,9 % 0,5 % 0,0 %

FS 1 (20 % Lkw) 2,18 % 0,98 % 3,38 % 1,58 % 11,78 % 0,10 % 80,00 %

FS 1 (5 % Lkw) 0,641 % 0,288 % 0,994 % 0,465 % 3,465 % 0,029 % 94,118 %

FS 1 (0 % Lkw 0,0 % 0,0 % 0,0 % 0,0 % 0,0 % 0,0 % 100,0 %

Tab. 8: Verteilung der Gesamtgewichte auf die einzelnen Fahrzeugachsen – gegenwärtiger Schwerverkehr mit Mobilkran

AchseVerteilung des Gesamtgewichtes auf die Achsen [%]


1 44,9 % 25,8 % 20,9 % 30,6 % 20,8 % 25,0 % 50,0 %

2 55,1 % 37,2 % 25,8 % 30,9 % 28,1 % 25,0 % 50,0 %

3 18,9 % 16,1 % 19,1 % 17,0 % 25,0 %

4 18,1 % 19,5 % 19,4 % 17,0 % 25,0 %

5 17,7 % 17,1 %

In Tabelle 7 sind die verwendeten Zahlenwerte fürdie Fahrzeugtypenhäufigkeiten zusammengestellt.Tabelle 8 enthält als Erweiterung zu Tabelle 3 (Ka-pitel 3.2.2.1) die angenommene Aufteilung des Ge-samtgewichtes des Mobilkrans („Typ Kran“) auf dievier Achsen und in Tabelle 9 sind die zugehörigenAchsabstände aufgeführt. In Tabelle 10 sind die Pa-rameter der verwendeten Gesamtgewichtsvertei-lungen zusammengestellt, die für die übrigen Fahr-zeugtypen analog zum in Kapitel 3.2.2.1 aufgeführ-ten Modell A 61 sind.

Die Anzahl der Fahrzeuge und die Parameter desAbstandsverhaltens sind identisch mit den im An-hang A.2 in Tabelle A 2 und Tabelle A 3 aufgeführ-ten.

3.3 Abbildung des Stauverkehrs

In den bisherigen Untersuchungen wurde der Stau-verkehr abgebildet, indem in das simulierte Ver-kehrsband zufällig Abschnitte mit konstanten Fahr-zeugabständen von 5 m eingemischt wurden. DieHäufigkeit und Länge dieser Abschnitte ergebensich dabei im Mittel aus den Parametern Pfliess undPStau. Die Wirkungsweise dieser Parameter wird in[1] erläutert. Hierauf wird an dieser Stelle verwie-sen. Analog zu den vorherigen Untersuchungenwurden auch im vorliegenden Projekt der Parame-ter Pfliess zu 0,999 und der Parameter PStau zu 0,99

gesetzt. Im Vergleich zu den vorherigen Untersu-chungen erfolgt hier aber eine Erweiterung hin-sichtlich des angenommenen Stauabstandes. Wiein Kapitel 2.1 dargestellt, ist es nunmehr durch eineErweiterung des verwendeten Programmsystemsmöglich, zufällige Stauabstände innerhalb definier-ter Grenzen zu erzeugen. Tastuntersuchungen in[2] zeigten die deutliche Wirkung einer Verände-rung des Stauabstandes. Im vorliegenden Projektwerden hierzu folgende Annahmen und Vorgehens-weisen verwendet:

Für den ersten Untersuchungsschwerpunkt (Bun-desfernstraßennetz) werden zunächst die vorlie-genden Berechnungsergebnisse aus [2] verwen-det. Diese Ergebnisse beruhen auf einem ange-nommenen Stauabstand von 5 m. Die Untersu-chungen werden nunmehr erweitert, indem zweizusätzliche Varianten für den Stauverkehr betrach-tet werden. In der ersten Variante wird der Stauab-stand zufällig generiert, wobei eine Gleichverteilungder Stauabstände zwischen 5 und 15 m angenom-men wird. Im Mittel ergibt sich somit ein Stauab-stand von 10 m. Die zweite Variante ist analog hier-zu, jedoch wird der Stauabstand als gleichverteiltzwischen 5 und 25 m angenommen (im Mittel somit15 m). Im Rahmen des vorliegenden Projektes be-schränken sich die Berechnungen mit der erweiter-ten Betrachtung des Stauabstandes auf die Zwei-feld-Systeme (vgl. Kapitel 3.1). Die beiden zusätz-lichen Varianten des Stauverkehrs könnten als zu-

21

Tab. 9: Achsabstände der Fahrzeugtypen – Gegenwärtiger Schwerverkehr mit Mobilkran

AchsabstandAchsabstände [m] auf volle 10 cm gerundet


1-2 4,5 4,9 4,6 3,7 3,7 1,7 2,5

2-3 6,5 1,3 6,6 5,6 2,4

3-4 5,0 5,2 1,3 1,3 1,7

4-5 4,6 1,3

Tab. 10: Parameter der Fahrzeuggesamtgewichtsverteilungen – gegenwärtiger Schwerverkehr mit Mobilkran

Gesamtgewichtsverteilung [kN]


µ1 59,60 190,30 276,80 156,70 259,60 480,00 10,00

σ1 14,60 23,20 59,50 18,80 92,00 41,00 0,00

ξ1 0,490 0,200 0,690 0,340 0,620 1,000 1,000

µ2 91,70 208,40 414,50 211,40 405,30 --- ---

σ2 44,00 73,90 32,50 52,80 24,80 --- ---

ξ2 0,510 0,800 0,310 0,660 0,380 --- ---

sätzliche Kompensationsmaßnahme betrachtetwerden, jedoch ist es gegenwärtig unklar, wie einesolche Maßnahme praktisch umgesetzt werdenkann. Eine andere Betrachtungsweise bestehtdarin, den Staubabstand als objektbezogenenKennwert zu verstehen.

Für den zweiten Untersuchungsschwerpunkt wirdsich darauf beschränkt, den Stauabstand alsgleichverteilt zwischen 5 und 25 m anzunehmen.Wie oben beschrieben werden hier die Pkw nichtaktiv simuliert. Der Stauabstand ist somit auch derAbstand zwischen den Lkw-Fahrzeugen. Aus hierverwendeten Annahmen für die Verteilung desStauabstandes ergibt sich ein mittlerer Abstand von15 m zwischen den Lkw-Fahrzeugen im Stau. Indiese Lücke würden zwei sehr dicht hintereinanderstehende Pkw Platz finden. Ohne aktive Simulationder Pkw ergibt sich somit ein Verhältnis Lkw zu Pkwvon 1 zu 2 bzw. ein Anteil des Schwerverkehrs(DTSV) am Gesamtverkehr (DTV) von 33,3 %. Ba-sierend auf vorliegenden Daten von Dauerzählstel-len stellt dies ein sehr extremes Verhältnis dar. InBild 13 ist der Ansatz der Stauabstände in den Si-mulationen des Richtungs- und Begegnungsver-kehrs prinzipiell grafisch dargestellt.

3.4 Eingangsdaten für die Kompensa-tionsmaßnahme Abstandsbe-schränkung

Für die Simulationsrechnungen im ersten Untersu-chungsschwerpunkt wird die Kompensationsmaß-nahme Abstandsbeschränkung analog zu [2] durcheinen Mindestabstand im fließenden Verkehr von70 m abgebildet.

3.5 Erfassung des Verhaltens Fahrzeug – Fahrbahn – Bauwerk

Analog zu den vorhergehenden Untersuchungenwerden zur ersatzweisen Abbildung des dynami-schen Verhaltens zwischen Fahrzeug, Fahrbahnund Bauwerk in den Berechnungen der Kennwert-Zeit-Verläufe Schwingbeiwerte verwendet. DieSchwingbeiwerte werden nach DIN 1072 berech-net. Zur konkreten Berücksichtigung der Schwing-beiwerte bei der Berechnung der Kennwert-Zeit-Verläufe wird auf [1] verwiesen.

3.6 Verwendetes Auswertungs-verfahren

Aus den mit den oben aufgeführten Eingangsdatendurchgeführten Simulationsrechnungen werdenKennwert-Zeit-Verläufe verschiedener Kennwerte(Biegemomente, Auflagerkräfte, Querkräfte) für dieunter Kapitel 3.1 dargestellten Tragwerke berech-net. Diese Zeitverläufe werden anschließend statis-tisch ausgewertet. In [1] wurden hierfür zwei ver-schiedene Methoden entwickelt. Im vorliegendenProjekt wird hiervon die Auswertung über die Me-thode der Klassengrenzendurchgangszählung mitanschließender Anpassung durch eine Rice-Funk-tion verwendet. Da es sich bei den Untersuchungenum Simulationsrechnungen auf Basis von Zufalls-zahlen handelt, sind auch die Ergebnisse der sta-tistischen Auswertung zwangsweise Streuungenunterlegen. Um diese Streuungen auszugleichen,wird, analog zu den vorhergehenden Projekten, wiefolgt vorgegangen:

Für die verschiedenen zu untersuchenden Ver-kehrsstärken werden unterschiedliche Betrach-tungszeiträume (Länge des simulierten Verkehrs-bandes) gewählt, um eine ausreichende Daten-grundlage zu erhalten.

Für den ersten Untersuchungsschwerpunkt werdenvorliegende Ergebnisse aus [2] herangezogen unddie dort durchgeführten Untersuchungen erweitert(Variation Staubabstand). Analog zu [2] werdenhierbei folgende Betrachtungszeiträume verwen-det:

für DTSV 10.000: 1 Tag,

für DTSV 5.000: 2 Tage,


für DTSV 500: 20 Tage.

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Bild 13: Ansatz der Stauabstände für Richtungs- und Begeg-nungsverkehr

Die Betrachtungszeiträume sind dabei so festge-legt, dass in allen Untersuchungsvarianten die glei-che Fahrzeuganzahl simuliert wird. Die unter-schiedlichen Betrachtungszeiträume werden beider statistischen Auswertung berücksichtigt.

Für den zweiten Untersuchungsschwerpunkt kannaufgrund der Erweiterungen hinsichtlich der Fahr-zeugzusammensetzung, der Gesamtgewichtsver-teilungen und der Stauabstände nur eingeschränktauf in [2] ermittelte Ergebnisse zurückgegriffen wer-den. Die Einschränkung der zu betrachtenden Ver-kehrsvarianten (keine Untersuchung von Kompen-sationsmaßnahmen) erlaubt aber bei vergleichba-rem Gesamtaufwand eine Vergrößerung des Be-trachtungszeitraumes um den Faktor 5. Entspre-chend den untersuchten DTSV-Werten ergebensich somit für die Untersuchungen des Begeg-nungsverkehrs folgende Zeiträume:




für DTSV 500: 100 Tage.

Für jede Simulationsvariante werden 10 Simulatio-nen durchgeführt. Hieraus ergeben sich jeweils 10Ergebnisse (charakteristische Werte – Wiederkehr-periode 1.000 Jahre). Von diesen Ergebnissen wirdder größte und der kleinste Wert gestrichen undaus den verbleibenden Werten der Mittelwert (arith-metisches Mittel) bestimmt. Dieses Verfahren liegtden nachfolgenden Untersuchungsergebnissen zu-grunde. In Bild 14 ist die Vorgehensweise exempla-risch dargestellt.

Im zweiten Schritt wird analysiert, bei welcher Wie-derkehrperiode die Niveaus der verschiedenen be-

trachteten Lastmodelle erreicht werden. Aus demAuswerteverfahren über die Klassengrenzendurch-gangszählung mit anschließender Anpassung derAuszählergebnisse durch die Rice-Funktion erge-ben sich die Parameter für diese Funktion. Mit die-sen Parametern ist es möglich, Werte für beliebigeWiederkehrperioden zu bestimmen und somit inNäherung zu ermitteln, mit welcher mittleren Wie-derkehrperiode ein bestimmtes Werteniveau er-reicht wird. Diese Ergebnisse werden zur Eingren-zung der Ergebnisstreuungen wie die charakteris-tischen Werte verarbeitet (10 Werte, Größt- undKleinstwert streichen, Mittelwertbildung aus denverbleibenden 8 Werten).

3.7 Betrachtete Kennwerte

Für die Untersuchungen werden folgende Kenn-werte betrachtet:

• Stützmoment am Mittelauflager bzw. am erstenMittelauflager der Dreifeldsysteme,

• Feldmoment im ersten Feld,

• Auflagerkraft am Anfangsauflager,

• Auflagerkraft am Mittelauflager bzw. am erstenMittelauflager der Dreifeldsysteme,

• Auflagerquerkraft am Mittelauflager bzw. am ersten Mittelauflager der Dreifeldsysteme.

Die Kennwerte beziehen sich dabei stets auf einenHauptträger des betrachteten Querschnittes.

3.8 Lastmodelle als Vergleichsbasis

Für die durch das Auswertungsverfahren ermittel-ten charakteristischen Kennwerte ist eine Ver-gleichsbasis erforderlich. Hierzu werden das Last-modell 1 des DIN Fachberichtes 101 (2009), dasLastmodell „BK60/30“ und „BK30/30“ der DIN 1072(1985), das Lastmodell „BK60“ der DIN 1072 (1967)sowie das Lastmodell „BK45“ herangezogen.

Die Grundwerte und angepassten Grundwerte sindfür das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes 101(2009) in Tabelle 11 aufgeführt und die Struktur desLastmodells in Bild 15 dargestellt. In den Tabellen12 bis 15 sind die verschiedenen Lastmodelle derDIN 1072 aufgeführt.

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Bild 14: Vergleich der Auswertungsergebnisse der Klassen-grenzendurchgangszählung von 10 Simulationen à 1Tag

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Tab. 11: Grundwerte und angepasste Grundwerte LM 1 DIN FB 101 (2009)

Stellung

Doppelachse Gleichmäßig verteilte Last

GrundwertαQi

angepasster Grundwert

Grundwertαqi

angepassterGrundwert

Achslast Qik in kN Achslast αQi · Qik in kN qik in kN/m2 αqi · qik in kN

Fahrstreifen 1 300 0,8 240 9,0 1,0 9,0

Fahrstreifen 2 200 0,8 160 2,5 1,0 2,5

Fahrstreifen 3 0 - 0 2,5 1,0 2,5

andere Fahrstreifen 0 - 0 2,5 1,0 2,5

Bild 15: Lastmodell 1 – DIN Fachbericht 101 (2009)

Tab. 12: Lastmodell „BK60/30“ – DIN 1072 (12-1985)Tab. 13: Lastmodell „BK30/30“ – DIN 1072 (12-1985)

Diese Lastmodelle werden auf die verschiedenenuntersuchten Tragsysteme für die jeweiligenSchnittgrößen an ungünstiger Stelle angesetzt. Diesich so für die einzelnen Schnittgrößen ergebendenWerte werden als Vergleichsbasis zur Gegenüber-stellung zu den aus den Simulationsrechnungen er-mittelten charakteristischen Werten (1.000 Jahre

Wiederkehrperiode) bzw. zu den ermittelten Wertenmit niedrigeren Wiederkehrperioden herangezo-gen.

Die Zahlenwerte, die sich aus der Anwendung derverschiedenen Lastmodelle für die jeweiligen Sys-teme und Kennwerte ergeben, sind im Anhang A,Tabelle A 1 aufgeführt.

4 Ergebnisse

4.1 Vorbetrachtungen

4.1.1 Allgemeines

In den vorherigen Kapiteln wurden Erläuterungenzur technischen Umsetzung der durchzuführendenUntersuchungen gegeben und die verwendetenEingangsdaten zusammengefasst. Nachfolgendwerden die erzielten Ergebnisse der umfangreichenUntersuchungen dargestellt. Für eine übersichtli-che Darstellung ist hierbei eine Zusammenfassungnotwendig. Umfangreiche Ergebnisdaten sind inden Anhängen B und C aufgeführt, auf die an denentsprechenden Stellen in den nachfolgenden Ab-sätzen verwiesen wird. Die Darstellung der Ergeb-nisse erfolgt getrennt nach den vorgenannten Un-tersuchungsschwerpunkten für das Bundesfern-straßennetz (Richtungsverkehr) und das unterge-ordnete Netz (Begegnungsverkehr).

Die dargestellten Untersuchungen beziehen sichgenerell auf die Tragwerkslängsrichtung. Für dieQuerrichtung des Tragwerkes ist es von unterge-ordneter Bedeutung, welche Fahrzeuge sich in wel-chem Abstand hintereinander auf dem Tragwerkbefinden. Vielmehr ist es hier relevant, in welcherWeise die Fahrzeuge nebeneinander stehen.Daher wird ergänzend am Ende des Kapitels 4 einewahrscheinlichkeitstheoretische Betrachtung vonEinzelachslasten und einzelnen Fahrzeuggesamt-gewichten durchgeführt. Ähnliche Untersuchungenwurden bereits in [1] durchgeführt. Die dort ange-wendete Methodik wird hier aufgegriffen und erwei-tert. Für detaillierte Erläuterungen wird auf Kapitel4.4 verwiesen.

In Kapitel 4.1.2 wird zunächst erläutert, in welcherWeise eine angenommene reduzierte Restnut-zungsdauer eines Tragwerkes in den Untersuchun-gen berücksichtigt wird. Anschließend erfolgen dieErgebniszusammenfassung für die beiden Untersu-chungsschwerpunkte Richtungsverkehr und Be-gegnungsverkehr sowie abschließend die Betrach-tungen für die Tragwerksquerrichtung.

25

Tab. 14: Lastmodell „BK60“ – DIN 1072 (06-1967)

Tab. 15: Lastmodell „BK45“

4.1.2 Berücksichtigung von Restnutzungs-dauern

Grundlage der vorliegenden Untersuchungen sindVerkehrssimulationsrechnungen, aus denen Kenn-wert-Zeit-Verläufe für verschiede Tragsysteme undSchnittgrößen berechnet werden. Diese Zeitverläu-fe werden anschließend statistisch ausgewertetund durch Extrapolation Kennwerte mit einer mittle-ren Wiederkehrperiode von 1.000 Jahren bestimmt.In der DIN EN 1991-2 ist für die Verkehrslast dercharakteristische Wert als Wert mit einer mittlerenWiederkehrperiode von 1.000 Jahren definiert. DesWeiteren wird im Allgemeinen davon ausgegangen,dass die Lebensdauer eines Brückenbauwerkes100 Jahre beträgt. Die ermittelten charakteristi-schen Werte (aus Simulationsrechnung) werdenden Werten gegenübergestellt, die sich aus der An-wendung der verschiedenen betrachteten Lastmo-delle ergeben. Diese Lastmodellwerte sind charak-teristische Werte (LM 1 des DIN FB 101) bzw. wer-den als solche angenommen (Lastmodelle der DIN1072). Die theoretische Wahrscheinlichkeit, dassein Wert mit einer mittleren Wiederkehrperiode mTrinnerhalb eines Betrachtungszeitraumes j auftritt,ergibt sich nach Gleichung 4.1.

mit:

mTr - mittlere Wiederkehrperiode

j - Betrachtungszeitraum

Hieraus ergibt sich für den charakteristischen Wert(1.000 Jahre mittlere Wiederkehrperiode) eine Auf-tretenswahrscheinlichkeit innerhalb der Lebens-dauer (100 Jahre) von ca. 9,52 %.

In den nachfolgenden Ergebniszusammenfassun-gen werden drei verschiedene Restnutzungsdau-ern betrachtet. Zunächst wird von einer uneinge-schränkten Restnutzungsdauer ausgegangen.Hierfür ist zu ermitteln, welches der betrachtetenLastmodelle die Einwirkungen aus dem aktuellenVerkehrsaufkommen abdeckt. Das Ergebnis ausder Simulationsrechnung für eine konkrete Ver-kehrsvariante und ein konkretes Tragwerk (Wert miteiner mittleren Wiederkehrperiode von 1.000 Jah-ren) muss demnach kleiner sein als der Wert, dersich aus der Anwendung des entsprechenden Last-modells ergibt. Ist das der Fall, so werden die Ein-wirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen

durch dieses identifizierte Lastmodell für eine un-eingeschränkte Restnutzungsdauer abgedeckt.

Weiterführend werden zwei reduzierte Restnut-zungsdauern von 20 Jahren und 10 Jahren be-trachtet. In Tabelle 16 sind für diese beiden Be-trachtungszeiträume die Auftretenswahrscheinlich-keiten eines Wertes mit einer mittleren Wiederkehr-periode von 1.000 Jahren (mTr) innerhalb dieserBetrachtungszeiträume (j) aufgeführt (kursiv ge-schrieben). Es wird ersichtlich, dass die resultieren-den Wahrscheinlichkeiten deutlich kleiner sind (ca.1,981 % bzw. 0,996 %), als es für den Neubaudurch die Definition von Lebensdauer (100 Jahre)und mittlerer Wiederkehrperiode (1.000 Jahre) vor-gesehen ist. In Tabelle 16 ist außerdem aufgeführt,dass sich bei einem Betrachtungszeitraum von 20 Jahren bzw. 10 Jahren und einer mittleren Wie-derkehrperiode von 200 Jahren bzw. 100 JahrenAuftretenswahrscheinlichkeiten ergeben, die nahe-zu mit der für den Neubau verwendeten überein-stimmen.

Für die Bestimmung, welches der betrachtetenLastmodelle die Einwirkungen aus dem aktuellenVerkehr für eine begrenzte Restnutzungsdauer (20Jahre, 10 Jahre) abdeckt, wird daher wie folgt vor-gegangen: Zunächst wird ausgehend von den sta-tistischen Auswertungen der Simulationsrechnun-gen ermittelt, mit welcher mittleren Wiederkehrperi-ode die Niveaus der einzelnen betrachteten Last-modelle erreicht werden. Ist diese Wiederkehrpe-riode für ein einzelnes Lastmodell größer als 200Jahre, so deckt dieses Lastmodell die Einwirkun-gen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen füreine Restnutzungsdauer von maximal 20 Jahrenab. Ist die Wiederkehrperiode größer als 100 Jahre,so beträgt analog die maximale Restnutzungsdauer10 Jahre.

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Tab. 16: Auftretenswahrscheinlichkeiten für Werte mit verschie-denen Wiederkehrperioden in verschiedenen Betrach-tungszeiträumen

j

[a]

mTr

[a]

FTr (j)

[-]

100 1.000 9,521 %

20 1.000 1,981 %

10 1.000 0,996 %

20 200 9,539 %

10 100 9,562 %

4.2 Untersuchungsschwerpunkt Richtungsverkehr

4.2.1 Allgemeines

Im Kapitel 4.2 werden die erzielten Ergebnisse fürden Untersuchungsschwerpunkt Richtungsverkehrdargestellt. Der Richtungsverkehr wird als Basis fürdas Bundesfernstraßennetz angenommen. Aufbau-end auf den im vorhergehenden Projekt ermitteltenErgebnissen [2] werden die Auswirkungen der er-gänzend betrachteten Verkehrsvarianten (Variationdes Stauabstandes) kurz aufgezeigt und anschlie-ßend die erzielten Ergebnisse zusammenfassenddargestellt. Hierbei werden zunächst Lastmodelleidentifiziert, durch die für eine uneingeschränkteRestnutzungsdauer und zwei verschiedene redu-zierte Restnutzungsdauern (20 Jahre, 10 Jahre) dieEinwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkom-men ohne Anwendung der betrachteten Kompen-sationsmaßnahmen abgedeckt sind. Anschließendwird zusammengefasst, welche der betrachtetenKompensationsmaßnahmen erforderlich sind, da-mit die Einwirkungen aus dem aktuellen Verkehrs-aufkommen für eine begrenzte Restnutzungsdauerdurch das Lastmodell BK 60/30 bzw. das Lastmo-dell BK 60 abgedeckt werden.

Zur Erhaltung der Übersichtlichkeit werden inner-halb dieses Kapitels nur Zusammenfassungen derErgebnisse, vorwiegend in Tabellenform, hinsicht-lich der aufgezeigten Fragestellungen dargestellt.Aufgrund der Vielzahl von betrachteten Variantendes Verkehrs, der Tragsysteme und Kennwertekönnen die reinen Ergebnisdaten hier nicht in sinn-voller, übersichtlicher Form aufgeführt werden. ImAnhang B sind die für die Zusammenstellung dernachfolgend aufgeführten Ergebniszusammenfas-sungen verwendeten Tabellen der Untersuchungs-resultate aufgeführt. Auch diese Tabellen stelleneine Aufbereitung der eigentlichen Rohdaten dar.Erläuterungen zu den Tabellen sind zu Beginn desAnhangs B gegeben.

Für das 2 x 20 m System ergeben sich hier unplau-sible Ergebnisse für den fließenden Verkehr. Fürdie niedrigeren betrachteten DTSV-Werte sind dieErgebnisse für den fließenden Verkehr deutlichgrößer als die Ergebnisse für den Verkehr mit er-höhter Stauwahrscheinlichkeit. Für größereStützweiten sind die Ergebnisse für den fließendenVerkehr, je nach betrachteter Schnittgröße, entwe-der deutlich niedriger als für den Verkehr mit er-höhter Stauwahrscheinlichkeit oder in sehr ähnli-

cher Größenordnung. Es ist plausibel, dass sich mitgeringer werdender Stützweite die Ergebnisse ausfließendem Verkehr und Verkehr mit erhöhter Stau-wahrscheinlichkeit annähern und zum Teil die Er-gebnisse aus fließendem Verkehr leicht höher sindals aus Verkehr mit erhöhter Stauwahrscheinlich-keit. In einer Testrechnung konnte festgestellt wer-den, dass bei einer deutlichen Vergrößerung desBetrachtungszeitraumes (Faktor 20) das Ergebnisfür den Verkehr mit erhöhter Stauwahrscheinlich-keit im Vergleich zum kurzen Betrachtungszeitraumnur sehr geringe Änderungen aufweist, während fürden fließenden Verkehr das Ergebnis im Vergleichzum kurzen Betrachtungszeitraum deutlich niedri-ger ist und sich, für die Tragsysteme mit kurzen Ein-zelstützweiten, dem Ergebnis für den Verkehr miterhöhter Stauwahrscheinlichkeit annähert. Aus denim Anhang B aufgeführten Tabellen wurden daherfür die nachfolgende Ergebniszusammenstellungnur die Resultate aus dem Verkehr mit erhöhterStauwahrscheinlichkeit herangezogen.

4.2.2 Auswirkungen der verschiedenen betrachteten Kompensationsmaßnahmen

Die Analysen der Auswirkungen der verschiedenenbetrachteten Kompensationsmaßnahmen wurden imvorhergehenden Forschungsprojekt durchgeführt[2]. Hierauf wird an dieser Stelle verwiesen. Ergän-zend zu den bisher durchgeführten Untersuchungenwurde im vorliegenden Projekt eine erweiterte Be-trachtung des Stauabstandes vorgenommen.

Bisher wurde in den Simulationsrechnungen stetsein konstanter Abstand zwischen den Fahrzeugenim Stauverkehr von 5 m angesetzt. Als zusätzlicheVariation wird nunmehr davon ausgegangen, dassdie Stauabstände, ebenso wie die Fahrzeugabstän-de im fließenden Verkehr, zufällig sind. In Kapitel2.1 wurde erläutert, welche Möglichkeiten der Ab-bildung zufälliger Stauabstände bestehen. In Kapi-tel 3.3 wurde erläutert, dass in den vorliegenden Er-gebnissen der Simulationsrechnungen hierbei zweiUntervarianten Berücksichtigung fanden. In der ersten Untervariante werden die Stauabstände alsgleichverteilt zwischen 5 m und 15 m und in derzweiten Untervariante als gleichverteilt zwischen 5 m und 25 m angenommen.

In Bild 16 ist die Auswirkung dieser Änderung derStauabstände exemplarisch für das 2 x 40 m Trag-system und den Kennwert Stützmoment am Mittel-auflager dargestellt. Generell wird hierin ersichtlich,dass die Änderung der angenommenen Schwer-

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verkehrsstärke (DTSV) einen erheblichen Einflussauf die resultierenden charakteristischen Werte hat.Der Vergleich zwischen den drei verschiedenen Va-rianten des Stauverkehrs bestätigt die deutlicheAuswirkung der erweiterten Staubetrachtung, diebereits in [2] im Rahmen von Tastuntersuchungenfestgestellt werden konnte.

Dieses unterschiedliche Abstandsverhalten derFahrzeuge im Stau kann entweder als objektbezo-gener Kennwert (aus entsprechenden Verkehrser-fassungen) oder als zusätzliche Kompensations-maßnahme interpretiert werden. Die Umsetzungsolch einer Abstandsregulierung im Stauverkehr er-fordert aber eine entsprechende Beschilderung undÜberwachung. Wie solch eine Maßnahme in dieRealität umgesetzt werden kann, ist dabei abernoch offen.

4.2.3 Ergebnisse für uneingeschränkte Restnutzungsdauer ohne Kompen-sationsmaßnahmen

In Tabelle 17 sind die Lastmodelle aufgeführt, durchdie das aktuelle Verkehrsaufkommen ohne zusätz-liche Kompensationsmaßnahmen für eine uneinge-schränkte Restnutzungsdauer abgedeckt ist. Ausden Tabellen im Anhang B wurde hierzu für alle be-trachteten Kennwerte das Lastmodell bestimmt,

dessen Niveau mit einer Wiederkehrperiode größer1.000 Jahre erreicht wird. Die zugrunde gelegtenSimulationsrechnungen beinhalten dabei den un-beschränkten Überholverkehr (Aufteilung desSchwerverkehrs auf zwei Spuren im Verhältnis 80zu 20) ohne Abstandsbeschränkung im fließenden

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Bild 16: Auswirkung der Variation des Stauabstandes auf die charakteristischen Werte (2 x 40 m Tragsystem, Stützmoment am Mit-telauflager, Richtungsverkehr ohne Überholverbot und Abstandsbeschränkung, ohne genehmigungspflichtigen Schwerver-kehr)

Tab. 17: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellenSchwerverkehrsaufkommens ohne Kompensations-maßnahmen für uneingeschränkte Restnutzungs-dauer

Tab. 18: Ergebniszusammenfassung – uneingeschränkte Rest-nutzungsdauer

Verkehr und mit einem Stauabstand von 5 m.Außerdem wird der genehmigungspflichtigeGroßraum- und Schwerverkehr mit Dauergenehmi-gung oder ohne Routenbeschränkung durch den 48t-Mobilkran ersatzweise abgebildet. Aus den Er-gebnissen für die einzelnen Kennwerte wurde das„ungünstigste“ Lastmodell ausgewählt. Tabelle 17gibt somit differenziert nach untersuchtem Trag-system, Einzelstützweite und Verkehrsstärke die je-weils ermittelten Lastmodelle wieder.

Es wird ersichtlich, dass für den Großteil der be-trachteten Tragsysteme das Lastmodell LM 1 desDIN Fachberichtes 101 zur Abdeckung des aktuel-len Verkehrsaufkommens erforderlich ist. Dieswurde auch im vorhergehenden Projekt [2] festge-stellt, auf dessen Ergebnisse hier im Wesentlichenzurückgegriffen wird. Reduziert man die Differen-zierung der Einzelstützweiten und der Verkehrs-stärken, so ergibt sich die in Tabelle 18 aufgeführteZusammenfassung. Bei uneingeschränkter Rest-nutzungsdauer und ohne den Ansatz vonKompensationsmaßnahmen ist somit für den Rich-tungsverkehr, durch den hier das Verkehrsaufkom-men auf den Bundesfernstraßen abgebildet wird,stets das aktuell gültige Lastmodell des DIN Fach-berichtes 101 anzusetzen, um die Einwirkungenaus einem aktuellen Verkehrsaufkommen, das hin-sichtlich der Verkehrszusammensetzung und derGesamtgewichtsverteilungen ähnlich dem an der A 61 ermittelten Verkehrsaufkommens ist, abzu-decken.

4.2.4 Ergebnisse für 20 Jahre Restnutzungs-dauer ohne Kompensationsmaßnahmen

In Tabelle 19 sind die Lastmodelle aufgeführt, durchdie das aktuelle Verkehrsaufkommen ohne zusätz-liche Kompensationsmaßnahmen, jedoch für einereduzierte Restnutzungsdauer von 20 Jahren abge-deckt ist. Die Niveaus der Lastmodelle werden hiermit einer Wiederkehrperiode größer 200 Jahre er-

reicht. Es wird ersichtlich, dass im Vergleich zur un-eingeschränkten Restnutzungsdauer für einzelneTragsysteme und Verkehrsstärken das nächstnied-rigere Lastmodell angesetzt werden kann. NachAuflösung der Differenzierung hinsichtlich der Ein-zelstützweiten und einer Zusammenfassung derSchwerverkehrsstärken ergibt sich aber auch hierwieder die Zusammenfassung nach Tabelle 18.Somit ist also auch für eine reduzierte Restnut-zungsdauer ohne weitere Kompensationsmaßnah-men stets das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes101 anzusetzen, um die Einwirkungen aus dem be-schriebenen Verkehrsaufkommen abzudecken.

4.2.5 Ergebnisse für 10 Jahre Restnutzungs-dauer ohne Kompensationsmaßnahmen

Unter Berücksichtigung einer weiter reduziertenRestnutzungsdauer von 10 Jahren und einer damitverbundenen Wiederkehrperiode der Lastmodellni-veaus größer 100 Jahre ergeben sich in der Zu-sammenfassung in Tabelle 20 keine Änderungender identifizierten Lastmodelle im Vergleich zu 20Jahren Restnutzungsdauer (Tabelle 19). Zusam-menfassend kann somit festgestellt werden, dassohne zusätzliche Kompensationsmaßnahmen auchbei Berücksichtigung eingeschränkter Restnut-zungsdauern für den Richtungsverkehr, der fürBundesfernstraßen angesetzt wird, keine „Erleich-terung“ hinsichtlich des anzusetzenden Lastmo-dells für die Nachrechnung von Brückenbauwerkenbegründet werden kann.

Die für die Ermittlung dieser Ergebnisse herange-zogenen Annahmen stellen eine sehr extreme Ver-kehrssituation dar. Die Datenbestände zur Be-schreibung des Verkehrsaufkommens (Fahrzeugty-penverteilung, Gesamtgewichtsverteilungen) stam-men aus Messungen an einem Abschnitt der A 61der durch eine sehr hohe Verkehrsbelegung, nichtnur bezüglich der Fahrzeuganzahl, gekennzeichnetist. Des Weiteren wird durch die Modellierung des

29

Tab. 19: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellenSchwerverkehrsaufkommens ohne Kompensations-maßnahmen für 20 Jahre Restnutzungsdauer

Tab. 20: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellenSchwerverkehrsaufkommens ohne Kompensations-maßnahmen für 10 Jahre Restnutzungsdauer

Stauverkehrs mit einem Stauabstand von 5 mebenfalls eine sehr extreme Situation dargestellt.

Nachfolgend wird die Vergrößerung des Stauab-standes (Mittelwerte der Gleichverteilungen) alsKompensationsmaßnahme oder objektbezogeneKenngröße interpretiert zur Identifizierung von Last-modellen herangezogen. Für eine generelle, alsonicht objektbezogene Festlegung eines größerenStauabstandes fehlen entsprechende Datengrund-lagen, sodass hier die denkbar ungünstigste Situa-tion abgebildet wurde.

4.2.6 Ergebnisse für eingeschränkte Rest-nutzungsdauer mit Kompensations-maßnahmen

In den nachfolgenden Tabellen ist dargestellt, wel-che der betrachteten Lastmodelle unter zusätzli-chem Ansatz der betrachteten Kompensationsmaß-nahmen das aktuelle Verkehrsaufkommen für einebegrenzte Restnutzungsdauer abdecken. Als Mittelzwischen den oben aufgeführten 20 Jahren und 10Jahren wurde hier eine maximale Restnutzungs-dauer von 15 Jahren angesetzt. Damit verbundenist eine Wiederkehrperiode der Lastmodellniveausgrößer 150 Jahre. Zur Darstellung der anzusetzen-den Kompensationsmaßnahmen werden in den Ta-bellen folgende Abkürzungen verwendet:

• Abkürzung: AAbstandsbeschränkung auf 70 m (angesetzt imfließenden Verkehr),

• Abkürzung: BLkw-Überholverbot (mit Annahme das 5 % derLkw-Fahrzeuge verbotswidrig die zweite Spurnutzen),

• Abkürzung: CLkw-Überholverbot (mit Annahme, dass durchentsprechende Kontrollmaßnahmen kein Lkw-Fahrzeug die zweite Spur nutzt),

• Abkürzung: SVEinschränkung des genehmigungspflichtigenSchwerverkehrs ohne Routenbeschränkungoder mit Dauergenehmigung),

• Abkürzung: ST10Vergrößerung des Stauabstandes auf 10 m imMittel (5-15 m gleichverteilt),

• Abkürzung: ST15Vergrößerung des Stauabstandes auf 15 m imMittel (5-25 m gleichverteilt).

Sind entsprechend den Untersuchungsergebnis-sen keine der Kompensationsmaßnahmen A bis Cerforderlich, so ist an der entsprechenden Stelle inder Tabelle eine 0 eingetragen. Reichen entspre-chend den Untersuchungsergebnissen keine derbetrachteten Kompensationsmaßnahmen aus, soist an der entsprechenden Stelle in der Tabelle einN eingetragen. Besteht entsprechend den Untersu-chungsergebnissen die Möglichkeit, entweder dieKompensationsmaßnahme Abstandsbeschrän-kung A oder die Kompensationsmaßnahme Über-holverbot B einzusetzen, so ist an der entspre-chenden Stelle in der Tabelle A/B eingetragen. Istentsprechend den Untersuchungsergebnisseneine Verknüpfung von zwei oder mehr Kompensa-tionsmaßnahmen erforderlich, so ist an der ent-sprechenden Stelle in der Tabelle z. B. A + B ein-getragen.

In Tabelle 21 sind die Ergebnisse für die Modellie-rung des Stauverkehrs mit konstant 5 m Stauab-stand aufgeführt. Des Weiteren sind hier alle be-trachteten Kennwerte zusammengefasst. Wennsich zum Beispiel für eine konkrete Verkehrsvari-ante und ein konkretes Tragsystem für das Stütz-moment am Mittelauflager die Kompensations-maßnahme B ergibt und für die Auflagerkraft amMittelauflager die Kompensationsmaßnahme C, soist in den nachfolgenden Tabellen C eingetragen.Die Basisdaten zur Zusammenstellung dieser undder folgenden Tabellen sind im Anhang B aufge-führt. Die Einschränkung des genehmigungspflich-tigen Schwerverkehrs ist in diesen Tabellenzunächst nicht als Kompensationsmaßnahme,sondern als zusätzliche Spalte („m. gen. SV“) ent-halten. In der Tabelle wird ersichtlich, dass insbe-sondere für die Systeme mit den größerenStützweiten und der geringeren Fahrbahnbreite(Zweifeldsysteme) bei 5 m Stauabstand keine derbetrachteten Kompensationsmaßnahmen ausrei-chend ist, um die Einwirkungen aus dem aktuellenVerkehrsaufkommen durch die Lastmodelle BK 60und BK 60/30 abzudecken (Eintragung „N“ in derTabelle).

In Tabelle 22 sind die Ergebnisse für die Annahmeeines zwischen 5 m und 15 m gleichverteilten zu-fälligen Stauabstandes aufgeführt. Für die Syste-me mit 12 m Breite zwischen den Schrammbordenwurden keine erweiterten Untersuchungen hin-sichtlich der Änderung des Stauabstandes durch-geführt. Daher sind diese Systeme hier nicht ent-halten. Es wird aber in Tabelle 21 ersichtlich, dass

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die Kompensationsmaßnahmen für diese Syste-me „unter“ den Kompensationsmaßnahmen für dieSysteme 2 x 40 m bzw. 2 x 60 m (8 m Breite zwi-schen den Schrammborden) liegen. Es kanndaher davon ausgegangen werden, dass die Aus-wirkung einer Erhöhung des mittleren Stauabstan-des ebenfalls analog zum 2 x 40 m bzw. 2 x 60 mSystem ist.

Es wird ersichtlich, dass im Vergleich zur Annah-me eines konstanten Stauabstandes von 5 m beider Annahme eines zufälligen Stauabstandes zwi-schen 5 m und 15 m deutlich weniger bzw. keinezusätzlichen Kompensationsmaßnahmen erfor-derlich sind, um die Einwirkungen aus dem Ver-kehrsaufkommen durch die betrachteten Lastmo-delle abzudecken. Würde man die hier getroffeneAnnahme des Stauabstandes nicht als objektbe-

zogene Kennwert bzw. Kompensationsmaßnahme(umgesetzt durch Beschilderungen) annehmen,sondern durch entsprechende Datenerhebungendes Verkehrsaufkommens davon ausgehen kön-nen, dass solch ein Abstandsverhalten im Stau-verkehr generell gilt, so würden sich die in den vor-herigen Kapiteln 4.2.3 bis 4.2.5 vorgestellten Er-gebnisse relativieren. Auch ohne zusätzliche Kom-pensationsmaßnahmen (Überholverbote, Ab-standsbeschränkungen im fließenden Verkehr)könnte dann, je nach Verkehrsstärke und Trag-system, das aktuelle Verkehrsaufkommen zumin-dest durch das Lastmodell BK 60/30 abgedecktwerden. Da solche Datenerhebungen aber aktuellnicht vorliegen, kann hier solch eine generelleAussage nicht getroffen werden.

31

Tab. 21: Identifizierte Kombination aus Lastmodellen und zugehörig erforderlichen Kompensationsmaßnahmen für Verkehr mit er-höhter Stauwahrscheinlichkeit und konstantem Stauabstand von 5 m

In Tabelle 23 sind weiterführend die Ergebnisse fürdie identifizierten Kombinationen aus Lastmodellenund zugehörigen Kompensationsmaßnahmen unterAnnahme eines gleichverteilten Stauabstandeszwischen 5 m und 25 m aufgeführt. Im Vergleich zur

Tabelle 22 wird hier eine weitere Reduzierung dererforderlichen zusätzlichen Kompensationsmaß-nahmen ersichtlich. Für alle betrachteten Trag-systeme ist hier durch Einzelanwendung oder Kom-bination der Kompensationsmaßnahmen Abstands-

32

Tab. 22: Identifizierte Kombination aus Lastmodellen und zugehörig erforderlichen Kompensationsmaßnahmen für Verkehr mit er-höhter Stauwahrscheinlichkeit und gleichverteiltem Stauabstand zwischen 5 m und 15 m

Tab. 23: Identifizierte Kombination aus Lastmodellen und zugehörig erforderlichen Kompensationsmaßnahmen für Verkehr mit er-höhter Stauwahrscheinlichkeit und gleichverteiltem Stauabstand zwischen 5 m und 25 m

beschränkung im fließenden Verkehr und Überhol-verbot (weniger restriktiv, Schwerverkehrsauftei-lung 95 zu 5) der Ansatz der Lastmodelle BK 60und BK 60/30 möglich, um die Einwirkungen ausdem aktuellen Verkehrsaufkommen abzudecken.

Die in den Tabellen 21 bis 23 aufgeführten Ergeb-nisse sind sehr stark differenziert. Für die Weiter-verarbeitung der Resultate sind eine gewisse Zu-sammenfassung und Vereinfachung erforderlich.Hierzu werden zunächst die Ergebnisse für die Ver-kehrsstärken 500 und 1.000 bzw. 5.000 und 10.000zusammengefasst. Außerdem wird die in den obe-ren Tabellen noch getrennte Betrachtung des Ver-kehrs mit genehmigungspflichtigem Schwerverkehr(Dauergenehmigung, ohne Routenbeschränkung)zusammengeführt. In den Fällen, in denen die Vari-anten mit genehmigungspflichtigem Schwerverkehr„höhere“ Kompensationsmaßnahmen erfordern alsdie Varianten ohne genehmigungspflichtigenSchwerverkehr, werden in den Tabellen 24 bis 27die Kompensationsmaßnahmen durch die Abkür-zung „+ SV“ ergänzt. In diesen Fällen ist also zu-sätzlich zu den Kompensationsmaßnahmen A bis Cauch die Einschränkung des genehmigungspflichti-gen Schwerverkehrs als ergänzende Kompensa-tionsmaßnahme erforderlich. In den Tabellen 24 bis26 sind die Ergebnisse dieser Zusammenfassungaufgeführt.

Für den nächsten Schritt der Zusammenfassungwird davon ausgegangen, dass entweder durcheine entsprechende Beschilderung und zugehörigeKontrollmaßnahmen der Stauabstand vergrößertwerden kann oder erweiterte Kenntnisse der ob-jektbezogenen Verkehrssituation die Annahmeeines größeren Stauabstandes als konstant 5 mrechtfertigen. Unter dieser Voraussetzung wird inTabelle 27 die Regulierung des Stauabstandes alszusätzliche Maßnahme eingeführt. In den in Tabel-le 24 aufgeführten Fällen, in denen keine der übri-gen Kompensationsmaßnahmen ausreichend ist(Zellen sind mit „N“ beschriftet), wird die zugehöri-ge Kompensationsmaßnahme aus Tabelle 25 bzw.Tabelle 26 übernommen und zusätzlich durch„ST10“ bzw. „ST15“ gekennzeichnet. Für die be-trachteten Systeme mit 12 m Breite zwischen denSchrammborden liegen keine Ergebnisse für die er-weiterte Staubetrachtung vor. Für den Fall des 3 x 60 m Systems und einer Verkehrsstärke > 1.000ergibt sich aus den Untersuchungen unter Verwen-dung eines konstanten Stauabstandes von 5 mkeine Kompensationsmaßnahme, unter der das Niveau des Lastmodells BK 60 die Einwirkung aus

dem Verkehrsaufkommen abdeckt. Der Vergleichmit den Ergebnissen für das 2 x 60 m System mit 8 m Breite zwischen den Schrammborden zeigt hieraber deutlich „niedrigere“ Kompensationsmaßnah-

33

Tab. 24: Ergebniszusammenfassung für konstanten Stauab-stand von 5 m

Tab. 25: Ergebniszusammenfassung für gleichverteilten Stau-abstand zwischen 5 m und 15 m

Tab. 26: Ergebniszusammenfassung für gleichverteilten Stau-abstand zwischen 5 m und 25 m

Tab. 27: Ergebniszusammenfassung

men. Es kann daher davon ausgegangen werden,dass eine entsprechende Regulierung des Stauab-standes für das 3 x 60 m System gleichfalls wir-kungsvoll ist. Es wird daher angenommen, dass fürdieses System die Kompensationsmaßnahme A + B + ST10 ausreichend ist. In Tabelle 27 ist diesdurch „**“ gekennzeichnet.

4.3 Untersuchungsschwerpunkt Begegnungsverkehr

4.3.1 Allgemeines

Nachfolgend werden die für den Untersuchungs-schwerpunkt Begegnungsverkehr ermittelten Er-gebnisse dargestellt. Der Begegnungsverkehr (zweiFahrspuren, eine Spur pro Verkehrsrichtung) stelltdas Verkehrsaufkommen im untergeordneten Stra-ßennetz (Landstraßen, Kreisstraßen usw.) dar. ImVergleich zu den in Kapitel 4.2 zusammengefasstenErgebnissen für den Begegnungsverkehr, der dasVerkehrsaufkommen im Bundesfernstraßennetz ab-bildet, wird hier entsprechend den Erläuterungen inKapitel 3 zusätzlich zur Variation der Verkehrsstärke(DTSV-Wert) eine Variation der Verkehrszusam-mensetzung (Häufigkeit verschiedener Fahrzeug-typen im Schwerverkehr) und der Gesamtgewichts-verteilung der einzelnen Fahrzeugtypen vorgenom-men. Die Annahmen für die Verkehrszusammenset-zung wurden dabei analog zu den Zahlenwertendes Lastmodells 4 für Ermüdungsberechnungen derDIN EN 1991-2 gewählt. Hierin wird zwischen dreiverschiedenen Verkehrscharakteristiken unterschie-den (Langstreckenverkehr, Mittelstreckenverkehr,Ortsverkehr). Jeder Verkehrscharakteristik wurdenGesamtgewichtsverteilungen der Fahrzeuge zuge-ordnet. Basis dieser Gesamtgewichtsverteilungensind dabei Daten von Verkehrsmessungen an ver-schiedenen Autobahnabschnitten. Die Projizierungdieser Messdaten an Autobahnen auf die Betrach-tung des untergeordneten Straßennetzes stelltdabei eine Annahme dar, da abgesehen von Datenaus automatisierten Dauerzählstellen für diesesNetz gegenwärtig keine detaillierten Datenbestände(Erfassung Gesamtgewicht, differenzierte Fahr-zeugtypenerfassung) vorliegen.

Im Gegensatz zu den Untersuchungen für das Bun-desfernstraßennetz (Richtungsverkehr) werdenhier keine zusätzlichen Kompensationsmaßnah-men betrachtet. Eine Abstandsbeschränkung imfließenden Verkehr hat, wie die Ergebnisse in [2]aufzeigen, für den Begegnungsverkehr eine sehr

begrenzte Auswirkung und wird deshalb nachfol-gend nicht weiter betrachtet. Entsprechend den Er-läuterungen in Kapitel 3 wird der genehmigungs-pflichtige Schwerverkehr mit Dauergenehmigungoder ohne Routenbeschränkung ebenfalls nicht be-trachtet. Des Weiteren kann ein Überholverbot inder Form, wie es für den Richtungsverkehr berück-sichtigt wurde, im Begegnungsverkehr nicht ange-setzt werden, da pro Fahrtrichtung nur eine Fahr-spur genutzt wird. Überholvorgänge können beientsprechender Streckenfreiheit der Gegenrichtungzwar trotzdem stattfinden, solche Verkehrssituatio-nen wurden aber generell nicht betrachtet.

Für das Abstandsverhalten der Fahrzeuge im Stau-verkehr wurde ein zwischen 5 m und 25 m gleich-verteilter Stauabstand angesetzt. Da in den durch-geführten Simulationsrechnungen in diesem Unter-suchungsschwerpunkt auf die aktive Simulationvon Pkw verzichtet wurde, sind die Stauabständedamit die Abstände zwischen den Schwerverkehrs-fahrzeugen. Erläuterungen hierzu sind in Kapitel 3gegeben.

Die nachfolgend aufgeführten Ergebnisse stelleneine tabellarische Zusammenfassung hinsichtlichder aufgezeigten Fragestellung dar. In Anhang Csind die hierfür herangezogenen Ergebnistabellenaufgeführt. Erläuterungen zum Aufbau dieser Ta-bellen sind zu Beginn des Anhangs C gegeben. ImGegensatz zum Richtungsverkehr wurde für die Zu-sammenstellung der Tabellen im Anhang C auchder fließende Verkehr berücksichtigt. Die Eintra-gungen in den Tabellen stellen damit jeweils denMaximalwert zwischen fließendem Verkehr undVerkehr mit erhöhter Stauwahrscheinlichkeit dar.Durch den größeren angewendeten Betrachtungs-zeitraum in diesem Untersuchungsschwerpunkt(vgl. Kapitel 3.6) traten hier die in Kapitel 4.2 be-schriebenen unplausiblen Ergebnisse für denfließenden Verkehr bei Tragsystemen mit kürzerenEinzelstützweiten nicht auf. In den Fällen, in denendie ermittelten Werte aus fließendem Verkehrgrößer waren als diejenigen aus Verkehr mit erhöh-ter Stauwahrscheinlichkeit, war der Werteabstandzueinander im Allgemeinen gering. In der Gesamt-betrachtung würde eine isolierte Betrachtung desVerkehrs mit erhöhter Stauwahrscheinlichkeit, wiees in Kapitel 4.2 vorgenommen wurde, hier zu kei-nen anderen Ergebnissen führen.

Das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes 101 ist inden Tabellen im Anhang C nicht aufgeführt, wirdaber in den nachfolgenden Zusammenfassungen

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verwendet. Hintergrund hierzu ist, dass Überschrei-tungen des Niveaus des Lastmodells 1 durch dieermittelten charakteristischen Werte nur in einemisolierten Fall vorgekommen sind. Die Größenord-nung der Überschreitung lag hier bei unter 1 %. Eswird daher für die nachfolgenden Ergebnisse davonausgegangen, dass durch das Lastmodell 1 stetsdie Einwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsauf-kommen abgedeckt sind, ohne dass hierzu im An-hang C die konkreten Zahlenwerte aufgeführt sind.

4.3.2 Ergebnisse für uneingeschränkte Rest-nutzungsdauer

In Tabelle 28 sind, differenziert nach Verkehrsstär-ke (DTSV-Wert) und Verkehrscharakteristik, dieLastmodelle aufgeführt, durch die das aktuelle Ver-kehrsaufkommen für eine uneingeschränkte Rest-nutzungsdauer abgedeckt ist. Aus den Tabellen imAnhang C wurde hierzu für alle betrachteten Kenn-werte und jede betrachtete Verkehrscharakteristik(Modelle A 61, LS, MS, OV – vgl. Kapitel 3.2.2) dasLastmodell bestimmt, dessen Niveau mit einer Wie-derkehrperiode größer 1.000 Jahre erreicht wird. InTabelle 28 sind dabei die Ergebnisse für die Model-le A 61 und LS zur Abbildung der Verkehrscharak-teristik Langstreckenverkehr zusammengefasst, dadie Ergebnisse hier untereinander insgesamt wenigvariierten. In der Tabelle wird die Differenzierungder Ergebnisse ersichtlich. So ist zum Beispiel fürdie Verkehrscharakteristik Ortsverkehr und Ver-kehrsstärken bis zu 1.000 (DTSV) das LastmodellBK 30/30 ausreichend, um die Einwirkungen ausdem aktuellen Verkehrsaufkommen abzudecken.Insgesamt zeigt sich eine Abhängigkeit der Ergeb-nisse zu allen drei betrachteten Differenzierungs-schwerpunkten (Verkehrsaufkommen, Verkehrs-charakteristik, Tragsystem).

Analog zum Vorgehen im Untersuchungsschwer-punkt für den Richtungsverkehr ist auch hier eineweitere Zusammenfassung der Ergebnisse in Ta-belle 28 sinnvoll. Tabelle 29 gibt diese Zusammen-fassung wieder. Die Differenzierung der Tragsyste-me wurde hier aufgehoben und die betrachtetenVerkehrsstärken zusammengefasst. Für eine un-eingeschränkte Restnutzungsdauer ergibt sichsomit für das untergeordnete Straßennetz die Mög-lichkeit einer umfassenden Differenzierung bezüg-lich des anzusetzenden Lastmodells. Für ein kon-kretes Bauwerk müssen dabei aber Kenntnisse desobjektbezogenen Verkehrsaufkommens vorliegen,um dieses Verkehrsaufkommen den betrachtetenVerkehrscharakteristiken zuordnen zu können.

Automatische Dauerzählstellen im Straßennetz er-möglichen, je nach technischer Ausstattung derZählstellen, neben der Erfassung der Fahrzeugan-zahl pro Zeiteinheit auch eine Klassierung der Fahr-zeuge in 8 + 1 Fahrzeugarten. Diese Fahrzeug-arten beinhalten unter anderem Lkw, Lkw mit An-hänger und Sattelkraftfahrzeuge. Liegen diese An-gaben vor, so sollten sie mit den im Lastmodell 4 fürErmüdungsberechnungen der DIN EN 1991-2 auf-geführten Zahlenwerte verglichen werden, um eineEinordnung der objektbezogenen Verkehrszusam-mensetzung zu den in Tabelle 33 aufgeführten Ver-

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Tab. 28: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellen Schwerverkehrsaufkommens im untergeordneten Straßennetz füruneingeschränkte Restnutzungsdauer

Tab. 29: Ergebniszusammenfassung – uneingeschränkte Rest-nutzungsdauer

kehrscharakteristiken zu erhalten. Zusammen mitAngaben zum Schwerverkehrsaufkommen ist damitdie Auswahl des geeigneten Lastmodells aus Ta-belle 29 möglich. Wie zuvor bereits angemerkt,wurden alle aufgeführten Berechnungen für dieLängsrichtung der Tragsysteme durchgeführt. Fürdie Querrichtung wird auf die in Kapitel 4.4 gege-benen Erläuterungen verwiesen.

4.3.3 Ergebnisse für 20 Jahre Restnutzungs-dauer

Analog zum Vorgehen in Kapitel 4.2 erfolgt eineweiterführende Betrachtung hinsichtlich einer redu-zierten Restnutzungsdauer. In Tabelle 31 sind dem-entsprechend die Lastmodelle aufgeführt, die dieEinwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkom-men im untergeordneten Straßennetz für eine Rest-nutzungsdauer von maximal 20 Jahren abdecken.Aus den Tabellen im Anhang C wurden hierfür dieLastmodelle ausgewählt, deren Niveaus mit einerWiederkehrperiode von mindesten 200 Jahren er-reicht werden. Vergleicht man die Ergebnisse in Ta-belle 31 mit denen in Tabelle 28, so zeigt sich anvielen Punkten eine „Reduzierung“ des anzuset-zenden Lastmodells.

In Tabelle 30 ist die Zusammenfassung der in Ta-belle 31 aufgeführten Ergebnisse dargestellt. ImVergleich zu Tabelle 29 zeigt sich, dass unter An-nahme einer eingeschränkten Restnutzungsdauervon maximal 20 Jahren das in Tabelle 29 aufge-führte Lastmodell BK 60/30 hier durch das Lastmo-dell BK 60 ersetzt werden kann. Das bei uneinge-schränkter Restnutzungsdauer für den Mittel-streckenverkehr und Schwerverkehrsstärken klei-ner 1.000 anzusetzende Lastmodell BK 60 kannhier durch das Lastmodell BK 45 ersetzt werden. ImGegensatz zum Richtungsverkehr hat also im Be-gegnungsverkehr die Reduzierung der Restnut-zungsdauer auf die Endergebnisse einen deutli-chen Einfluss.

4.3.4 Ergebnisse für 10 Jahre Restnutzungs-dauer

Für die Annahme einer maximalen Restnutzungs-dauer von 10 Jahren sind in Tabelle 32 die identifi-zierten Lastmodelle aufgeführt. Die Niveaus derLastmodelle werden entsprechend mit einer Wieder-kehrperiode von mindesten 100 Jahren erreicht. DerVergleich zu Tabelle 31 zeigt an einigen wenigenPunkten eine weitere Reduzierung des anzusetzen-den Lastmodells. Diese Unterschiede sind aber imVergleich zum Übergang zwischen uneingeschränk-ter Restnutzungsdauer (100 Jahre) und maximal 20Jahren Restnutzungsdauer deutlich geringer ausge-prägt. Hintergrund hierzu ist die Tatsache, das in denermittelten Ergebnissen der Unterschied zwischeneinem Wert mit 200 Jahren Wiederkehrperiode (20Jahre Restnutzung) und 100 Jahren Wiederkehrpe-riode (10 Jahre Restnutzung) sehr gering ist, die Ab-stände der Niveaus der verschiedenen betrachtetenLastmodelle zueinander jedoch im Vergleich dazurecht groß sind. Aufgrunddessen lässt sich hierdurch die Abminderung der Restnutzungsdauer und

36

Tab. 31: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellen Schwerverkehrsaufkommens im untergeordneten Straßennetz für20 Jahre Restnutzungsdauer

Tab. 30: Ergebniszusammenfassung – 20 Jahre Restnutzungs-dauer

der damit korrespondierenden minimalen Wieder-kehrperiode im Allgemeinen der Ansatz eines niedri-geren Lastmodells nicht begründen. Die Zusammen-fassung der Ergebnisse in Tabelle 32 führt zu den inTabelle 30 dargestellten Ergebnissen. Auf eine zu-sätzliche Darstellung wurde daher verzichtet.

4.4 Analytische Betrachtungen zu Gesamtgewichten und Achslasten

4.4.1 Allgemeines

In den bisher dargestellten Untersuchungen wur-den Lastmodelle identifiziert, die die Einwirkungenaus dem aktuellen Verkehrsaufkommen abdecken.Hierbei sind die Ergebnisse differenziert für dieStreckenart (Bundesfernstraßen, untergeordnetesNetz), das Verkehrsaufkommen (DTSV-Werte), dieVerkehrscharakteristik (Langstecken-, Mittel-strecken- und Ortsverkehr), zusätzliche Kompensa-tionsmaßnahmen (Überholverbot, Abstandsbe-schränkung) und eingeschränkte Restnutzungs-dauern. Die Kennwerte, anhand derer die entspre-chenden Berechnungen durchgeführt wurden, be-ziehen sich auf die Längsrichtung der Tragsysteme.Für die Betrachtung der Querrichtung (z. B. Feld-moment in der Fahrbahnplatte eines Hohlkasten-querschnittes) ist eine weiterführende Untersu-chung erforderlich. Schwerpunkt dieser nachfol-gend dargestellten Untersuchungen ist dabei dieKlärung folgender Fragen:

• Wie hoch ist das maximale Gesamtgewichteines einzelnen Fahrzeuges (innerhalb einer de-finierten Wiederkehrperiode)?

• Wie hoch ist die maximale Achslast einer einzel-nen Fahrzeugachse (innerhalb einer definiertenWiederkehrperiode)?

• Wie hoch ist die maximale Summe der Gesamt-gewichte zweier nebeneinander stehenderFahrzeuge (innerhalb einer definierten Wieder-kehrperiode)?

• Wie hoch ist die maximale Summe der Achslas-ten zweier nebeneinander stehender einzelnerFahrzeugachsen (innerhalb einer definiertenWiederkehrperiode)?

Die Fragestellungen werden nachfolgend bearbei-tet. Ähnliche Untersuchungen wurden bereits in [1]durchgeführt, nachfolgend werden die dort enthal-tenen Betrachtungen aber erweitert und verallge-meinert. Die Untersuchungen erfolgen vordergrün-dig analytisch anhand der in Kapitel 3.2 aufgeführ-ten Datenbasis zur Beschreibung des Schwerver-kehrsaufkommens. Die Differenzierung zwischenden verschiedenen Verkehrscharakteristiken wirdhierbei ebenso beibehalten wie die Unterscheidungzwischen Richtungsverkehr und Begegnungsver-kehr. Für eine analytische Betrachtung ist zunächsteine funktionelle Beschreibung erforderlich. In Ka-pitel 3.2 wurden Parameter für die Gesamtge-wichtsverteilungen der verschiedenen betrachtetenFahrzeugtypen aufgeführt. Außerdem wurden Zah-lenwerte für die Anteile dieser Fahrzeugtypen amgesamten Schwerverkehrsaufkommen bzw. in denBetrachtungen des Richtungsverkehrs am gesam-ten Verkehrsaufkommen angegeben. Angaben zurVerteilung der Gesamtgewichte auf die einzelnenAchsen der verschiedenen betrachteten Fahrzeug-typen liegen ebenfalls vor. Diese Daten werden fürdie Erstellung der funktionellen Beschreibungenverwendet.

In den Kapiteln 4.4.2 und 4.4.3 werden zunächstdie funktionellen Beschreibungen der Gesamtge-wichtsverteilungen für Einzelfahrzeuge und Achs-lastverteilungen für Einzelachsen hergeleitet und

37

Tab. 32: Identifizierte Lastmodelle zur Abdeckung des aktuellen Schwerverkehrsaufkommens im untergeordneten Straßennetz für10 Jahre Restnutzungsdauer

dargestellt. Diese bilden die Grundlage zur Klärungder ersten beiden Fragestellungen.

In den Kapiteln 4.4.4 und 4.4.5 werden dann dieVerteilungen der Summe der Gesamtgewichte vonzwei nebeneinander stehenden Fahrzeugen unddie Verteilungen der Summe der Achslasten zweiernebeneinander stehender Fahrzeugachsen herge-leitet. Diese bilden die Grundlage zur Klärung derweiteren Fragestellungen.

In Kapitel 4.4.6 werden dann die gesuchten Werteunter Berücksichtigung der aufgeführten Differen-zierungen aus den in den Kapiteln 4.4.2 bis 4.4.5ermittelten Verteilungen abgeleitet.

4.4.2 Gesamtgewichtsverteilungen – Einzelfahrzeuge

Die Gesamtgewichtsverteilungen der einzelnenFahrzeuge werden zu einer Gesamtverteilung zu-sammengefasst. Es wird hiermit also nicht mehr dieWahrscheinlichkeit des Auftretens bestimmter Ge-samtgewichte eines bestimmten Fahrzeugtyps be-schrieben, sondern generell die Wahrscheinlichkeitdes Auftretens bestimmter Gesamtgewichte. DieDichtefunktion dieser Gesamtverteilung des Ge-samtgewichtes x (GGD(x)) ergibt sich aus den Pa-rametern der einzelnen Gesamtgewichtsverteilun-gen der Fahrzeuge nach nachfolgender Gleichung4.2. Diese Gleichung lässt sich zu Gleichung 4.3(GGD2(x)) zusammenfassen.

mit:

n Anzahl der betrachteten Fahrzeugtypen

m Maximale Anzahl der Einzelverteilungen zurBeschreibung der Gesamtgewichtsvertei-lung der Fahrzeuge

αi Anteil des Fahrzeugtyps i am gesamtenSchwerverkehrsaufkommen

ξi,j Anteil der Normalverteilung j an der Ge-samtgewichtsverteilung des Fahrzeugtyps i

µi,j/σi,j Erwartungswert/Standardabweichung derNormalverteilung j innerhalb der Gesamtge-wichtsverteilung des Fahrzeugtyps i

ϕ( ) Dichtefunktion der Standardnormalvertei-lung

mit:



ξk Anteil der Normalverteilung k an der Gesamtgewichtsverteilung aller Fahrzeuge(aus αi und ξi,j in GL 4.2 mit n = 5 und m = 3):

ξk=1 = αi=1 · ξi=1, j=1

ξk=2 = αi=1 · ξi=1, j=2

ξk=3 = αi=1 · ξi=1, j=3

ξk=4 = αi=2 · ξi=2, j=1

…

ξk=15 = αi=5 · ξi=5 j=3

µk/σk Erwartungswert/Standardabweichung derNormalverteilung k innerhalb der Gesamt-gewichtsverteilung aller Fahrzeuge

(aus µi,j/σi,j in GL 4.2 mit n = 5 und m = 3:)

µk=1 = µi=1, j=1

µk=2 = µi=1, j=2

µk=3 = µi=1, j=3

µk=4 = µi=2, j=1

...

µk=15 = µi=5, j=3

σk=1 = σi=1, j=1

σk=2 = σi=1, j=2

σk=3 = σi=1, j=3

σk=4 = σi=2, j=1

...

σk=15 = σi=5, j=3


38

Aus der allgemeinen Formulierung der Dichtefunkti-on der Gesamtgewichtsverteilung in Gl. 4.3 ergebensich unter Anwendung der in Kapitel 3.2 aufgeführ-ten Parameter die in Bild 17a bis Bild 17f dargestell-ten Funktionsverläufe. Die Diagramme in den Bil-dern 17a bis 17d sind die Verläufe der Dichtefunktio-nen der Gesamtgewichte für die Modelle zur Abbil-dung verschiedener Verkehrscharakteristiken (vgl.Kapitel 3.2.2), die sich hinsichtlich der angenomme-nen Fahrzeugtypenzusammensetzung und der Ge-samtgewichtsverteilungen der einzelnen Fahrzeug-typen unterscheiden. In den Bildern 17e und 17f sinddie Gesamtgewichtsverteilungen für die zweite Fahr-spur im Untersuchungsschwerpunkt Richtungsver-kehr gegeben. Bild 17e stellt die Dichtefunktion dar,die sich ohne Berücksichtigung eines Überholverbo-tes ergibt (20 % der Schwerverkehrsfahrzeuge nut-zen die Spur, 80 % der Fahrzeuge auf der Spur sindPkw). Die Dichtefunktion in Bild 17f entspricht ana-log dazu der Situation mit dem weniger restriktiven

Überholverbot (5 % der Schwerverkehrsfahrzeugenutzen verbotswidrig die Spur, 94,117 % der Fahr-zeuge auf der Spur sind Pkw). Erläuterungen hierzusind in Kapitel 3.2 gegeben. Die Situation mit einemkompletten Überholverbot (keine Schwerverkehrs-fahrzeuge nutzen die Spur) wird nachfolgend nichtweiter betrachtet. Für die Pkw wird ein konstantesGesamtgewicht von 10 kN (1 t) angenommen. Die-ser Sachverhalt ist in einer Dichtefunktion nicht dar-stellbar, da der Ordinatenwert für x = 10 unendlichsein müsste. Vergleicht man die Bilder 17e und 17fmit dem Bild 17a, so wird ersichtlich, dass zwar derprinzipielle Funktionsverlauf identisch ist, die Wertean der Ordinatenachse allerdings unterschiedlichsind. Ursache hierfür ist der Anteil an Pkw. In Bild18a und 18b sind zur weiteren Erläuterung die zuBild 17e bzw. 17f zugehörigen Verteilungsfunktionendargestellt. Der Sprung in den Funktionen bei x = 10 kN wird deutlich, die Sprunghöhe entspricht demangesetzten Anteil von Pkw (80 % bzw. 94,117 %).

39

Bild 17: Dichtefunktion der Gesamtgewichte aller Fahrzeuge – Modelle A 61 (a), LS (b), MS (c), OV (d), A 61 – FS1 oÜV (e), A 61– FS1 mÜV5 (f)

Für die Modellierung des Schwerverkehrsaufkom-mens werden generell nur einige ausgewählte, an-hand der Messdaten als häufig vorkommend identi-fizierte Fahrzeugtypen herangezogen. Des Weiterenstellen die über die Verteilungsparameter definiertenGesamtgewichtsverteilungen eine Annäherung andie tatsächlich erfassten Verteilungen dar. In Bild 18ist hierzu ein Vergleich zwischen der Gesamtge-wichtsverteilung des Modells A 61 (vgl. Bild 17a) undeiner aus den vorliegenden Messdaten ermitteltenGesamtgewichtsverteilung (Messzeitraum Februar2005) dargestellt. Im Allgemeinen liegen die beidenVerteilungen recht nahe zueinander. Insbesonderebei den sehr kleinen Gesamtgewichten und im mitt-leren Gesamtgewichtsbereich zeigen sich Abwei-chungen, die einerseits durch die Reduzierung derbetrachteten Fahrzeugtypen und andererseits durchgewisse Abweichungen bei den Anpassungen derermittelten Gesamtgewichtsverteilungen durch diemehrmodalen Normalverteilungen hervorgerufenwerden.

4.4.3 Achslastverteilungen – Einzelachsen

Analog zum Vorgehen für die Gesamtgewichtsver-teilung ergibt sich nach Gleichung 4.4 die Vertei-lungsfunktion der Achslast (ALD(x)). Die Gleichung4.2 wird hierin um den Parameter für die Verteilungdes Gesamtgewichtes auf die einzelnen Achseneines Fahrzeugtyps erweitert (bi,k). Gleichung 4.5(ALD2(x)) stellt eine Zusammenfassung von Glei-chung 4.4 dar.

Voraussetzung für Formulierung dieser Funktionenist die Annahme, dass die Verteilung des Gesamt-gewichtes auf die Achsen über den kompletten Ge-samtgewichtsbereich konstant ist. Diese Annahmewird auch in den Simulationsrechnungen vorausge-setzt. Abweichungen von dieser Annahme sind fürdie Untersuchungen der Tragwerkslängsrichtungmit zunehmender Einzelstützweitenlänge der Sys-teme von untergeordneter Bedeutung. Für die Be-trachtung der einzelnen Achslasten kann sich hieraber ein Einfluss ergeben. Eine weitere Vorausset-zung zur funktionellen Definition einer Verteilungder Achslasten ist die statistische Unabhängigkeituntereinander. Auch hier ist es offensichtlich, dassdiese Voraussetzung nicht durchgehend gegebensein kann, da die einzelnen Achslasten eines Fahr-zeuges eine gewisse Korrelation zueinander auf-weisen werden. Zunächst wird aber dennoch mitden dargestellten Annahmen fortgefahren, einSchwerpunkt für eine weiterführende Untersuchungist aber hier durchaus gegeben.

40

Bild 18: Verteilungsfunktion der Gesamtgewichte aller Fahrzeuge – Modelle A 61 – FS1 oÜV (a), A 61 – FS1 mÜV5 (b)

Bild 19: Vergleich der Dichtefunktion aus Modell A 61 mittatsächlichen Messdaten (Gesamtgewicht)

mit:



o Maximale Anzahl der Einzelachsen derFahrzeuge

αi Anteil des Fahrzeugtyps i am gesamtenSchwerverkehrsaufkommen

bi,k Anteil der Achslast k des Fahrzeugtyps i amGesamtgewicht

ξi,j Anteil der Normalverteilung j an der Ge-samtgewichtsverteilung des Fahrzeugtyps i

µi,j/σi,j Erwartungswert/Standardabweichung derNormalverteilung j innerhalb der Gesamtge-wichtsverteilung des Fahrzeugtyps i


mit:



o Maximale Anzahl der Einzelachsen derFahrzeuge

ξz Anteil der Normalverteilung z an der Gesamtgewichtsverteilung aller Fahrzeuge(aus αi, bi,k und ξi,j in GL 4.4 mit n = 5, m = 3 und 0 = 5):

ξz/=1 =ξi=1,j=1 · bi=1,k=1 · α1

ξz=2 =ξi=1,j=2 · bi=1,k=1 · α1

ξz=3 =ξi=1,j=3 · bi=1,k=1 · α1

ξz=4 =ξi=1,j=1 · bi=1,k=2 · α1

…

ξz=15 =ξi=1,j=3 · bi=1,k=5

ξz=16 =ξi=2,j=1 · bi=2,k=1 · α2

…

ξz=75 =ξi=5, j=3 · bi=1,k=5 · α5

µz/σz Erwartungswert/Standardabweichung derNormalverteilung z innerhalb der Gesamt-gewichtsverteilung aller Fahrzeuge

(aus µi,j/σi,j und bi,k in GL 4.2 mit n = 5 undm = 3):

µz=1 =µi=1,j=1 · bi=1,k=1

µz=2 =µi=1,j=2 · bi=1,k=1

µz=3 =µi=1,j=3 · bi=1,k=1

µz=4 =µi=1,j=1 · bi=1,k=2

…

µz=15 =µi=1,j=3 · bi=1,k=5

µz=16 =µi=2,j=1 · bi=2,k=1

…

µz=75 =µi=5, j=3 · bi=1,k=5

σz=1 =σi=1,j=1 · bi=1,k=1

σz=2 =σi=1,j=2 · bi=1,k=1

σz=3 =σi=1,j=3 · bi=1,k=1

σz=4 =σi=1,j=1 · bi=1,k=2

…

σz=15 =σi=1,j=3 · bi=1,k=5

σz=16 =σi=2,j=1 · bi=2,k=1

…

σz=75 =σi=5, j=3 · bi=1,k=5


Analog zur Betrachtung der Gesamtgewichtsvertei-lungen in Kapitel 4.4.2 ergeben sich unter Anwen-dung der gegebenen Parameter aus der allgemei-nen Formulierung der Dichtefunktion in Gl. 4.5 diein den nachfolgenden Bildern 20a bis 20f darge-stellten Funktionsverläufe. Wie bei den Dichtefunk-tionen des Gesamtgewichtes für den Fahrstreifen 1im Richtungsverkehr (Überholfahrstreifen) sindauch in den Dichtefunktionen in den Bildern 20eund 20f die Achslasten der Pkw nicht dargestellt. Inden zugehörigen Verteilungsfunktionen in Bild 21aund 21 b werden diese aber im vorhandenenSprung der Funktion bei x = 5 kN ersichtlich.

Wie oben beschrieben werden in den vorliegendenUntersuchungen Annahmen bezüglich einer kon-stanten Achslastverteilung und einer statistischen

41

Unabhängigkeit zwischen den Achslasten getrof-fen. Um die Auswirkungen dieser Annahmen ineinem ersten Schritt beurteilen zu können, wird inBild 22 die aus Gl. 4.5 mit den gegebenen Parame-

tern für das Modell A 61 ermittelte Dichtefunktionder aus Messdaten bestimmten Dichtefunktion ge-genübergestellt. Im Gegensatz zum Vergleich derDichtefunktion des Gesamtgewichtes in Bild 19 zei-

42

Bild 20: Dichtefunktion der Einzelachslasten aller Fahrzeuge – Modelle A 61 (a), LS (b), MS (c), OV (d), A 61 – FS1 oÜV (e), A 61– FS1 mÜV5 (f)

Bild 21: Verteilungsfunktion der Einzelachslasten aller Fahrzeuge – Modelle A 61 – FS1 oÜV (a), A 61 – FS1 mÜV5 (b)

gen sich hier etwas deutlichere Abweichungen. DieGründe hierfür sind neben den bereits beim Ge-samtgewicht aufgeführten auch die hier genanntenAnnahmen. Welchen Einfluss diese verschiedenenUrsachen detailliert haben, kann im vorliegendenProjekt nicht weiterführend analysiert werden. Diein den Bildern 20a bis 20f dargestellten Funktionenwerden dennoch nachfolgend verwendet.

4.4.4 Gesamtgewichtsverteilungen – zwei Fahrzeuge

In Kapitel 4.4.2 wurden die funktionellen Beschrei-bungen der Gesamtgewichtsverteilung von Einzel-fahrzeugen hergeleitet und dargestellt. Zusätzlichist nun noch von Interesse, welche funktionelle Be-schreibung für die Summe der Gesamtgewichtevon zwei Fahrzeugen gilt.

Für die Abbildung der Gesamtgewichtsverteilungenwurden mehrmodale Normalverteilungen verwen-det. Normalverteilungen sind invariant gegenüberder Faltung, die Summe unabhängiger normalver-teilter Zufallszahlen ist also wieder normalverteilt. InGleichung 4.3 wird die Gesamtgewichtsverteilungeines einzelnen Fahrzeuges durch die Parameterµk, σk und ξk beschrieben. Die Parameter der Ver-teilung der Summe der Gesamtgewichte zweierFahrzeuge können daraus mit den Gleichungen 4.6bis 4.8 ermittelt werden. Die Gleichungen sinddabei für jeden der k1 Parameter der Funktion fürdas erste Fahrzeug mit jedem der k2-Parameter derFunktion für das zweite Fahrzeug anzuwenden. Esergeben sich somit also k1 · k2-Parametersätze (µ, σ, ξ) für die Funktion des gemeinsamen Ge-samtgewichtes.

Gleichung 4.9 liefert die allgemeine Formulierungder funktionellen Beschreibung der Dichtefunktionfür das Gesamtgewicht zweier Fahrzeuge, vondenen die Dichtefunktion der einzelnen FahrzeugeGleichung 4.3 folgt. Es wird deutlich, dass die An-zahl der Parametersätze bereits hier sehr großwird. So ergeben sich zum Beispiel ausgehend von5 betrachteten Fahrzeugtypen und 3 Einzelvertei-lungen zur Beschreibung des Gesamtgewichtespro Fahrzeug (5 · 3) · (5 · 3) = 225 Parametersätze.In den vorliegenden Untersuchungen reduziert sichaber diese Zahl etwas, da nicht für alle Fahrzeug-typen drei Einzelverteilungen zur Beschreibung desGesamtgewichtes herangezogen wurden.

In den Bildern 23a bis 23f sind die Dichtefunktionender Gesamtgewichtsverteilung für die Summe aus zwei Fahrzeuggesamtgewichten nach GL. 4.9dargestellt. Die Bilder 23a bis 23d stehen dabei für den Begegnungsverkehr (2 Fahrspuren, ent-gegengesetzte Fahrtrichtung). Für eine Fahrtrich-tung gelten, je nach betrachtetem Modell (A 61, LS, MS, OV), die Dichtefunktionen aus den Bildern17a bis 17d. Für die entgegengesetzte Fahrtrich-tung gelten diese Funktionen ebenfalls. Entspre-chend der vorgenannten Erläuterungen müssendiese Funktionen also miteinander kombiniert wer-den.

Die Dichtefunktionen für den Richtungsverkehr (2Fahrspuren, gleiche Fahrtrichtung) sind in den Bil-dern 23e (ohne Überholverbot) und 23f (mit Über-holverbot) dargestellt. Für die erste Fahrspur gilt dieDichtefunktion aus Bild 17a und für die zweite Fahr-spur die Dichtefunktion aus Bild 17e (ohne Überhol-verbot) bzw. Bild 17f (mit Überholverbot). DieseFunktionen müssen miteinander kombiniert werden.Es wird ersichtlich, dass die Dichtefunktionen in denBildern 23e und 23f der Dichtefunktion für die ersteFahrspur (vgl. Bild 17a) sehr ähnlich sind. Die Ursa-che hierfür liegt darin, in der zweiten Spur ein we-sentlicher Anteil der Fahrzeuge Pkw mit einem kon-

43

Bild 22: Vergleich der Dichtefunktion aus Modell A 61 mittatsächlichen Messdaten (Einzelachslast)

stanten Gesamtgewicht von 10 kN sind. Die Kombi-nation aus einem relativen kleinen Gesamtgewichtin der zweiten Spur und der Gesamtgewichtsvertei-lung der ersten Spur ergibt eine um den Wert deskleinen Gesamtgewichtes verschobene Dichtefunk-tion für die Summe der beiden Gesamtgewichte. Dain der zweiten Spur zusätzlich noch ein gewisserAnteil von Schwerverkehrsfahrzeugen berücksich-tigt wird, ergibt sich der optische Unterschied zwi-schen der Dichtefunktion in Bild 17a und den Dich-tefunktionen in den Bildern 23e bzw. 23f.

Nachdem in Kapitel 4.4.2 die Dichtefunktionen fürdas Gesamtgewicht eines einzelnen Fahrzeugeserstellt wurden, sind nunmehr auch die Dichtefunk-tionen für die Summe der Gesamtgewichte zweierFahrzeuge definiert. Die Weiterverwendung erfolgtin Kapitel 4.4.6.

4.4.5 Achslastverteilungen – zwei Achsen

Analog zur Bestimmung der funktionellen Beschrei-bung der Verteilung der Summe der Gesamtge-wichte zweier Fahrzeuge in Kapitel 4.4.4 erfolgtnachfolgend die Bestimmung der Verteilung derSumme aus zwei Achslasten (zweier Fahrzeuge)mit Gleichung 4.10. Wie für das Gesamtgewicht ist hierfür die Kombination aus zwei Verteilungenfür die Einzelachslast erforderlich. Die Gleichungen4.6 bis 4.8 werden hierzu verwendet, um die in Gleichung 4.10 aufgeführten Parametersätze(µges, g, σges, g und ξges, g zusammenzustellen. DieAnzahl dieser Parametersätze wird dabei sehrgroß. Ausgehend von dem in Kapitel 4.4.4 verwen-deten Beispiel (5 Fahrzeugtypen, 3 Verteilungenzur Beschreibung des Gesamtgewichtes), erweitertum die Annahme, dass jedes Fahrzeug 5 Achsen

44

Bild 23: Dichtefunktion der Gesamtgewichte für zwei Fahrzeuge – Modelle A 61 (a), LS (b), MS (c), OV (d), A 61 – RV oÜV (e), A61 – RV mÜV5 (f)

hat, ergeben sich (5 · 3 · 5) · (5 · 3 · 5) = 5.625 Parametersätze. In den vorliegenden Untersuchun-gen reduziert sich diese Anzahl zwar etwas, diefunktionelle Beschreibung bleib aber dennoch rechtumfangreich.

In den Bildern 24a bis 24f sind die resultierendenDichtefunktionen für die Summe aus zwei Achs-lasten dargestellt. Die Weiterverwendung dieserFunktionen erfolgt im nachfolgenden Kapitel.

4.4.6 Bestimmung von Maximalwerten der Gesamtgewichte und Achslasten

In den Kapiteln 4.4.2 bis 4.4.5 wurden die funktio-nellen Beschreibungen der Verteilung der Gesamt-gewichte und Achslasten sowie der Summe auszwei Gesamtgewichten und zwei Achslasten herge-stellt.

Entsprechend den in Kapitel 4.4.1 aufgeführtenFragestellungen ist nunmehr zu ermitteln, welchesmaximale Niveau diese Werte erreichen können.Hierzu ist zunächst eine zeitliche Zuordnung erfor-derlich. In den Untersuchungen für die Längsrich-tung der Tragsysteme (vgl. Kapitel 4.2 und 4.3)wurden aus den Simulationsrechnungen durch sta-tistische Auswertungen Werte bestimmt, die miteiner definierten mittleren Wiederkehrperiode auf-treten. Dieser Ansatz wird hier ebenfalls verwendet

45

Bild 24: Dichtefunktion der Einzelachslasten für zwei Achsen – Modelle A 61 (a), LS (b), MS (c), OV (d), A 61 – RV oÜV (e), A 61 –RV mÜV5 (f)

und die Werte der Gesamtgewichte (ein Fahrzeug,Summe aus zwei Fahrzeugen) und Achslasten(eine Achslast, Summe aus zwei Achslasten) be-stimmt, die mit einer mittleren Wiederkehrperiodevon 1.000 Jahren auftreten. Die in den Kapiteln4.4.2 bis 4.4.5 vorgestellten Dichtefunktionen beschreiben die Wahrscheinlichkeit des Auftretensbestimmter Werte bei einem Einzelereignis. Für die Bestimmung von Werten mit definierten mittle-ren Wiederkehrperioden ist aber die Verteilung des Maximalwertes aus mehreren dieser Einzeler-eignisse gesucht. Prinzipiell ist diese Verteilungeine Extremwertverteilung, die sich aus der Poten-zierung der Ausgangsverteilung (Einzelereignis)ergibt. Der Exponent in dieser Potenzierung be-schreibt dabei die Anzahl der Ereignisse (nE) innerhalb eines Betrachtungszeitraumes (tref).Nimmt man zum Beispiel einen Betrachtungs-zeitraum von tref = 1 Jahr und nE = 10 Ereignissepro Jahr an, so ergibt sich die Verteilungsfunk-tion (Integral der Dichtefunktion) des Jahresmaxi-malwertes durch Potenzierung der Verteilungs-funktion des Einzelereignisses mit dem Exponen-ten nE = 10. Ein Wert mit einer mittleren Wieder-kehrperiode von 1.000 Jahren tritt innerhalb einesJahres mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,1 % aufbzw. mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,9 % nichtauf (vgl. Gl 4.1). Der 99,9 % Fraktilwert der Jah-resextremwertverteilung (0,999 auf der y-Achseder Verteilungsfunktion) entspricht somit dem Wertmit einer mittleren Wiederkehrperiode von 1.000Jahren.

Hieraus ergibt sich, dass der 99,9 % Fraktilwert derJahresextremwertverteilung dem Fraktilwert derVerteilungsfunktion des Einzelereignisses ent-spricht. Um den Schritt der Potenzierung der Ver-teilungen der Einzelereignisse zu umgehen, wirddieser Zusammenhang nachfolgend verwendet.Die noch zu bestimmenden Größen sind dabei dieHäufigkeiten der Einzelereignisse in einem definier-ten Betrachtungszeitraum.

Der Betrachtungszeitraum wird mit einem Jahr an-gesetzt und es wird von 250 Verkehrstagen proJahr ausgegangen. Für die Fragestellungen hin-sichtlich des maximalen Gesamtgewichtes eineseinzelnen Fahrzeuges und der maximalen Achslasteiner einzelnen Achse müssen die Anzahl der Fahr-zeugübergänge und die Anzahl der Achsübergänge(jeweils in einer Spur) ermittelt werden. In nachfol-gender Tabelle 33 sind diese Zahlenwerte enthal-ten. Aus den Annahmen für das Verkehrsaufkom-men für die verschiedenen betrachteten Verkehrs-

charakteristiken wird unter der Annahme von 250Verkehrstagen pro Jahr die in Spalte 4 enthaltenenZahlenwerte für die Fahrzeuganzahl pro Jahr ermit-telt. Je nach betrachteter Verkehrszusammenset-zung ergeben sich unterschiedliche Werte für diemittlere Achsanzahl pro Fahrzeug (vgl. Spalte 6 inTabelle 33). Das Produkt aus Fahrzeuganzahl proJahr und mittlerer Achsanzahl ergibt die Anzahl derAchsübergänge pro Jahr (Spalte 7 in Tabelle 33).Wie oben beschrieben werden aus diesen Zahlen-werten die Fraktilwerte der Verteilungen der Einzel-ereignisse berechnet, mit denen die Werte mit einermittleren Wiederkehrperiode von 1.000 Jahren bestimmt werden können. Für eine übersichtliche-re Darstellung sind die Fraktilwerte in der Tabellenicht in der Form „0,999…9..“ eingetragen, sondernin der Form „1 – x,xxx · 10-xx“. Je kleiner der Sub-trahend ist, desto größer ist demnach der Fraktil-wert.

Für die Fragestellungen hinsichtlich der maximalenSumme der Gesamtgewichte zweier nebeneinanderstehender Fahrzeuge bzw. zweier nebeneinanderstehender Achsen muss analog zur Einzelfahrzeug-bzw. Einzelachsbetrachtung die Anzahl dieser Er-eignisse (zwei Fahrzeuge stehen nebeneinanderbzw. zwei Achsen stehen nebeneinander) ermitteltwerden. In [1] wurde hierzu für die Ermittlung derHäufigkeit, dass zwei Fahrzeuge nebeneinanderstehen, ein analytischer Weg beschritten. Für dieErmittlung dieser Begegnungshäufigkeit zeigte die-ser analytische Weg für den fließenden Verkehrauch recht gute Übereinstimmungen mit Ergebnis-sen von Simulationsrechnungen. Für den Verkehrmit erhöhter Stauwahrscheinlichkeit wird eine analy-tische Betrachtung aber sehr komplex. Für die Er-mittlung der Begegnungshäufigkeiten wird dahergenerell auf Simulationsrechnungen zurückgegrif-fen. Die simulierten Verkehrsbänder werden dazuanalysiert und die Anzahl der Fälle ermittelt, indenen in zwei Spuren zwei Fahrzeuge bzw. zweiAchsen nebeneinander stehen. Als „nebeneinander“werden hierbei für die Fahrzeuge ein Versatz vonbis zu 1 m und für die Achsen ein Versatz von bis zu 0,25 m angesetzt. In den Tabellen 34 und 35 sinddie so ermittelten Begegnungshäufigkeiten zusam-menfassend aufgeführt. Im Anhang D ist eine Tabel-le enthalten, die vollständige Daten dieser Auswer-tungen von simulierten Verkehrsbändern enthält.Die Zählungen sind darin noch zusätzlich dahinge-hend differenziert, in welchem Verkehrszustand

46

47

Tab. 33: Anzahl von Fahrzeugen und Achsen pro Jahr sowie daraus abgeleitete Fraktilwerte für die verschiedenen Verkehrsvari-anten und Verkehrscharakteristiken

1 2 3 4 5 6 7 8V

erke

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Fah

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1

Beg

egnu

ngsv

erke

hr

A 61

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

4,540

567.500 1 – 1,762996 · 10-9

2 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 1.135.000 1 – 8,814981 · 10-10

3 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 5.675.000 1 – 1,762996 · 10-10

4 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 11.350.000 1 – 8,814982 · 10-11

5

LS

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

4,150

518.750 1 – 1,928675 · 10-9

6 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 1.037.500 1 – 9,643377 · 10-10

7 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 5.187.500 1 – 1,928675 · 10-10

8 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 10.375.000 1 – 9,643375 · 10-11

9

MS

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

3,450

431.250 1 – 2,320001 · 10-9

10 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 862.500 1 – 1,160000 · 10-9

11 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 4.312.500 1 – 2,320001 · 10-10

12 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 8.625.000 1 – 1,160000 · 10-10

13

OV

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

2,450

306.250 1 – 3,266940 · 10-9

14 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 612.500 1 – 1,633470 · 10-9

15 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 3.062.500 1 – 3,266940 · 10-10

16 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 6.125.000 1 – 1,633470 · 10-10

17

Ric

htun

gsve

rkeh

r

A 61 – FS 0

(oÜV)

400 100.000 1 – 1,000500 · 10-8

4,540

454.000 1 – 2,203745 · 10-9

18 800 200.000 1 – 5,002502 · 10-9 908.000 1 – 1,101873 · 10-9

19 4.000 1.000.000 1 – 1,000500 · 10-9 4.540.000 1 – 2,203745 · 10-10

20 8.000 2.000.000 1 – 5,002502 · 10-10 9.080.000 1 – 1,101873 · 10-10

21

A 61 – FS 0

(mÜV(5))

475 118.750 1 – 8,425266 · 10-9

4,540

539.125 1 – 1,855785 · 10-9

22 950 237.500 1 – 4,212633 · 10-9 1.078.250 1 – 9,278928 · 10-10

23 4.750 1.187.500 1 – 8,425266 · 10-10 5.391.250 1 – 1,855786 · 10-10

24 9.500 2.375.000 1 – 4,212632 · 10-10 10.782.500 1 – 9,278922 · 10-11

25

A 61 – FS 0

(mÜV(0))

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

4,540

567.500 1 – 1,762996 · 10-9

26 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 1.135.000 1 – 8,814981 · 10-10

27 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 5.675.000 1 – 1,762996 · 10-10

28 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 11.350.000 1 – 8,814982 · 10-11

29

A 61 – FS 1

(oÜV)

500 125.000 1 – 8,004003 · 10-9

2,508

313.500 1 – 3,191389 · 10-9

30 1.000 250.000 1 – 4,002001 · 10-9 627.000 1 – 1,595694 · 10-9

31 5.000 1.250.000 1 – 8,004003 · 10-10 3.135.000 1 – 3,191388 · 10-10

32 10.000 2.500.000 1 – 4,002001 · 10-10 6.270.000 1 – 1,595695 · 10-10

33

A 61 – FS 1

(mÜV(5))

425 106.250 1 – 9,416474 · 10-9

2,149

228.331 1 – 4,381793 · 10-9

34 850 212.500 1 – 4,708237 · 10-9 456.663 1 – 2,190897 · 10-9

35 4.250 1.062.500 1 – 9,416474 · 10-10 2.283.310 1 – 4,381794 · 10-10

36 8.500 2.125.000 1 – 4,708237 · 10-10 4.566.630 1 – 2,190896 · 10-10

(Stau oder fließender Verkehr) sich die beiden be-gegnenden Fahrzeuge bzw. Achsen befinden. Inden Tabellen 34 und 35 sind diese Einzelwerte auf-

addiert. Analog zu Tabelle 33 sind in den Tabellen34 und 35 die Fraktilwerte enthalten, die sich ausden ermittelten Begegnungszahlen ergeben.

48

Tab. 34: Anzahl von Fahrzeugbegegnungen und Achsbegegnungen pro Jahr sowie daraus abgeleitete Fraktilwerte (Begegnungs-verkehr)

1 2 3 4 5 6 7 8

Ver

keh

rsb

eleg

un

g

Mo

del

l

Flie

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Ver

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Jah

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B)

Fra

ktilw

ert

1

Beg

egnu

ngsv

erke

hr

A 61 fließend

500 29 1 – 3,479941 · 10-5 168 1 – 5,973118 · 10-6

2 1.000 135 1 – 7,411086 · 10-6 710 1 – 1,409154 · 10-6

3 5.000 3.463 1 – 2,889531 · 10-7 20.463 1 – 4,889433 · 10-8

4 10.000 14.500 1 – 6,900002 · 10-8 81.725 1 – 1,224228 · 10-8

5

Stau

500 74 1 – 1,356601 · 10-5 454 1 – 2,204957 · 10-6

6 1.000 298 1 – 3,363021 · 10-6 1.678 1 – 5,964233 · 10-7

7 5.000 8.238 1 – 1,214568 · 10-7 41.663 1 – 2,401441 · 10-8

8 10.000 26.400 1 – 3,789774 · 10-8 136.800 1 – 7,313599 · 10-9

9

LS fließend

500 35 1 – 2,858532 · 10-5 194 1 – 5,163859 · 10-6

10 1.000 143 1 – 7,021030 · 10-6 703 1 – 1,424199 · 10-6

11 5.000 3.825 1 – 2,615687 · 10-7 16.400 1 – 6,100612 · 10-8

12 10.000 14.100 1 – 7,095747 · 10-8 70.350 1 – 1,422175 · 10-8

13

Stau

500 96 1 – 1,039475 · 10-5 400 1 – 2,501248 · 10-6

14 1.000 350 1 – 2,858568 · 10-6 1.590 1 – 6,292453 · 10-7

15 5.000 7.975 1 – 1,254546 · 10-7 34.975 1 – 2,860616 · 10-8

16 10.000 25.100 1 – 3,986057 · 10-8 111.750 1 – 8,953023 · 10-9

17

MS fließend

500 40 1 – 2,501220 · 10-5 119 1 – 8,425230 · 10-6

18 1.000 140 1 – 7,146405 · 10-6 483 1 – 2,073574 · 10-6

19 5.000 3.525 1 – 2,838298 · 10-7 11.825 1 – 8,460890 · 10-8

20 10.000 15.350 1 – 6,517917 · 10-8 46.375 1 – 2,157413 · 10-8

21

Stau

500 98 1 – 1,026149 · 10-5 289 1 – 3,464930 · 10-6

22 1.000 373 1 – 2,685903 · 10-6 1.088 1 – 9,199999 · 10-7

23 5.000 7.700 1 – 1,299351 · 10-7 23.425 1 – 4,271079 · 10-8

24 10.000 25.625 1 – 3,904391 · 10-8 81.675 1 – 1,224977 · 10-8

25

OV fließend

500 45 1 – 2,223309 · 10-5 76 1 – 1,312123 · 10-5

26 1.000 190 1 – 5,265777 · 10-6 245 1 – 4,083666 · 10-6

27 5.000 3.713 1 – 2,694950 · 10-7 5.888 1 – 1,699363 · 10-7

28 10.000 14.625 1 – 6,841028 · 10-8 23.575 1 – 4,243904 · 10-8

29

Stau

500 79 1 – 1,270469 · 10-5 141 1 – 7,083163 · 10-6

30 1.000 468 1 – 2,140105 · 10-6 595 1 – 1,681512 · 10-6

31 5.000 7.738 1 – 1,293054 · 10-7 11.438 1 – 8,747544 · 10-8

32 10.000 26.225 1 – 3,815063 · 10-8 40.350 1 – 2,479555 · 10-8

Mit den in den Tabellen 34 und 35 angegebenenFraktilwerten und den entsprechenden Verteilungs-funktionen lassen sich nunmehr die gesuchtenWerte bestimmen. Im Anhang D sind die entspre-chenden Verteilungsfunktionen zusammenfassenddargestellt. Die Ergebnisse werden tabellarisch, auf-geteilt für den Begegnungsverkehr und den Rich-tungsverkehr, aufgeführt. Es wird sich darauf be-schränkt, lediglich für die jeweils kleinsten und größ-ten Fraktilwerte die Ergebnisse zu ermitteln.

In Tabelle 36 sind die Ergebnisse für den Begeg-nungsverkehr aufgeführt. Die zugehörigen Vertei-

lungsfunktionen sind im Anhang D, Bild D 1 bis BildD 6, dargestellt. Aus Tabelle 36 wird ersichtlich,dass die Ergebnisse für die Modelle A 61 und LSbzw. MS und OV jeweils nur gering voneinanderabweichen. Für den Wert des Gesamtgewichteseines Einzelfahrzeuges mit einer mittleren Wieder-kehrperiode von 1.000 Jahren liegen die Ergebnis-se für die Modelle A 61 und LS je nach betrachte-tem Verkehrsaufkommen zwischen 760 kN und 814 kN und für die Modelle MS und OV zwischen598 kN und 633 kN. Der Unterschied zwischen denErgebnissen für das kleinste betrachtete Verkehrs-aufkommen (DTSV-Wert 500) und für das größte

49

Tab. 35: Anzahl von Fahrzeugbegegnungen und Achsbegegnungen pro Jahr sowie daraus abgeleitete Fraktilwerte (Richtungsver-kehr)

1 2 3 4 5 6 7 8

Ver

keh

rsb

eleg

un

g

Mo

del

l

Flie

ßen

der

Ver

keh

r/S

tau

verk

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Fah

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ZB)

Fra

ktilw

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un

gen

pro

Jah

r (n

E,A

B)

Fra

ktilw

ert

1

Ric

htun

gsve

rkeh

r

A 61oÜV

fließend

500 23 1 – 4,446569 · 10-5 76 1 – 1,312123 · 10-5

2 1.000 98 1 – 1,026149 · 10-5 323 1 – 3,102322 · 10-6

3 5.000 3.325 1 – 3,009023 · 10-7 10.063 1 – 9,942860 · 10-8

4 10.000 12.850 1 – 7,785995 · 10-8 38.575 1 – 2,593650 · 10-8

5

Stau

500 1.033 1 – 9,690071 · 10-7 3.696 1 – 2,706798 · 10-7

6 1.000 1.895 1 – 5,279684 · 10-7 5.790 1 – 1,727980 · 10-7

7 5.000 11.588 1 – 8,634307 · 10-8 39.888 1 – 2,508305 · 10-8

8 10.000 32.075 1 – 3,119253 · 10-8 106.650 1 – 9,381156 · 10-9

9

A 61mÜV

(5)

fließend

500 38 1 – 2,667965 · 10-5 79 1 – 1,270469 · 10-5

10 1.000 128 1 – 7,847031 · 10-6 308 1 – 3,253654 · 10-6

11 5.000 3.075 1 – 3,253659 · 10-7 7.788 1 – 1,284752 · 10-7

12 10.000 13.525 1 – 7,397414 · 10-8 34.825 1 – 2,872937 · 10-8

13

Stau

500 1.169 1 – 8,560427 · 10-7 2.353 1 – 4,252923 · 10-7

14 1.000 2.430 1 – 4,117284 · 10-7 7.095 1 – 1,410148 · 10-7

15 5.000 16.000 1 – 6,253127 · 10-8 45.600 1 – 2,194080 · 10-8

16 10.000 37.225 1 – 2,687711 · 10-8 109.100 1 – 9,170489 · 10-9

17

A 61mÜV

(0)

fließend

500 38 1 – 2,667965 · 10-5 85 1 – 1,177052 · 10-5

18 1.000 133 1 – 7,550917 · 10-6 338 1 – 2,964441 · 10-6

19 5.000 3.013 1 – 3,321162 · 10-7 7.113 1 – 1,406679 · 10-7

20 10.000 11.800 1 – 8,478816 · 10-8 31.750 1 – 3,151182 · 10-8

21

Stau

500 1.918 1 – 5,217732 · 10-7 3.471 1 – 2,882248 · 10-7

22 1.000 2.720 1 – 3,678309 · 10-7 5.280 1 – 1,894887 · 10-7

23 5.000 13.988 1 – 7,152817 · 10-8 45.050 1 – 2,220866 · 10-8

24 10.000 38.200 1 – 2,619111 · 10-8 103.200 1 – 9,694771 · 10-9

betrachtete Verkehrsaufkommen liegt im einstelli-gen Prozentbereich. Für den Wert der Einzelachs-last sind die Zusammenhänge vergleichbar. Auchfür die ermittelten Werte der Summe aus zwei Fahr-zeuggesamtgewichten und zwei Achslasten zeigtsich der geringe Unterschied zwischen den Model-len A 61 und LS bzw. MS und OV. Die Auswirkungder verschiedenen Verkehrsaufkommen ist hieretwas stärker und liegt bei ca. 15 %. Des Weiterenkann an den Ergebnissen ermittelt werden, dass derFaktor zwischen den Werten der Einzelereignisse(Gesamtgewicht Einzelfahrzeug und Einzelachs-last) und den Werten der Summe aus zwei Ereig-nissen (Summe aus zwei Gesamtgewichten bzw.Summe aus zwei Achslasten) bei etwa 1,5 liegt.

In Tabelle 37 sind analog zu Tabelle 36 die Ergeb-nisse für den Richtungsverkehr aufgeführt. Hierbeiist die Unterscheidung zwischen den drei betrach-teten Varianten des Überholverkehrs enthalten (vgl.Kapitel 3.2.1). Im Unterschied zum Begegnungs-verkehr sind hier für die Einzelereignisse die Er-gebnisse für die erste Fahrspur (FS 0 – Lkw-Fahr-spur) und den Überholfahrstreifen (FS 1) getrenntausgewiesen. Es zeigt sich, dass für den erstenFahrstreifen (FS 0) unabhängig von der Variantedes Überholverkehrs annähernd die gleichen Werteermittelt werden. Für den Überholfahrstreifen sind

im Vergleich zwischen der Variante ohne Überhol-verbot und der Variante mit einem weniger restrikti-ven Überholverbot (5 % der Schwerverkehrsfahr-zeuge nutzen FS 1) die resultierenden Werte eben-falls sehr ähnlich. In der Variante mit dem restrikti-ven Überholverbot (kein Schwerverkehrsfahrzeugnutzt FS 1) ergeben sich durch die Annahme eineskonstanten Fahrzeuggewichtes von 10 kN für diePkw für den Überholfahrstreifen als Ergebnis 10 kNfür das Gesamtgewicht und 5 kN für die Achslast.Die Ergebnisse für die Summe aus zwei Fahrzeug-gesamtgewichten bzw. die Summe aus zwei Achs-lasten sind für die Variante ohne Überholverbot unddie Variante mit weniger restriktivem Überholverbotebenfalls annähernd gleich. Da für die Variante mitrestriktivem Überholverbot auf dem zweiten Fahr-streifen (FS 1) Pkw mit einem konstanten Gesamt-gewicht von 10 kN angenommen werden, ergebensich die Werte für die Summe aus zwei Fahrzeug-gesamtgewichten bzw. zwei Achslasten aus derVerteilungsfunktion des Einzelereignisses für denersten Fahrstreifen (mit entsprechendem Fraktil-wert laut Tabelle 37) plus 10 kN (Gesamtgewicht)bzw. plus 5 kN (Achslast). Die Ergebnisse sindsomit deutlich niedriger als für die anderen beidenVarianten des Überholverkehrs. Der Faktor zwi-schen den Werten der Einzelereignisse und derSumme aus zwei Ereignissen liegt für die ersten

50

Tab. 36: Ergebnisse Begegnungsverkehr

Modelle Begegnungsverkehr

A 61 LS MS OV

Einzelfahrzeug

Fraktil von 1 – 8,004003 · 10-9

Fraktil bis 1 – 4,002001 · 10-10

Ergebnis von 762 kN 760 kN 608 kN 598 kN

Ergebnis bis 807 kN 814 kN 633 kN 617 kN

Einzelachse

Fraktil von 1 – 1,762996 · 10-9 1 – 1,928675 · 10-9 1 – 2,320001 · 10-9 1 – 3,266940 · 10-9

Fraktil bis 1 – 8,814982 · 10-11 1 – 9,643375 · 10-11 1 – 1,160000 · 10-10 1 – 1,633470 · 10-10



Summe zwei Fahr-zeuge

Fraktil von 1 – 3,479941 · 10-5 1 – 2,858532 · 10-5 1 – 2,501220 · 10-5 1 – 2,223309 · 10-5

Fraktil bis 1 – 3,789774 · 10-8 1 – 3,986057 · 10-8 1 – 3,904391 · 10-8 1 – 3,815063 · 10-8

Ergebnis von 1.015 kN 1.010 kN 900 kN 900 kN

Ergebnis bis 1.170 kN 1.160 kN 1.000 kN 1.015 kN

Summe zwei

Achsen

Fraktil von 1 – 5,973118 · 10-6 1 – 5,163859 · 10-6 1 – 8,425230 · 10-6 1 – 1,312123 · 10-5

Fraktil bis 1 – 7,313599 · 10-9 1 – 8,953023 · 10-9 1 – 1,224977 · 10-8 1 – 2,479555 · 10-8



beiden Varianten des Überholverkehrs wiederumbei rund 1,5. Für die Variante mit restriktivem Über-holverbot sind hier die Werte für die Summen auszwei Fahrzeuggesamtgewichten bzw. zwei Achs-lasten niedriger als für das einzelne Fahrzeug unddie einzelne Achse im ersten Fahrstreifen. Dies istnachvollziehbar, da die Fraktilwerte für die Einzel-ereignisse deutlich größer sind und die Verteilungs-funktionen der Doppelereignisse der um 10 kN (Ge-samtgewicht) bzw. 5 kN (Achslast) verschobenenVerteilungsfunktion für den ersten Fahrstreifen ent-spricht.

Mit den in den Tabellen 36 und 37 dargestellten Er-gebnissen sind nunmehr die Werte mit einer mittle-ren Wiederkehrperiode von 1.000 Jahren für dasFahrzeuggesamtgewicht eines einzelnen Fahrzeu-ges, für die Achslast einer einzelnen Achse, für dieSumme aus zwei Fahrzeuggesamtgewichten undfür die Summe aus zwei Achslasten bestimmt. Hin-sichtlich der Werte für die Summe aus zwei Fahr-zeuggesamtgewichten und zwei Achslasten istnoch von Interesse, welchen Anteil die beiden ein-zelnen Fahrzeuge bzw. die beiden einzelnen Ach-sen am Gesamtwert haben. Diese Aufteilung istnicht zwangsläufig 50:50, sondern folgt vielmehrwiederum einer Dichtefunktion. Das nachfolgenddargestellte Vorgehen wurde prinzipiell bereits in [1]

angewendet und wird hier entsprechend erweitert.Die Dichtefunktion für die Aufteilung des Wertes derSumme aus zwei Fahrzeuggesamtgewichten lässtsich aus den Dichtefunktionen des Gesamtgewich-tes des Einzelfahrzeuges ermitteln. In Bild 25 istdies exemplarisch dargestellt. Beispielhaft wird einWert für die Summe aus zwei Fahrzeuggesamtge-wichten von 1.100 kN angenommen. Der Anteil desersten Fahrzeugs kann hier zumindest theoretischzwischen 0 und 1 liegen. Der Anteil des zweitenFahrzeugs muss dann dementsprechend genauumgekehrt zwischen 1 und 0 liegen. Die Dichte-funktion des Anteils des ersten Fahrzeugs am ge-meinsamen charakteristischen Gesamtgewicht wirdgebildet, indem die Dichtefunktion des Gewichtesdes zweiten Fahrzeuges beim 0,5fachen Wert desgemeinsamen Gewichtes gespiegelt wird. Aus demProdukt der Dichtefunktion des Gewichtes des ers-ten Fahrzeugs und der gespiegelten Dichtefunktiondes Gewichtes des zweiten Fahrzeuges ergibt sichdie Dichtefunktion des Anteils des ersten Fahrzeu-ges am gemeinsamen charakteristischen Gewicht.In dieser in Bild 25 dargestellten Dichtefunktion(„Spur 1 x Spur 2“) werden Extremwerte bei 0,4 und0,6 deutlich. Weiterführend wird aus dieser Dichte-funktion das Integral über drei verschiedene Inter-valle gebildet. Das erste Intervall reicht von 0,35 bis0,45, das zweite Intervall von 0,45 bis 0,55 und das

51

Tab. 37: Ergebnisse Richtungsverkehr

Verkehrsvarianten Richtungsverkehr

ohne Überholverbot mit Überholverbot (5) mit Überholverbot (0)

FS 0 FS 1 FS 0 FS 1 FS 0 FS 1

Ein

zelfa

hrze

ug

Fraktil von 1 – 1,000500 · 10-8 1 – 8,004003 · 10-9 1 – 8,425266 · 10-9 1 – 9,416474 · 10-9 1 – 8,004003 · 10-9 ---

Fraktil bis 1 – 5,002502 · 10-10 1 – 4,002001 · 10-10 1 – 4,212632 · 10-10 1 – 4,708237 · 10-10 1 – 4,002001 · 10-10 ---

Ergebnis von 760 kN 730 kN 762 kN 710 kN 762 kN 10 kN

Ergebnis bis 805 kN 785 kN 807 kN 765 kN 807 kN 10 kN

Ein

zela

chse

Fraktil von 1 – 2,203745 · 10-9 1 – 3,191389 · 10-9 1 – 1,855785 · 10-9 1 – 4,381793 · 10-9 1 – 1,762996 · 10-9 ---

Fraktil bis 1 – 1,101873 · 10-10 1 – 1,595695 · 10-10 1 – 9,278922 · 10-11 1 – 2,190896 · 10-10 1 – 8,814982 · 10-11 ---

Ergebnis von 220 kN 211 kN 222 kN 202 kN 222 kN 5 kN

Ergebnis bis 235 kN 227 kN 238 kN 218 kN 238 kN 5 kN

Sum

me

zwei

Fa

hrze

uge

Fraktil von 1 – 4,446569 · 10-5 1 – 2,667965 · 10-5 1 – 2,667965 · 10-5

Fraktil bis 1 – 3,119253 · 10-8 1 – 2,687711 · 10-8 1 – 2,6191111 · 10-8

Ergebnis von 970 kN 950 kN 607 kN + 10 kN

Ergebnis bis 1.140 kN 1.110 kN 742 kN + 10 kN

Sum

me

zwei

A

chse

n

Fraktil von 1 – 1,312123 · 10-5 1 – 1,270469 · 10-5 1 – 1,177052 · 10-5

Fraktil bis 1 – 9,381156 · 10-9 1 – 9,170489 · 10-9 1 – 9,694771 · 10-9

Ergebnis von 264 kN 254 kN 172 kN + 5 kN

Ergebnis bis 318 kN 309 kN 212 kN + 5 kN

dritte Intervall von 0,55 bis 0,65. Die Intervallgren-zen wurden so festgelegt, um zu ermitteln, wie dasVerhältnis zwischen der Wahrscheinlichkeit einerAufteilung 50:50 und der Wahrscheinlichkeit einerAufteilung 40:60 bzw. 60:40 ist. Im dargestelltenBeispiel in Bild 25 liegt der Wert des Integrals derDichtefunktion über dem Intervall 0,35 bis 0,45 bei1,696 · 10-11, über dem Intervall 0,45 bis 0,55 bei1,222 · 10-11 und über dem Intervall 0,55 bis 0,65wieder bei 1,696 · 10-11. Fasst man die Wahr-scheinlichkeiten des Intervalls 0,35 bis 0,45 und0,55 bis 0,65 zusammen und bildet das Verhältniszwischen diesem Wert und dem Wert der Wahr-scheinlichkeit des Intervalls 0,45 bis 0,55, so ergibtsich als Ergebnis ein Wert von 2,776. Vereinfachtist es demnach um den Faktor 2,776 wahrschein-licher, dass eine Aufteilung 40:60 bzw. 60:40 vor-liegt als eine Aufteilung 50:50.

Entsprechend diesem exemplarisch dargestelltenVorgehen wurde das in Bild 26 aufgeführte Dia-gramm erstellt. Differenziert für die vier verschiede-nen betrachteten Verkehrscharakteristiken im Be-gegnungsverkehr wurde für verschiedene Werte fürdie Summe aus zwei Fahrzeuggesamtgewichtender Wert für das beschriebene Verhältnis ermittelt.In Tabelle 36 kann der mögliche Wertebereich die-ser Summe abgelesen werden. Im Diagramm inBild 26 wird ersichtlich, dass über den maximalenWertebereich der Modelle A 61 und LS (Minimum

1.010 kN für LS, Maximum 1.170 kN für A 61) fürdie Modelle A 61 und LS das aufgeführte Verhältnisstets größer als 1 ist (vgl. Linie A 61 und LS im o. g.Wertebereich in Bild 26). Hier ist somit eine Auftei-lung 40:60 bzw. 60:40 wahrscheinlicher als eineAufteilung 50:50. Für die Modelle MS und OV (Wer-tebereich entsprechend Tabelle 36 von 900 kN bis1.015 kN) kann hingegen eine Aufteilung 50:50 alswahrscheinlicher als eine Aufteilung 40:60 bzw.60:40 identifiziert werden (vgl. Linie MS und OV imo. g. Wertebereich in Bild 26).

Analog zum für das Gesamtgewicht beschriebenenVorgehen wurde das in Bild 27 dargestellte Dia-gramm für die Aufteilung der Achslast erstellt.Grundsätzlich ergeben sich hier die analogen Aus-sagen. Für die Modelle A 61 und LS ist eine Auftei-lung 40:60 bzw. 60:60 wahrscheinlicher, für die Mo-delle MS und OV hingegen eine Aufteilung 50:50.

Für den Untersuchungsschwerpunkt Richtungsver-kehr wurde auf eine detaillierte grafische Darstel-lung im vorliegenden Bericht verzichtet. Zusam-menfassend kann aber hierzu festgestellt werden,dass für die betrachteten Varianten des Überhol-verkehrs in den Varianten ohne Überholverbot undmit weniger restriktivem Überholverbot sowohl fürdie Summe zweier Gesamtgewichte als auch dieSumme zweier Achslasten eine Aufteilung 40:60bzw. 60:40 eher gegeben ist als eine Aufteilung

52

Bild 25: Dichtefunktion der Wahrscheinlichkeit des Anteils eines Fahrzeuggewichtes an der Summe aus zwei Fahrzeuggesamtge-wichten (Begegnungsverkehr)

53

Bild 26: Verhältnisse zwischen der Wahrscheinlichkeit einer Aufteilung 40:60 bzw. 60:40 und einer Aufteilung 50:50 (Gesamtgewicht– Begegnungsverkehr)

Bild 27: Verhältnisse zwischen der Wahrscheinlichkeit einer Aufteilung 40:60 bzw. 60:40 und einer Aufteilung 50:50 (Achslast – Be-gegnungsverkehr)

50:50. Die Variante mit vollständigem Überholver-bot nimmt hier eine Sonderstellung ein. Da für diezweite Spur davon ausgegangen wird, dass nurPkw vorhanden sind und deren Gesamtgewichtkonstant 10 kN beträgt, ergibt sich eine Aufteilungvon ca. 98:2.

Die in den vorhergehenden Erläuterungen aufge-führten Werte sind nunmehr den Werten der ver-schiedenen betrachteten Lastmodelle gegenüber-zustellen. Das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes101 (2009) weist für das Tandemsystem im erstenFahrstreifen eine Achslast von 240 kN aus. DasLastmodell 2 des DIN Fachberichtes gibt eine Achs-last 0,8 · 240 kN = 192 kN vor. Vergleicht man dieseZahlenwerte mit den ermittelten Werten für den Be-gegnungsverkehr und den Richtungsverkehr (Ein-zelachse – vgl. Tabelle 36 und Tabelle 37), so zeigtsich für den Begegnungsverkehr mit den Verkehrs-charakteristiken A 61 (max. 238 kN) und LS (max.227 kN) sowie für den Richtungsverkehr (max. 238kN) eine recht gute Übereinstimmung mit der imLastmodell 1 festgelegten Achslast (240 kN). DasLastmodell 2 des DIN Fachberichtes (192 kN) deckthingegen nur die für die VerkehrscharakteristikenMS (max. 193 kN) und OV (max. 195 kN) ermittel-ten Werte für die Einzelachslasten ab. Die Lastmo-delle BK 60/30 und BK 60 decken hinsichtlich derEinzelachslast ebenfalls nur die Werte für die Ver-kehrscharakteristiken MS und OV ab.

Betrachtet man die Werte für die Summe aus zweiAchslasten, ergeben sich ähnliche Zusammenhän-ge. Für das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes er-gibt sich ein Wert von 360 kN (240 kN TS1 + 120kN TS 2). Somit sind die ermittelten Werte für dieSumme aus zwei Achslasten (max. 328 kN – Tabel-le 36, Modell A 61) gut abgedeckt. Die Aufteilungder beiden Achslasten ergibt sich für das Lastmo-dell 1 zu ca. 66:34. Auch hier zeigt sich eine guteÜbereinstimmung, da wie oben dargestellt wurde,für die Verkehrscharakteristiken A 61 und LS eineAufteilung von 60:40 bzw. 40:60 als wahrscheinli-cher identifiziert wurde als eine Aufteilung 50:50.Für die Verkehrscharakteristiken MS und OV wurdezwar eine wahrscheinlichere Aufteilung von 50:50festgestellt, da der Wert für die Summe aus zweiAchslasten aber niedriger ist als bei den Verkehrs-charakteristiken A 61 und LS (max. 295 kN – Tabel-le 36, Modell MS) kann die Abdeckung aber den-noch als gegeben angenommen werden.

Für das Lastmodell BK 60/30 ergibt sich dieSumme von zwei Achslasten zu 300 kN (200 kN

SLW 60 + 100 kN SLW 30). In der Summe sind hier-durch die Werte für den Begegnungsverkehr unddie Verkehrscharakteristiken MS und OV abge-deckt (maximal 295 kN – vgl. Tabelle 36, ModellMS). Die Aufteilung der beiden Achslasten desLastmodells ergibt sich hier, wie beim LastmodellLM 1, zu 66:34. Dem gegenüber steht wieder diewahrscheinlichere Aufteilung von 50:50 für die Ver-kehrscharakteristiken MS und OV. Wenngleich dieSumme aus zwei Achslasten durch das LastmodellBK 60/30 abgedeckt ist, so kann aufgrund der Un-terschiede hinsichtlich der Aufteilung der Summeauf zwei Achsen (ca. 150 + 150 bei Modell MS zu200 + 100 bei Lastmodell BK 60/30) insgesamtkeine Abdeckung nachgewiesen werden.

In der Summe ergibt sich somit aus den vorliegen-den Ergebnissen zunächst die Notwendigkeit, imAllgemeinen das Lastmodell 1 des DIN Fachberich-tes 101 (2009) für die Betrachtung der Querrichtungeines Tragsystems heranzuziehen.

Bei den vorhergehenden Betrachtungen wurdendie rechnerischen Maximalwerte der Achslasten(Werte mit einer mittleren Wiederkehrperiode von1.000 Jahren) mit den einzelnen Achslasten derLastmodelle (jeweils eine Achse der beiden Tan-demsysteme des Lastmodells LM 1 bzw. jeweilseine Achse der beiden SLW im Lastmodell BK60/30) verglichen. Die zusätzlichen Achsen der je-weiligen Lastmodelle, die in einem Abstand von 1,2 m (LM 1) bzw. 1,5 m (Lastmodelle der DIN1072) anzusetzen sind, wurden hier nicht berück-sichtigt. Im nachfolgenden Kapitel 4.4.7 wird hierzueine weiterführende Betrachtung gegeben.

4.4.7 Weiterführende Betrachtung

Die in der vorliegenden Analyse betrachteten Fahr-zeugtypen haben sowohl Einzelachsen als auchDoppel- und Dreifachachsen. In den vorhergehen-den Kapiteln 4.4.1, 4.4.3, 4.4.5 und 4.4.6 wurdenalle Achsen der betrachteten Fahrzeuge als Einzel-achsen betrachtet (unabhängig davon, ob sietatsächliche Einzelsachsen oder Teil einer Doppel-oder Dreifachachsgruppe sind) und einer Lastmo-dellachse pro Spur gegenübergestellt. Die Einzel-achsen der betrachteten Fahrzeugtypen habendabei einen deutlich größeren Abstand zu den vor-hergehenden bzw. folgenden Achsen des Fahrzeu-ges als die Achsmodelle in den Lastmodellen (1,2m bei LM 1, 1,5 m bei Lastmodellen der DIN 1072,vgl. Kapitel 3.2.2 zu den Achsabständen der Fahr-zeuge). Für die Doppel- und Dreifachachsgruppen

54

liegen die Achsabstände bei den betrachteten Fahr-zeugtypen bei 1,3 m (vgl. Kapitel 3.2.2) und sindsomit nahezu deckungsgleich mit den in den Last-modellen angesetzten Werten. Die Gegenüberstel-lung einer wirklichen Einzelachse eines Fahrzeu-ges zu einer Achse des jeweiligen Lastmodellsmuss daher als sehr ungünstig angesehen werden.In der nachfolgenden weiterführenden Betrachtungzu den bisherigen Ausführungen im Kapitel 4.4 wirdhierauf in einem vereinfachten Ansatz eingegan-gen.

Das prinzipielle Vorgehen wird hierbei beibehalten,jedoch werden alle Doppel- und Dreifachachsgrup-pen der Fahrzeuge zu jeweils einer idealisiertenEinzelachse zusammengefasst. In Bild 28 ist dieexemplarisch dargestellt.

Mit den sich hierauf gegebenen neuen Zahlenwer-ten für die Achslastverteilungen werden in der obenbeschriebenen Methode Verteilungsfunktionen derEinzelachslasten (wirkliche Einzelachsen der Fahr-zeugtypen und idealisierte Einzelachsen) und derSumme aus zwei Einzelachslasten erstellt. Hierbeiwird sich auf die Untersuchung des Begegnungs-verkehrs beschränkt, da hier im Vergleich zumRichtungsverkehr in der vorhergehenden Analysehöhere Maximalwerte ermittelt wurden (vgl. Tabelle36 und Tabelle 37). Die Funktionsverläufe sind imAnhang D in den Bildern D 19 bis D 21 dargestellt.Die Fraktilwerte zur Bestimmung der Werte miteiner mittleren Wiederkehrperiode von 1.000 Jah-ren, die sich aus der Anzahl der Auftretenshäufig-keit der Einzelachsen bzw. der Begegnungsanzahlvon zwei Achsen ergeben, werden vereinfacht ausTabelle 36 übernommen. Aufgrund der Idealisie-rung von Doppel- und Dreifachachsgruppen zu Ein-

zelachsen ändert sich die mittlere Achsanzahl proFahrzeug (vgl. Tabelle 33). Hierdurch reduziert sichdie Anzahl der auftretenden Achsen entsprechendund der Fraktilwert wird kleiner. Auch die Anzahl derAchsbegegnungen ändert sich. Die Übernahme derin Tabelle 36 ermittelten Fraktilwerte liegt aber hin-sichtlich der Ermittlung der Maximalwerte (mittlereWiederkehrperiode von 1.000 Jahren) auf der si-cheren Seite und wird daher angewendet.

In Tabelle 38 sind die resultierenden Werte für dieEinzelachslasten und die Summe aus zwei Achs-lasten aufgeführt. Aufgrund der Idealisierung vonDoppel- und Dreifachachsgruppen zu Einzelachsensind diese Werte im Vergleich zu Tabelle 36 höher.Die Gegenüberstellung zu den Achslasten der Last-modelle erfolgt nunmehr aber nicht zu einer einzel-nen Achse in den Lastmodellen, sondern zu der je-weiligen Achsgruppe.

Für das Lastmodell LM 1 des DIN Fachberichtes er-gibt sich für das Tandemsystem im ersten Fahr-streifen eine Summe von 480 kN (2 · 0,8 · 300 kN).Dieser Wert ist größer als die in Tabelle 38 aufge-führten Werte für die Einzelachse (Maximalwert422 kN). Die Summe aus den Tandemsystemendes Lastmodells LM 1 in der ersten und der zweitenFahrspur ergibt sich zu 800 kN (TS 1: 480 kN, TS2: 320 kN). Auch dieser Wert ist größer als die inTabelle 38 aufgeführten Werte für die Summe auszwei Achsen (Maximalwert 604 kN). Im Diagrammin Bild 29 ist analog zu Bild 27 das Verhältnis zwi-schen den Wahrscheinlichkeiten der Achslastauftei-lungen 60:40 bzw. 40:60 zu 50:50 aufgezeigt. Eswird deutlich, dass für den ermittelten Wertebereichder Summe auf zwei Achslasten (vgl. Tabelle 38 –Modelle A 61 und LS 519 kN bis 604 kN, ModelleMS und OV 442 kN bis 509 kN) bei den Modellen A 61 und LS eine Aufteilung 60:40 bzw. 40:60 wahr-scheinlicher ist als eine Aufteilung 50:50 und beiden Modellen MS und OV eine Aufteilung 50:50 alswahrscheinlicher identifiziert werden kann. Für dasLastmodell LM 1 ergibt sich eine Aufteilung 60:40,unabhängig davon werden aber für alle Modelle dieermittelten Werte der Einzelachslast als auch derSumme aus zwei Achslasten abgedeckt.

Für das Lastmodell BK 60/30 ergibt sich hierbei die-selbe Aussage, da hier die Summen aus den Achsen der angesetzten SLW mit 600 kN bzw. 300kN ohnehin höher sind als beim Lastmodell LM 1.

Das Lastmodell BK 60 deckt demnach ebenfalls dieermittelten Werte für die Einzelachslasten ab. Stellt

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Bild 28: Prinzipielles Vorgehen zur Idealisierung von Mehrfach-achsgruppen

man des Weiteren den im Lastmodell BK 60 ange-setzten SLW 60 der Summe aus zwei Achsen in Ta-belle 38 gegenüber, so zeigt sich auch hier, abge-sehen vom oberen Wert im Modell A 61 (604 kN),eine Abdeckung.

Der Vergleich der in Tabelle 38 aufgeführten Wertefür die Einzelachslasten mit dem sich aus dem Last-modell BK 30/30 ergebenden Wert von 300 kN zeigt,dass die Einzelachslasten aus den Modellen A 61und LS nicht abgedeckt werden. Für die Modelle MSund OV zeigen sich nur leichte Überschreitungen(maximal 325 kN für Modell MS). Aus den in Kapitel

4.3 dargestellten Ergebnissen wird aber ersichtlich,dass für die Längsrichtung das Lastmodell BK 30/30für eine uneingeschränkte Restnutzungsdauer nurfür die Verkehrscharakteristik Ortverkehr (ModellOV) bei geringer Schwerverkehrsstärke angewen-det werden kann. Hier ergibt sich aus Tabelle 38 einWert von 304 kN, der somit nahezu deckungsgleichmit dem Wert aus dem Lastmodell ist.

Für die Summe aus zwei Achslasten ist für die Mo-delle MS und OV ebenfalls eine Abdeckung gege-ben. Entsprechend Bild 29 ist die wahrscheinliche-re Aufteilung hier 50:50 statt 60:40 bzw. 40:60. Das

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Tab. 38: Ergebnisse Begegnungsverkehr in der weiterführenden Betrachtung

Modelle Begegnungsverkehr

A 61 LS MS OV

Einzelachse

Fraktil von 1 – 1,762996 · 10-9 1 – 1,928675 · 10-9 1 – 2,320001 · 10-9 1 – 3,266940 · 10-9

Fraktil bis 1 – 8,814982 · 10-11 1 – 9,643375 · 10-11 1 – 1,160000 · 10-10 1 – 1,633470 · 10-10



Summe zwei

Achsen

Fraktil von 1 – 5,973118 · 10-6 1 – 5,163859 · 10-6 1 – 8,425230 · 10-6 1 – 1,312123 · 10-5

Fraktil bis 1 – 7,313599 · 10-9 1 – 8,953023 · 10-9 1 – 1,224977 · 10-8 1 – 2,479555 · 10-8



Bild 29: Verhältnisse zwischen der Wahrscheinlichkeit einer Aufteilung 40:60 bzw. 60:40 und einer Aufteilung 50:50 (Achslast – Be-gegnungsverkehr – Doppel- und Dreifachachsen zu Einzelachsen)

Lastmodell BK 30/30 hat ebenfalls eine Aufteilungvon 50:50.

Zusammenfassend zeigt sich also in der weiter-führenden Betrachtung, in der Doppel- und Drei-fachachsgruppen zu idealisierten Einzelachsen zu-sammengefasst werden und die ermittelten Maxi-malwerte (Wiederkehrperiode 1.000 Jahre) derSumme der Achsen den Lastmodellen (Tandem-system in LM 1, SLW in Lastmodellen der DIN 1072)gegenübergestellt werden, dass die LastmodelleLM 1 und BK 60/30 alle betrachteten Fälle (Model-le) abdecken. Das Lastmodell BK 60 deckt die Mo-delle MS und OV sowie die Modelle A 61 und LS fürgeringere Schwerverkehrsstärken ab. Das Lastmo-dell BK 30/30 ist ausreichend für die Abdeckung imModell OV bei geringer Schwerverkehrsstärke.

5 Ergänzende Untersuchungenfür den Richtungsverkehr

5.1 Inhalt der Ergänzung

In den Kapiteln 4.2 und 4.3 wurden in zwei Unter-suchungsschwerpunkten die Auswirkungen des ak-tuellen Schwerverkehrs auf Brückenbauwerke imBundesfernstraßennetz (Schwerpunkt Richtungs-verkehr) und im untergeordneten Straßennetz(Schwerpunkt Begegnungsverkehr) betrachtet. Fürdie Untersuchungen zum untergeordnetenStraßennetz wurden dabei drei Beschreibungendes Verkehrsaufkommens betrachtet, die sich hin-sichtlich der Verkehrszusammensetzung (Häufig-keit verschiedener Lkw-Fahrzeugtypen am gesam-ten Schwerverkehrsaufkommen) und der Gesamt-gewichtsverteilungen der einzelnen Fahrzeugtypenunterschieden. Für das Bundesfernstraßennetzwurden zur Beschreibung des Verkehrsaufkom-mens die aus Messungen an der A 61 ermitteltenVerkehrsdaten herangezogen und zusätzlich dieAuswirkung verschiedener Kompensationsmaß-nahmen (z. B. Überholverbot, Abstandsbeschrän-kung) betrachtet. Als Ergebnis können Empfehlun-gen für die Nachrechnungsrichtlinie erarbeitet wer-den, in denen für das untergeordnete Straßennetzdifferenziert für Verkehrsaufkommen (DTSV-Wert)und Verkehrszusammensetzung Ziellastniveaus(Lastmodelle) festgelegt werden. Für das Bundes-fernstraßennetz werden in Abhängigkeit eines fest-gelegten Ziellastniveaus (Lastmodell älterer Nor-mengeneration) zugehörige erforderliche Kompen-sationsmaßnahmen für den Verkehr identifiziert.

Generell unterscheiden sich die für die Untersu-chungen angenommenen Verkehrsaufkommen imBundesfernstraßennetz und im untergeordnetenStraßennetz dahingehend, dass für das Bundes-fernstraßennetz Richtungsverkehr (zwei Fahrspu-ren in eine Fahrtrichtung) und das untergeordneteStraßennetz Begegnungsverkehr (zwei Fahrspurenin entgegengesetzter Fahrtrichtung) angesetzt wer-den. Die Ergebnisse für das untergeordnete Stra-ßennetz (Variation der Verkehrsbeschreibung) sinddaher nicht direkt auf das Bundesfernstraßennetzübertragbar und aus den vorliegenden Ergebnissensind keine dahingehend differenzierten Festlegun-gen für Ziellastniveaus im Bundesfernstraßennetzmöglich.

Im Rahmen einer ergänzenden Untersuchung fürden Richtungsverkehr wird in diesem Kapitel an-hand eines deutlich reduzierten Untersuchungsum-fangs der Fragestellung nach einer differenziertenFestlegung des Ziellastniveaus für Bundesfern-straßen nachgegangen. Das Vorgehen wird kurzbeschrieben, Ergebnisse dargestellt und Schluss-folgerungen abgeleitet. Auf eine vollständige unddetaillierte Darstellung wird hier verzichtet, dadurchgehend Methoden und Datengrundlagen ver-wendet werden, die in den oben aufgeführten Ab-sätzen bereits dokumentiert sind.

5.2 Vorgehen

5.2.1 Ausgewähltes Tragsystem

Anhand der vorliegen Ergebnisse zeigt sich, dassfür den Richtungsverkehr das betrachtete Zweifeld-system mit 60 m Einzelstützweite am ungünstigstenist. Die Überschreitungen der Lastmodellniveaus„BK60/30“ und „BK60“ sind hier am häufigsten.Daher wird nachfolgend nur dieses Tragsystem be-trachtet.

5.2.2 Mehrspurverkehr

Im Rahmen dieser Ergänzung wird lediglich dieMehrspurvariante ohne Überholverbot betrachtet.Hierin wird das gesamte Schwerverkehrsaufkom-men im Verhältnis 80 zu 20 auf die beiden Fahr-spuren der Fahrtrichtung aufgeteilt. Für die zweiteFahrspur (Überholfahrspur) werden zusätzlich Pkwberücksichtigt. Das Verhältnis der Anzahl der Pkwzur Anzahl der Lkw in dieser Fahrspur wird mit 80zu 20 angenommen.

57

5.2.3 Verkehrszusammensetzungen

Es werden die oben aufgeführten Modelle für dieVerkehrszusammensetzungen „A 61“, „LS“, „MS“und „OV“ betrachtet. GenehmigungspflichtigerSchwerverkehr mit Dauergenehmigung oder ohneRoutenbeschränkung wird nicht berücksichtigt.

5.2.4 Gesamtgewichtsverteilungen

Es werden die oben aufgeführten Modelle für dieGesamtgewichtsverteilungen „A 61“, „LS“, „MS“und „OV“ betrachtet.

5.2.5 Betrachtete Verkehrsstärken

Es werden lediglich die beiden Verkehrsstärken10.000 und 1.000 (DTSV pro Fahrtrichtung) be-trachtet.

5.2.6 Stauabstand

Der Abstand zwischen den Fahrzeugen im Stau-verkehr wird mit konstant 5 m angenommen.

5.2.7 Kompensationsmaßnahmen

Kompensationsmaßnahmen werden in diesen er-gänzenden Untersuchungen nicht berücksichtigt.

5.2.8 Berücksichtigung reduzierter Rest-nutzungsdauern

Die Berücksichtigung einer reduzierten Restnut-zungsdauer von 20 Jahren wird vorgenommen.

5.2.9 Simulationsumfang

Zur Reduzierung der Ergebnisstreuungen wird einerhöhter Simulationsumfang angewendet. Für dieVerkehrsstärke 10.000 werden 5 Tage Verkehr si-muliert, für die Verkehrsstärke 1.000 analog dazu50 Tage.

5.3 Ergebnisse

Im Bild 30 sind die ermittelten charakteristischenWerte für das Stützmoment am Mittelauflager des 2 x 60 m Systems dargestellt. Die horizontalen Li-nien stellen die Niveaus der verschiedenen be-trachteten Lastmodelle dar. Auf der horizontalenAchse des Diagramms sind die entsprechendenKurzbezeichnungen für die verschiedenen betrach-teten Verkehre aufgeführt. Analog dazu sind in Bild31 die Ergebnisse für die Auflagerkraft am Mittel-auflager dieses Systems dargestellt. Die oben auf-geführten Ergebnisse zeigen, dass diese beidenKenngrößen relevant werden. Auf die Darstellung

58

Bild 30: Ermittelte charakteristische Werte für das Stützmoment am Mittelauflager des 2 x 60 m Systems in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens (DTSV-Wert) und der Verkehrszusammensetzung

der Ergebnisse der übrigen betrachteten Kennwer-te wird daher verzichtet.

Die Auswirkung der verschiedenen angenommenenVerkehrszusammensetzungen in Kombination mitunterschiedlichen Gesamtgewichtsverteilungen wirdin beiden Bildern deutlich. Auch die Differenzierungdes Verkehrsaufkommens zeigt sich hier deutlich,obgleich dies in den oben aufgeführten Ergebnissenebenfalls ersichtlich war. Die Bilder zeigen weiterhinauf, dass analog zum untergeordneten Straßennetzauch bezüglich dieses hier verwendeten reduziertenUntersuchungsumfangs eine Abstufung der Ziellast-niveaus in Abhängigkeit der Verkehrszusammenset-zung und des Verkehrsaufkommens möglich ist.

5.4 Schlussfolgerungen

Basierend auf den in den Bildern 30 bis 31 vorge-stellten Ergebnissen werden in Tabelle 39 die sichergebenden Lastmodelle, differenziert hinsichtlichder Verkehrsstärke und der Verkehrscharakteristik,in einer Zusammenfassung analog zum Kapitel 4.3(Begegnungsverkehr) für eine uneingeschränkteRestnutzungsdauer dargestellt. In Anhang E sindhierzu die ermittelten Verhältnisse zwischen den Si-mulationsergebnissen und den Werten aus der An-wendung der verschiedenen Lastmodelle sowie dieberechneten Wiederkehrperioden der Lastmodellni-

veaus analog zum Kapitel 4.3 tabellarisch aufge-führt.

Entsprechend den bisherigen Untersuchungenwerden in Tabelle 40 die identifizierten Lastmodellefür eine reduzierte Restnutzungsdauer von 20 Jah-

59

Bild 31: Ermittelte charakteristische Werte für die Auflagerkraft am Mittelauflager des 2 x 60 m Systems in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens (DTSV-Wert) und der Verkehrszusammensetzung

Tab. 39: Ergebniszusammenfassung – uneingeschränkte Rest-nutzungsdauer (Richtungsverkehr)

Tab. 40: Ergebniszusammenfassung – 20 Jahre Restnutzungs-dauer (Richtungsverkehr)

ren angegeben. Tabelle E 1 und Tabelle E 2 im An-hang E kann entnommen werden, dass bei einerreduzierten Restnutzungsdauer von 20 Jahren fürdie Verkehrscharakteristik Ortsverkehr („OV“) undeinen DTSV-Wert von 10.000 das Lastmodell BK30/30 hinreichend wäre. Da die in diesem Kapitelvorgestellten Ergebnisse auf einem reduzierten Un-tersuchungsumfang beruhen, werden die für denBegegnungsverkehr ermittelten Lastmodelle alsMindestniveau verwendet. Daher ergibt sich für denOrtsverkehr bei einem DTSV-Wert von 10.000 inTabelle 40 das Lastmodell BK 60 (vgl. Tabelle 31 inKapitel 4.3.3).

Bezüglich der Querrichtung (vgl. Kapitel 4.4) kanninsbesondere aus den im Kapitel 4.4.7 aufgeführtenAnalysen geschlussfolgert werden, dass für dieQuerrichtung kein höheres Lastmodell erforderlichist als hier für die Längsrichtung identifiziert wurde.In Kapitel 4.4.7 wurde sich zwar auf die Betrach-tung des Begegnungsverkehrs beschränkt, die Er-gebnisse in Kapitel 4.4.6 zeigen aber, dass sich fürden Richtungsverkehr bezüglich der Querrichtungkeine höheren Maximalwerte der Achslasten bzw.der Summe aus zwei Achslasten als für den Be-gegnungsverkehr ergeben.

6 Empfehlungen für die Nachrechnungsrichtlinie

Die in Kapitel 4 vorgestellten und in Kapitel 5 er-gänzten Ergebnisse werden nachfolgend zu Emp-fehlungen für die sich aktuell in Bearbeitung befind-liche Nachrechnungsrichtlinie zusammengefasst.

In Tabelle 41 werden hierzu die anzusetzendenLastmodelle aufgelistet, die entsprechend den vor-liegenden Untersuchungen für eine uneinge-schränkte Restnutzungsdauer und ohne zusätzli-che Kompensationsmaßnahmen das aktuelle Ver-

kehrsaufkommen abdecken. Die Einteilung der Ver-kehrscharakteristik sollte dabei objektbezogennach den im Lastmodell 4 für Ermüdungsberech-nungen der DIN EN 1991-2 aufgeführten Anteilenverschiedener Fahrzeugtypen erfolgen. Hierzu sindentsprechende Daten aus automatischen Dauer-zählstellen oder anderen geeigneten Erhebungenheranzuziehen. Für DTSV-Werte über 10.000 wur-den im vorliegenden Projekt keine Untersuchungendurchgeführt. Die Ergebnisse in [1] zeigen aber,dass das Lastmodell 1 des DIN Fachberichtes beiDTSV-Werten über 10.000 bereichsweise nichtmehr ausreichend ist.

In Tabelle 42 sind die anzusetzenden Lastmodelleaufgezeigt, die für eine eingeschränkte Restnut-zungsdauer von maximal 20 Jahren das aktuelleVerkehrsaufkommen abdecken. Im Vergleich zuruneingeschränkten Restnutzungsdauer ergebensich hier an einigen Punkten „niedrigere“ anzuset-zende Lastmodelle.

Für den Richtungsverkehr (Bundesfernstraßen)wurden in Kapitel 4 unter Annahme einer Verkehrs-zusammensetzung entsprechend dem Modell„A61“ Kombinationen aus Kompensationsmaßnah-men und Lastmodellen identifiziert, durch die dasaktuelle Verkehrsaufkommen für eine einge-schränkte Restnutzungsdauer abgedeckt ist. DieErgebniszusammenfassung in Tabelle 27 wird hier-zu weiter vereinfacht und verallgemeinert. Die Ab-hängigkeit der Ergebnisse von der Stützweite derTragsysteme wird hierin durch eine entsprechendeZusammenfassung entfernt. In Tabelle 43 sind dieErgebnisse aufgeführt.

Für die Querrichtung der Tragsysteme ergeben sichaus den vorliegenden Untersuchungen unter derAnnahme, dass Einzelachsen von Fahrzeugen denzwei bzw. drei Achsen der jeweiligen Lastmodellegegenübergestellt werden, keine höheren Lastmo-delle als für die Längsrichtung.

60

Tab. 41: Empfehlungen für die anzusetzenden Lastmodelle bei uneingeschränkter Restnutzungsdauer und ohne Ansatz von Kom-pensationsmaßnahmen

DTSV

Verkehrscharakteristik

Langstreckenverkehr Mittelstreckenverkehr Ortsverkehr

BFS * uSN ** BFS uSN BFS uSN

< 1.000 LM 1 BK 60/30 BK 60/30 BK 60 BK 30/30 BK 30/30

> 1.000 und < 10.000

LM 1 LM 1 LM 1 BK 60/30 BK 60 BK 60

* BFS: Bundesfernstraßennetz, mindestens zwei Fahrstreifen pro Fahrtrichtung (Richtungsverkehr)

** uSN: untergeordnetes Straßennetz, ein Fahrstreifen pro Fahrtrichtung (Begegnungsverkehr)

7 Zusammenfassung

Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist dieIdentifikation von vorhandenen Lastmodellen ausverschiedenen Normengenerationen, durch die,gegebenenfalls unter Wirkung zusätzlicher Kom-pensationsmaßnahmen für den Verkehr, die Einwir-kungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkommen füreine uneingeschränkte und eine eingeschränkteRestnutzungsdauer abgedeckt werden.

Grundlage der vorliegenden Untersuchungsergeb-nisse ist dabei die bereits in zwei vorhergehendenProjekten [1, 2] entwickelte und verwendete Me-thodik der Verkehrssimulation. Die für die Simula-tionsrechnungen erforderlichen Eingangsdatenentstammen dabei vorliegenden Auswertungenvon Verkehrsmessungen an verschiedenen Stellenim deutschen Autobahnnetz bzw. weiteren Annah-men.

Die Untersuchungen sind in zwei Hauptschwer-punkte unterteilt. Der erste Schwerpunkt beinhaltetdie Betrachtung des Verkehrsaufkommens aufBundesfernstraßen (Richtungsverkehr) mit einerDifferenzierung hinsichtlich des Schwerverkehrs-aufkommens (DTSV-Werte). Hierzu wurdenzunächst die Lastmodelle identifiziert, durch dieohne zusätzliche Kompensationsmaßnahmen dieEinwirkungen aus dem aktuellen Schwerverkehrs-aufkommen abgedeckt sind. Als Ergebnis zeigt sichhier, dass unter Annahme einer Verkehrszusam-mensetzung und Gesamtgewichtsverteilung derFahrzeuge entsprechend den vorliegenden Ver-kehrsdaten der A 61 der Ansatz des Lastmodells 1des DIN Fachberichtes generell erforderlich ist.Durch zusätzliche Kompensationsmaßnahmen fürdas Verkehrsaufkommen (Abstandsbeschränkungim fließenden Verkehr, Überholverbot, Einschrän-kung des genehmigungspflichtigen Großraum- undSchwerlastverkehrs ohne Routenbeschränkung

61

Tab. 42: Empfehlungen für die anzusetzenden Lastmodelle bei maximal 20 Jahren Restnutzungsdauer und ohne Ansatz von Kom-pensationsmaßnahmen

DTSV

Verkehrscharakteristik

Langstreckenverkehr Mittelstreckenverkehr Ortsverkehr

BFS uSN BFS uSN BFS uSN

< 1.000 LM 1 BK 60 BK 60 BK 45 BK 30/30 BK 30/30

> 1.000 und < 10.000

LM 1 LM 1 LM 1 BK 60 BK 60 BK 60

Tab. 43: Kombination aus Lastmodell und zusätzlich erforderlichen Kompensationsmaßnahmen

2 Fahrspuren

DTSV BK 60 BK 60/30 ** LM 1

< 1.000 A + B + ST10 0 + ST10 0

> 1.000 und < 10.000 A + B + ST15 C + ST10 0

> = 3 Fahrspuren, 40-200 m Einzelstützweite

DTSV BK 60 * BK 60/30 ** LM 1

< 1.000 C B 0

> 1.000 und < 10.000 A + B + ST10 C 0

0 keine Kompensationsmaßnahme (A bis C) erforderlich

A Abstandsbeschränkung auf 70 m (im fließenden Verkehr)

B Lkw-Überholverbot (mit Annahme, dass 5 % der Lkw-Fahrzeuge verbotswidrig die zweite Spur nutzen

C Lkw-Überholverbot (mit Annahme, dass durch entsprechende Kontrollmaßnahmen kein Lkw-Fahrzeug die zweite Spurnutzt)

ST10 objektbezogene Daten belegen einen Stauabstand zwischen 5 m und 15 m (gleichverteilt, Mittelwert 10 m)

ST15 objektbezogene Daten belegen einen Stauabstand zwischen 5 m und 25 m (gleichverteilt, Mittelwert 15 m)

* Bei Einstufung in die Brückenklasse BK 60 ist für Systeme mit > = 3 Fahrspuren keine Dauergenehmigung des genehmi-gungspflichtigen Schwerverkehrs möglich.

** Bei Einstufung in die Brückenklasse BK 60/30 ist für Verkehrsstärken > 1.000 keine Dauergenehmigung des genehmi-gungspflichtigen Schwerverkehrs möglich

oder mit Dauergenehmigung) kann darüber hinausdas aktuelle Schwerverkehrsaufkommen durch äl-tere Lastmodelle abgedeckt werden (BK 60/30, BK60). Die erforderlichen Kombinationen aus Lastmo-dell und zugehörigen erforderlichen Kompensa-tionsmaßnahmen wurden zusammengestellt.

Der zweite Untersuchungsschwerpunkt beziehtsich auf das Verkehrsaufkommen auf dem unterge-ordneten Straßennetz (Begegnungsverkehr). ImVergleich zum ersten Schwerpunkt wurden hierindie Annahmen für die Beschreibung des Verkehrs-aufkommens im Zuge der durchgeführten Ver-kehrssimulationen erheblich erweitert, sodass hierdifferenzierte Ergebnisse für verschiedene ange-nommene Verkehrszusammensetzungen und Ge-samtgewichtsverteilungen der in den Rechnungenbetrachteten Fahrzeugtypen vorliegen. Hier zeigtsich als Ergebnis, dass in Abhängigkeit der Ver-kehrszusammensetzung (Verkehrscharakteristik)und des Verkehrsaufkommens (DTSV-Werte) un-terschiedliche Lastmodelle geeignet sind, um dieEinwirkungen aus dem aktuellen Verkehrsaufkom-men ohne zusätzliche Kompensationsmaßnahmenabzudecken.

In einer ergänzenden Untersuchung für den Rich-tungsverkehr wurde anhand eines reduzierten Un-tersuchungsumfangs die Auswirkung der verschie-denen für den Begegnungsverkehr angenomme-nen Verkehrszusammensetzungen überprüft. Wiefür den Begegnungsverkehr ergibt sich hierdurchebenfalls die Möglichkeit einer differenzierten Fest-legung erforderlicher Lastmodelle in Abhängigkeitder Verkehrsstärke und der Verkehrszusammenset-zung.

Die in diesen Untersuchungsschwerpunkten ermit-telten Ergebnisse beziehen sich auf die Längsrich-tung der betrachteten Tragsysteme. Für die Quer-richtung wurde ergänzend eine analytische Be-trachtung durchgeführt. Als Ergebnis zeigt sich hier,dass unter der Annahme, dass Einzelachsen vonFahrzeugen den zwei bzw. drei Achsen in den je-weiligen Lastmodellen gegenübergestellt werden,gegenüber der Längsrichtung keine höheren Last-modelle erforderlich sind.

Die ermittelten Ergebnisse wurden abschließend zuEmpfehlungen für die Nachrechnungsrichtlinie zu-sammengefasst.

Die vorliegenden Untersuchungen beziehen sichgenerell auf ein aktuelles Verkehrsaufkommen.

Verkehrsentwicklungen hinsichtlich einer Änderungvon Fahrzeugtypen (zukünftige Zulassung höhererAchslasten oder Gesamtgewichte) oder Fahrzeug-zusammensetzungen sind hier nicht enthalten. DieErgebnisse lassen sich aber für eine zukünftigeVerkehrsentwicklung hinsichtlich des Verkehrsauf-kommens verwenden, da verschiedene Verkehrs-stärken untersucht und die damit verbundenen Aus-wirkungen auf die Endergebnisse ermittelt wurden.Generell beziehen sich alle vorliegenden Ergebnis-se auf den Vergleich von aus den Simulationsrech-nungen durch entsprechende statistische Auswer-tungen ermittelten Kennwerten mit definierten Wie-derkehrperioden (Biegemomente, Auflagerkräfteusw.) mit den entsprechenden Werten, die sich ausder Anwendung der verschiedenen betrachtetenLastmodelle ergeben.

Sicherheitstheoretische Untersuchungen, in denenüber die isolierte Betrachtung der Verkehrslast hi-naus das Zusammenspiel zwischen Einwirkungenund Widerständen betrachtet wird, sind nicht Ge-genstand des vorliegenden Projektes. Hier zeigtsich ein wesentlicher Punkt für weiterführende Un-tersuchungen. Die vorliegenden Ergebnisse kön-nen hierzu eine gute Grundlage bilden, da diewahrscheinlichkeitstheoretische Beschreibung derVerkehrslast hier sehr detailliert vorliegt.

Des Weiteren wurde im vorliegenden Projekt derstarke Einfluss der Annahmen für den Abstand derFahrzeuge im Stauverkehr aufgezeigt. Datenbe-stände, die die hier getroffenen Annahmen bestäti-gen oder auch widerlegen, sind dem Autor gegen-wärtig nicht bekannt. Es wäre daher empfehlens-wert, zukünftig durch geeignete Verkehrserfassun-gen solche Datenbestände zu sammeln.

Die eingesetzten Verfahren der Verkehrssimulationund die statistische Auswertung sollten ebenfallsSchwerpunkt einer weiterführenden Entwicklungsein. Die Abbildung des Verkehrsaufkommens istan zahlreichen Stellen gegenüber dem realen Ver-kehrsaufkommen stark vereinfacht. Überholvorgän-ge, Pulkbildungen aufgrund unterschiedlicher Ge-schwindigkeiten der Fahrzeuge und Staubildungenkönnen im vorliegenden Entwicklungsstand der ein-gesetzten Programmsysteme nur ersatzweise ab-gebildet werden. Ebenso wird die dynamischeWechselwirkung zwischen Fahrzeug, Fahrbahnund Tragwerk nur vereinfacht dargestellt.

Generell kann aber festgestellt werden, dass so-wohl die in diesem Forschungsprojekt als auch in

62

zwei vorhergehenden Forschungsprojekten einge-setzte Methodik geeignet ist, um für den Brücken-bestand Lastmodelle zu identifizieren, die die Ein-wirkungen aus dem Verkehrsaufkommen ab-decken. Ein größerer Umfang der Eingangsdatenist dabei zukünftig anzustreben, um die an einigenStellen getroffenen Annahmen mit real erfasstenDaten abgleichen zu können.

Literatur

[1] FREUNDT, U.; BÖNING, S.: Anpassung desDIN-Fachberichtes 101 ‘Einwirkungen aufBrücken’ an endgültige Eurocodes und natio-nale Anhänge einschließlich Vergleichsrech-nung. Schlussbericht zu FE 15.451/2007/FRB.Bergisch Gladbach: Bundesanstalt für Stra-ßenwesen, 2009

[2] FREUNDT, U.; BÖNING, S.: Anpassung desDIN-Fachberichtes 101 ‘Einwirkungen aufBrücken’ an endgültige Eurocodes und natio-nale Anhänge einschließlich Vergleichsrech-nung – Nachtrag. Schlussbericht zu FE15.451/2007/ FRB (Nachtrag). Bergisch Glad-bach: Bundesanstalt für Straßenwesen, 2010

[3] KASCHNER, R. et. al.: Auswirkungen des zu-nehmenden Schwerverkehrs auf die Brückender Bundesfernstraßen. Berichte der Bundes-anstalt für Straßenwesen, Brücken- und Inge-nieurbau, Heft B 68, 2008

[4] GRÜNBERG, J. et. al.: Auswirkungen desSchwerverkehrs auf Brückenbauwerke.Schlussbericht zu FE 15.395/2004/HRB. Ber-gisch Gladbach: Bundesanstalt für Straßenwe-sen, 2010

[5] MERZENICH, G.; SEDLACEK, G.: Hinter-grundbericht zum Eurocode 1 – Teil 3.2:„Verkehrslasten auf Straßenbrücken“. In: For-schung Straßenbau und Straßenverkehrs-technik (1995), Heft 711

[6] BÖNING, S.: Analyse zur Simulation desStraßenverkehr und der Auswirkungen desVerkehrs auf Brücken. Weimar: Bauhaus-Universität Weimar, Diplomarbeit, 2006

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Schriftenreihe

Berichte der Bundesanstaltfür Straßenwesen

Unterreihe „Brücken- und Ingenieurbau“

B 28: Erfassung und Bewertung von reaktionsharzgebundenen Dünnbelägen auf StahlEilers 11,00

B 29: Ergänzende Untersuchungen zur Bestimmung der Karbo-natisierungstiefe und des Chloridgehaltes von BetonGatz, Quaas 12,00

B 30: Materialkonzepte, Herstellungs- und Prüfverfahren für elutions-arme SpritzbetoneHeimbecher 11,00

B 31: Verträglichkeit von reaktionsharzgebundenen Dünnbelägen mit Abdichtungssystemen nach den ZTV-BEL-STEilers, Stoll 10,50

B 32: Das Programm ISOCORRAG: Ermittlung von Korrosivitäts-kategorien aus MassenverlustratenSchröder 11,50

B 33: Bewährung von Belägen auf Stahlbrücken mit orthotropen FahrbahnplattenEilers, Sczyslo 17,00

B 34: Neue reaktionsharzgebundene Dünnbeläge als Fahrbahn-beläge auf einem D-Brücken-GerätEilers, Ritter 13,00

B 35: Bewährung von Brückenbelägen auf BetonbauwerkenWruck 11,50

B 36: Fahrbahnübergänge aus AsphaltWruck 11,00

B 37: Messung der HydrophobierungsqualitätHörner, von Witzenhausen, Gatz 11,00

B 38: Materialtechnische Untersuchungen beim Abbruch der Talbrücke HaigerKrause, Wiggenhauser, Krieger 17,00

B 39: Bewegungen von Randfugen auf BrückenEilers, Wruck, Quaas 13,00

B 40: Schutzmaßnahmen gegen Graffitivon Weschpfennig 11,50

B 41: Temperaturmessung an der Unterseite orthotroper Fahrbahn-tafeln beim Einbau der Gussasphalt-SchutzschichtEilers, Küchler, Quaas 12,50

B 42: Anwendung des Teilsicherheitskonzeptes im TunnelbauStäding, Krocker 12,00

B 43: Entwicklung eines Bauwerks Management-Systems für das deutsche Fernstraßennetz – Stufen 1 und 2Haardt 13,50

B 44: Untersuchungen an Fahrbahnübergängen zur LärmminderungHemmert-Halswick, Ullrich 12,50

B 45: Erfahrungssamlungen:Stahlbrücken – Schäden – wetterfeste Stähle SeileTeil 1: Dokumentation über Schäden an Stahlbrücken

Teil 2: Dokumentation und Erfahrungssammlung mit Brücken aus wetterfesten StählenTeil 3: Erfahrungssammlung über die Dauerhaftigkeit von Brük- kenseilen und -kabelnHemmert-Halswick 13,00

B 46: Einsatzbereiche endgültiger Spritzbetonkonstruktionen im TunnelbauHeimbecher, Decker, Faust 12,50

B 47: Gussasphaltbeläge auf StahlbrückenSteinauer, Scharnigg 13,50

B 48: Scannende Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung von BrückenbauwerkenHolst, Streicher, Gardei, Kohl, Wöstmann, Wiggenhauser 15,00

B 49: Einfluss der Betonoberflächenvorbereitung auf die Haf- tung von EpoxidharzRaupach, Rößler 13,50

B 50: Entwicklung eines Bauwerks-Management-Systems für das deutsche Fernstraßennetz, Stufe 3Holst 13,50

B 51: Hydrophobierungsqualität von flüssigen und pastösen HydrophobierungsmittelnPanzer, Hörner, Kropf 12,50

B 52: Brückenseile mit Galfan-Überzug – Untersuchung der Haftfestigkeit von GrundbeschichtungenFriedrich, Staeck 14,50

B 53: Verwendung von selbstverdichtendem Beton (SVB) im Brücken- und Ingenieurbau an BundesfernstraßenTauscher 14,50

B 54: Nachweis des Erfolges von Injektionsmaßnahmen zur Mängelbeseitigung bei Minderdicken von TunnelinnenschalenDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Rath, Berthold, Lähner 12,50

B 55: Überprüfung des Georadarverfahrens in Kombination mit magnetischen Verfahren zur Zustandsbewertung von Brückenfahrbahnplatten aus Beton mit BelagsaufbauDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Krause, Rath, Sawade, Dumat 14,50

B 56: Entwicklung eines Prüfverfahrens für Beton in der Expo-sitionsklasse XF2Dieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Setzer, Keck, Palecki, Schießl, Brandes 19,50

B 57: Brandversuche in Straßentunneln – Vereinheitlichung der Durchführung und AuswertungDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Steinauer, Mayer, Kündig 26,50

B 58: Quantitative Risikoanalysen für StraßentunnelSistenich 14,50

B 59: Bandverzinkte SchutzplankenholmeSchröder 12,50

B 60: Instandhaltung des Korrisionsschutzes durch Teiler- neuerung - BewährungSchröder 13,50

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Alle Berichte sind zu beziehen beim:

Wirtschaftsverlag NWVerlag für neue Wissenschaft GmbHPostfach 10 11 10D-27511 BremerhavenTelefon: (04 71) 9 45 44 - 0Telefax: (04 71) 9 45 44 77Email: [email protected]: www.nw-verlag.de

Dort ist auch ein Komplettverzeichnis erhältlich.

B 61: Untersuchung von Korrision an Fußplatten von Schutz-plankenpfostenSchröder, Staeck 13,00

B 62: Bewährungsnachweis von Fugenfüllungen ohne Unter-füllstoffEilers 12,00

B 63: Selbstverdichtender Beton (SVB) im StraßentunnelbauDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Heunisch, Hoepfner, Pierson (†), Dehn, Orgass, Sint 17,50

B 64: Tiefenabhängige Feuchte- und Temperaturmessung an einer Brückenkappe der Expositionsklasse XF4Brameshuber, Spörel, Warkus 12,50

B 65: Zerstörungsfreie Untersuchungen am Brückenbauwerk A1Hagen/SchwerteDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Friese, Taffe, Wöstmann, Zoega 14,50

B 66: Bewertung der Sicherheit von StraßentunnelnZulauf, Locher, Steinauer, Mayer, Zimmermann, Baltzer, Riepe, Kündig 14,00

B 67: Brandkurven für den baulichen Brandschutz von Straßen-tunnelnBlosfeld 17,50

B 68: Auswirkungen des Schwerlastverkehrs auf die Brücken der Bundesfernstraßen – Teile 1-4Dieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Kaschner, Buschmeyer, Schnellenbach-Held, Lubasch, Grünberg, Hansen, Liebig, Geißler 29,50

B 69: Berücksichtigung der Belange behinderter Personen bei Ausstattung und Betrieb von StraßentunnelnWagener, Grossmann, Hintzke, Sieger 18,50

B 70: Frost-Tausalz-Widerstand von Beton in Brücken und Ingenieurbauwerken an BundesfernstraßenTauscher 14,50

B 71: Empfehlungen für geschweißte KK-Knoten im Straßen-brückenbauKuhlmann, Euler 22,50

B 72: Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit von permanenten Anti-Graffiti-SystemenWeschpfennig, Kropf, von Witzenhausen 13,50

B 73: Brand- und Abplatzverhalten von Faserbeton in Straßen-tunnelnDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Dehn, Nause, Juknat, Orgass, König 21,00

B 74: Verwendung von Anti-Graffiti-Systemen auf MauerwerkMüller 14,00

B 75: Sachstand Verstärkungsverfahren – Verstärken von Beton-brücken im BestandSchnellenbach-Held, Peeters, Scherbaum 13,50

B 76: Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbrücken unter Berücksichtigung des BelagssystemsSedlacek, Paschen, Feldmann, Geßler, Möller, Steinauer, Scharnigg 17,00

B 77: Anpassung von DIN-Fachberichten "Brücken" an Euro-codesTeil 1: DIN-FB 101 "Einwirkung auf Brücken"Teil 2: DIN-FB 102 "Betonbrücken"Teil 3: DIN-FB 103 "Stahlbrücken"

2010

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Teil 4: DIN-FB 104 "Verbundbrücken"Dieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Freundt, Böning, Maurer, Arnold, Gedwien, Müller,Schrick, Tappe, Kuhlmann, Rasche, Froschmeier, Euler, Hanswille, Brauer, Bergmann 29,50

B 78: Bemessung von Wellstahlbauwerken – Vergleich nach den bisherigen und den neuen RichtlinienDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Kuhlmann, Günther, Krauss 18,50

B 79: Untersuchungen zur Querkraftbemessung von Spannbe-tonbalken mit girlandenförmiger SpanngliedführungDieser Bericht liegt nur in digitaler Form vor und kann kostenpflichtig unter www.nw-verlag.de heruntergeladen werden.Maurer, Kiziltan, Zilch, Dunkelberg, Fitik (in Vorbereitung)

B 80: Lautsprecheranlagen und akustische Signalisierung in Straßentunneln Mayer, Reimann, Löwer, Brettschneider, Los 16,00

B 81: Quantifizierung der Lebensdauer von Betonbrücken mit den Methoden der Systemanalyse Müller, Vogel, Neumann 14,50

B 82: Verkehrslastmodelle für die Nachrechnung von Straßen-brücken im Bestand Freundt, Böning 16,00

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Kurzfassung – Abstract · 2018. 11. 15. · model “BK30/30” of the DIN 1072 (12-1985) or the...

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