Straßenbrücken

In der Zuständigkeit der Niedersächsischen Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr befinden sich insgesamt 6.839 Straßenbrücken, davon (Stand 31.12.2017):

  • 1.794 an Bundesautobahnen,
  • 2.353 an Bundesstraßen,
  • 1.938 an Landesstraßen,
  • 754 an Kreisstraßen (in den 13 niedersächsischen Landkreisen, in denen die Landesbehörde gemäß entsprechender Vereinbarung die Zuständigkeit übernommen hat).

Die Landesbehörde ist unter anderem zuständig für die Unterhaltung dieser Brücken. Hierbei hat die Sicherheit für die Verkehrsteilnehmer oberste Priorität. Dazu erfolgen regelmäßige Bauwerksuntersuchungen sowie darüber hinaus bundesweit aktuell statische Nachrechnungen im Rahmen der systematischen Brückenertüchtigung.

Regelmäßige Bauwerksuntersuchungen

Fast alle Entwicklungen an einer Brücke, also auch Alterserscheinungen, zeichnen sich über Jahre hinweg ab und sind somit vorhersehbar. Die Brücken in ganz Deutschland werden schon seit den 1930er-Jahren regelmäßig überprüft. Deshalb besteht ein großer Erfahrungsschatz an Beobachtungen und Auswertungen, so dass in der Regel langfristige Aussagen über den Zustand einer Brücke getroffen werden können.

Vorgabe für die regelmäßigen Standarduntersuchungen ist die DIN 1076 („Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen, Überwachung und Prüfung“). Sie basiert auf einer Richtlinie aus dem Jahr 1930 und wurde im Laufe der Jahre mehrfach aktualisiert, zuletzt im November 1999. Die DIN 1076 schreibt vor, wie oft welche Untersuchungen an den Brücken im Bundesgebiet vorgenommen werden müssen. Es gibt:

  • die jährliche Sichtprüfung,
  • die Hauptprüfung (alle sechs Jahre),
  • die einfache Prüfung (immer drei Jahre nach einer Hauptprüfung),
  • Prüfungen aus besonderem Anlass (Sonderprüfungen), zum Beispiel nach schweren Unwettern, schweren Unfällen, Überflutungen usw.,
  • Prüfungen nach besonderen Vorschriften.

Bei einer Prüfung werden alle Schäden, aber auch die standardmäßigen Messdaten dokumentiert.

Bei der jährlichen Sichtprüfung gehen die Prüfer auch in die begehbaren Hohlräume des Bauwerks. Sie untersuchen die Brücke auf außergewöhnliche Veränderungen am Bauwerk, Mängel an Verkehrszeichen, Schutzeinrichtungen und Absturzsicherungen, an den Entwässerungseinrichtungen, an den Übergangskonstruktionen, an den Belägen und an den Böschungen sowie auf Risse, Verformungen, Verschiebungen und Betonabplatzungen.

Die Hauptprüfung findet alle sechs Jahre statt. Der Bauwerksprüfer geht dabei so nah an die Brücke heran, dass er jeden einzelnen Quadratmeter der Brücke mit der Hand anfassen kann („handnahe“ Untersuchung“). Dabei kann er auch Besichtigungsgeräte einsetzen. Dazu gehören: spezielle Fahrzeuge, zum Teil auf Schienen, Hebebühnen, Büro- und Gerätewagen. Auch Schlauchboote, Leitern und Lampen können eingesetzt werden. Zur Messung dienen Schweißnahtdickenmesser, Ultraschallgerät, Wasserwaage und Infrarotthermometer. Weitere Werkzeuge und Hilfsmittel sind Hammer, Schraubendreher, Zange, Zollstock, Lupe, Spiegel.

Die einzelnen Teile des Bauwerks müssen vor dieser Prüfung gereinigt werden, damit auch versteckte Schäden identifiziert werden können. Diese „handnahe“ Überprüfung kann bei großen Brücken bis zu drei Wochen dauern.

Bei der einfachen Prüfung werden keine Besichtigungsgeräte eingesetzt. Es handelt sich hierbei vielmehr um eine intensive, erweiterte Sichtprüfung. Dabei werden auch Einzelteile der Brücke untersucht. Dazu gehören neben den Lärmschutzwänden zum Beispiel auch die Lager, also die Bauteile, die die Last der Brücke richtig verteilen sollen.

Die Prüfung aus besonderem Anlass wird nach größeren Ereignissen vorgenommen, die den Zustand der Brücke beeinflussen könnten. Der Umfang der Prüfung ergibt sich je aus dem besonderen Anlass. Die Sonderprüfung ersetzt die anderen Prüfungen jedoch nicht.

Bei der Prüfung nach besonderen Vorschriften werden die maschinellen und elektrischen Anlagen überprüft, für deren Betrieb je eigene Vorschriften gelten.

Zur Bauwerksprüfung werden meistens Ingenieurbüros eingesetzt. Diese wiederum werden durch das Land stichprobenartig überprüft.

Bereits im Verlauf und nach Abschluss der Prüfung identifiziert der Ingenieur mögliche Ursachen für die festgestellten Mängel. Er benennt Maßnahmen zu deren Behebung, die in besonders kritischen Fällen auch Verkehrseinschränkungen bis hin zur sofortigen Sperrung der Brücke bedeuten können.

Systematische Brückenertüchtigung

Auf Deutschlands und damit auch auf Niedersachsens Autobahnen sind immer mehr schwer beladene Lkw unterwegs. Prognosen sagen voraus, dass sich der Güterkraftverkehr in den nächsten 30 Jahren sogar verdoppeln wird („Abschätzung der langfristigen Entwicklung des Güterverkehrs in Deutschland bis 2050″, Prognose des BMVBS 2007).

Dass einmal so viele Lkw auf den Straßen unterwegs sein würden wie heute, war vor 80 Jahren nicht zu erahnen. Zu dieser Zeit wurden die ersten Autobahnbrücken in Deutschland gebaut. Die meisten heute vorhandenen Autobahnbrücken in den alten Bundesländern wurden zwischen 1965 bis 1985 errichtet. Ihre Planer gingen von vollkommen anderen Verkehrsbedingungen aus. Während das zulässige Gesamtgewicht für einen Lkw im Jahr 1956 noch 24 Tonnen betrug, liegt es heute in Deutschland bei 40 Tonnen für Hänger- oder Sattelzüge mit mehr als vier Achsen.

Auch wenn die Ingenieure schon seinerzeit bei der Berechnung der möglichen Belastung der Brücken große Reserven einplanten, könnten diese angesichts der tatsächlichen Belastung der Brücken irgendwann aufgebraucht sein. Gegenwärtig wird für die Brücken bundesweit noch einmal berechnet, ob und wie lange sie unter den tatsächlichen Bedingungen der Last der täglich über sie hinwegrollenden Autos und Lastwagen noch standhalten können.

Konsequenz: Nachrechnung

Das Fachwort für diese Berechnung lautet Nachrechnung. Das Bundesverkehrsministerium hat gemeinsam mit der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) und in Abstimmung mit den Straßenbauverwaltungen der Länder eine „Strategie zur Ertüchtigung der Straßenbrücken im Bestand der Bundesfernstraßen“ entwickelt. Auf der Grundlage wissenschaftlicher Untersuchungen und Gutachten sowie nach bundesweiten Erhebungen hat das Bundesverkehrsministerium eine Liste von Brücken aufgestellt, die vordringlich statisch nachgerechnet werden sollen. In Niedersachsen sind es rund 250 Bauwerke.

Wie funktioniert die Nachrechnung in Niedersachsen?

Die Nachrechnung erfolgt in Niedersachsen netzmaschenweise. Unter einer Netzmasche versteht man einen zusammenhängenden Streckenabschnitt einer Verbindung. Eine Netzmasche oder ein Streckenabschnitt ist immer nur so stark wie seine schwächste Brücke. Deswegen wird in Niedersachsen nicht nur diejenige Brücke untersucht, die in der Liste des Bundesverkehrsministeriums auftaucht, sondern es werden auch die Brücken im gleichen Streckenabschnitt untersucht. Konkret sind in Niedersachsen bis 2030 insgesamt rund 750 Bauwerke nachzurechnen.

Was folgt aus der Nachrechnung?

Bei der Nachrechnung wird die Restnutzungsdauer einer Brücke ermittelt, also der Zeitraum, in dem die Brücke noch sicher betrieben werden kann. Am Ende der Restnutzungsdauer wird die alte Brücke abgebrochen und durch eine neue ersetzt (Ersatzneubau). Ziel ist es immer, die damit verbunden Baumaßnahmen bei laufendem Betrieb auf der Brücke zu realisieren. Vollsperrungen werden, so weit es geht, vermieden und damit die Verkehrsbehinderungen minimiert.

Dies ist möglich, weil viele Brücken in Niedersachsen aus Teilbauwerken bestehen; das heißt, dass pro Richtungsfahrbahn ein einzelnes Bauwerk errichtet wurde. Die meisten Autobahnbrücken bestehen eigentlich aus zwei einzelnen Brücken, die direkt nebeneinander stehen. Der Autofahrer nimmt sie als eine einzige Brücke wahr. Doch die Teilbauwerke können separat abgebrochen und neu gebaut werden. Der Verkehr kann also trotz Baustelle an einem Brücken-Teilbauwerk weiter über das andere Teilbauwerk fließen.

Der Bau einer solchen neuen Brücke kann jedoch mehrere Jahre dauern, auch weil hier gegebenenfalls Planfeststellungsverfahren erforderlich sind. Deshalb ist es wichtig, schon frühzeitig die Restnutzungsdauer zu ermitteln und sich darauf einzurichten. Durch verschiedene Maßnahmen kann man die Restnutzungsdauer verlängern. Möglich sind zum Beispiel Restriktionen für Lkw, etwa ein Mindestabstand oder ein Höchstgewicht. Möglich ist auch eine Verstärkung durch äußere, stützende Konstruktionen.

Häufig gestellte Fragen zur Brückennachrechnung

1. Warum werden Brücken nachgerechnet? Reichen die regelmäßig vorgeschriebenen Bauwerksprüfungen nicht aus?

Mit der Bauwerksprüfung wird im Wesentlichen der äußere Erhaltungszustand der Brücke erfasst (Risse, Abrostungen, Setzungen usw.). Die Bauwerksprüfung lässt auch Rückschlüsse auf die Tragfähigkeit der Brücke zu.

Die tatsächliche (innere) Tragfähigkeit kann jedoch nur durch eine Nachrechnung ermittelt werden, so dass sich Nachrechnung und Bauwerksprüfung bei der Beurteilung von Brücken mit der Bestimmung der äußeren und inneren Werte ergänzen.

2. Sind die Brückennachrechnungen ein einmaliger Vorgang, oder finden diese Nachrechnungen an den betroffenen Bauwerken mehrfach statt?

Im Regelfall werden Brücken nur einmal nachgerechnet. Ändert sich durch äußere Einwirkungen (Verkehrsunfall, Naturereignis u. a.) oder auch durch erhöhten Verschleiß die Grundlage der ursprünglichen Nachrechnung, wird ggf. eine erneute oder ergänzende Nachrechnung erforderlich.

3. Nach welchen Kriterien werden die Bauwerke bestimmt, die nachgerechnet werden sollen?

Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) hat im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums in einem ersten Schritt diejenigen Brücken aus dem Bestand herausgefiltert, die vordringlich nachzurechnen sind. Die Nachrechnung erfolgt in Niedersachsen netzmaschenweise. Unter einer Netzmasche versteht man einen zusammenhängenden Streckenabschnitt einer Verbindung. Eine Netzmasche oder ein Streckenabschnitt ist immer nur so stark wie seine schwächste Brücke. Deswegen wird in Niedersachsen nicht nur diejenige Brücke untersucht, die in der Liste des Bundesverkehrsministeriums auftaucht, sondern es werden auch die Brücken im gleichen Streckenabschnitt untersucht.

4. Gibt es Regionen oder bestimmte Altersklassen von Brücken, die besonders von der Nachrechnung betroffen sind?

Es gibt in Niedersachsen keine Regionen, die besonders betroffen sind. Besonders betroffen sind zunächst alle Brücken, die nach einem aus heutiger Sicht nicht mehr zutreffenden Verkehrslastmodell bemessen wurden und zugleich im Zuge einer besonders stark von Schwerverkehr belasteten Straße liegen. Ein wesentliches Kriterium ist außerdem das Baujahr. Je älter eine Brücke ist, desto weniger sind im Allgemeinen die Erkenntnisse der bautechnischen Entwicklung des modernen Brückenbaus eingeflossen.

5. Warum erfolgen Sperrungen und Beschränkungen oft so unmittelbar nach Vorliegen der Nachrechnungsergebnisse?

Die Nachrechnungen werden von leistungsfähigen und erfahrenen Ingenieurbüros durchgeführt. Unmittelbar nach Vorliegen der Ergebnisse werden diese mit einem anerkannten Prüfingenieur und Fachleuten aus der Verwaltung diskutiert. Sollte als Ergebnis dieser Diskussion ein sicherer Betrieb ohne Kompensation wie zum Beispiel einer Einschränkung der Tragfähigkeit nicht mehr möglich sein, bleibt aus Sicherheitsgründen zum Schutz der Allgemeinheit keine andere Wahl, als sofort nach Bekanntwerden der Ergebnisse zu reagieren.

6. Was bedeutet Nachrechnung – werden die Bauwerke nur rechnerisch überprüft oder auch in Augenschein genommen?

Mit der Bauwerksprüfung (DIN 1076) wird die Brücke in Augenschein genommen, wobei im Wesentlichen der äußere Erhaltungszustand der Brücke (Risse, Abrostungen, Setzungen usw.) erfasst werden. Die Bauwerksprüfung lässt auch Rückschlüsse auf die Tragfähigkeit der Brücke zu.

Die tatsächliche (innere) Tragfähigkeit kann jedoch nur durch eine Nachrechnung ermittelt werden, so dass sich Nachrechnung und Bauwerksprüfung bei der Beurteilung von Brücken mit der Bestimmung der äußeren und inneren Werte ergänzen.

7. Wie läuft eine Nachrechnung konkret ab?

Üblicherweise werden leistungsfähige und erfahrene Ingenieurbüros mit der Nachrechnung beauftragt; die Nachrechnung wird durch einen anerkannten Prüfingenieur überprüft und die Ergebnisse werden gemeinsam mit Fachleuten aus der Straßenbauverwaltung diskutiert. Die Straßenbauverwaltung entscheidet dann über den weiteren Umgang mit der betreffenden Brücke.

In Abhängigkeit von der tatsächlichen Verkehrsbelastung wird ein sogenanntes Ziellastniveau ermittelt, für das die Brücke statisch nachzuweisen ist. Kann die Brücke für das Ziellastniveau, das durchaus unter dem heutigen Bemessungslastniveau des Eurocodes liegen kann, nachgewiesen werden, kann die Brücke zunächst uneingeschränkt weiter genutzt werden.

Ist die Brücke für das Ziellastniveau nicht nachweisbar, muss die Brücke verstärkt oder durch einen Ersatzneubau ersetzt werden.

Das mehrstufige Verfahren der Nachrechnung beginnt mit für Neubauten üblichen Rechenmodellen und Nachweisführungen (erste Stufe). Sollten die statischen Nachweise in der ersten Stufe nicht gelingen, ermöglicht die Richtlinie jedoch durch Schärfung der Rechenmodelle bis hin zum Einsatz wissenschaftlicher Erkenntnisse Tragfähigkeitsnachweise für eine vorübergehende Nutzung bis zum Ersatzneubau. Die Schärfung der Rechenmodelle geschieht durch die Beschaffung von vertieften Erkenntnissen – dazu gehören zum Beispiel auch die Ermittlung der tatsächlichen Betonfestigkeit am Bauwerk oder auch die exakte Bestimmung des Eigengewichtes der Brücke.

8. Was bedeutet „mehrstufiges Nachrechnungsverfahren“? Warum geht man nicht gleich vom schlimmsten Fall aus und hat ein schnelleres Ergebnis?

Das mehrstufige Verfahren der Nachrechnung beginnt mit für Neubauten üblichen Rechenmodellen und Nachweisführungen (1. Stufe). Sollten die statischen Nachweise in der ersten Stufe nicht gelingen, ermöglicht die Richtlinie jedoch durch Schärfung der Rechenmodelle bis hin zum Einsatz wissenschaftlicher Erkenntnisse (4. und letzte Stufe) Tragfähigkeitsnachweise für eine vorübergehende Nutzung bis zum Ersatzneubau. Die Schärfung der Rechenmodelle geschieht durch die Beschaffung von vertieften Erkenntnissen – dazu gehören zum Beispiel auch die Ermittlung der tatsächlichen Betonfestigkeit am Bauwerk oder auch die exakte Bestimmung des Eigengewichtes der Brücke.

Je aufwendiger die Rechenverfahren werden, desto teurer werden die Berechnungen und umso weniger Ingenieurbüros können diese Untersuchungen durchführen – außerdem reichen die Kapazitäten in den Büros nicht aus, für alle Brücken sofort in aufwendige Berechnungsverfahren einzusteigen.

9. Welche Ergebnisse kann eine Nachrechnung haben? Was folgt jeweils daraus?

In Abhängigkeit von der tatsächlichen Verkehrsbelastung wird ein sogenanntes Ziellastniveau ermittelt, für das die Brücke statisch nachzuweisen ist. Kann die Brücke für das Ziellastniveau, das durchaus unter dem heutigen Bemessungslastniveau des Eurocodes liegen kann, nachgewiesen werden, kann die Brücke zunächst uneingeschränkt weiter genutzt werden.

Ist die Brücke für das Ziellastniveau nicht nachweisbar, muss die Brücke verstärkt oder durch einen Ersatzneubau ersetzt werden.

10. In Niedersachsen wurden 250 Bauwerke festgelegt, die vordringlich nachgerechnet werden sollten. Gibt es auch Bauwerke, die darüber hinaus nachgerechnet werden müssen? Wenn ja, wie viele?

Auf der Grundlage wissenschaftlicher Untersuchungen und Gutachten sowie nach bundesweiten Erhebungen hat das Bundesverkehrsministerium eine Liste von Brücken aufgestellt, die vordringlich statisch nachgerechnet werden sollen. In Niedersachsen sind es rund 250 Bauwerke.

Die Nachrechnung erfolgt in Niedersachsen darüber hinaus netzmaschenweise. Unter einer Netzmasche versteht man einen zusammenhängenden Streckenabschnitt einer Verbindung. Eine Netzmasche oder ein Streckenabschnitt ist immer nur so stark wie seine schwächste Brücke. Deswegen wird in Niedersachsen nicht nur diejenige Brücke untersucht, die in der Liste des Bundesverkehrsministeriums auftaucht, sondern es werden auch die Brücken im gleichen Streckenabschnitt untersucht. Konkret sind in Niedersachsen bis 2030 insgesamt rund 750 Bauwerke nachzurechnen.

11. Warum beginnt die Planung eines Ersatzneubaus erst so spät? Könnte man nicht Zeit einsparen, indem man die Planungen schon während der Nachrechnung beginnt?

Als Ergebnis der Nachrechnung kann die Brücke entweder

  • weiter uneingeschränkt genutzt werden oder
  • mit einer beschränkten Restnutzungsdauer genutzt werden oder
  • nur mit verkehrlichen Restriktionen weiter genutzt werden.

Im Fall der beschränkten Nutzbarkeit muss untersucht werden, inwieweit die Brücke mit einer Verstärkung weiter genutzt werden kann oder sogar ein Ersatzneubau erforderlich wird. Zur Entscheidung dieser Fragestellung sind auch wirtschaftliche und verkehrliche Gesichtspunkte wesentlich. So kann es zweckmäßig sein, einen Ersatzneubau vorzuziehen, obwohl eine Verstärkung für einen begrenzten Zeitraum technisch möglich wäre.

Mit den konkreten Planungen kann daher sinnvoll erst nach Abschluss dieser Untersuchungen begonnen werden.

12. Warum dauert die Planung für einen Ersatzbau so lange?

Die Brücken entsprechen nicht mehr nur statisch den heutigen Anforderungen. Auch aus verkehrlicher Sicht sind viele Brücken veraltet; sie müssen verbreitert werden; Gründe hierfür sind z. B. veränderte Regelquerschnitte aber auch die Anlage von Radwegen, Lärmschutz- und Sicherheitssystemen. Die Verbreiterung allein stellt einen erheblichen Eingriff in die Landschaft und in vorhandene Verhältnisse (z. B. Eigentum) dar. Neben dem Naturschutz sind in der Regel auch wasserschutzrechtliche und denkmalschutzrechtliche Aspekte zu berücksichtigen. Die Erhebung dieser Randbedingungen benötigen einen nicht unerheblichen Zeitraum. Insbesondere für die naturschutzfachlichen Aspekte erfolgt die Erhebung zu meist über eine vollständige Vegetationsperiode.

Aus diesen Ergebnissen lassen sich Anforderungen an die Planung erstellen, die häufig gegensätzlich zueinander stehen. Für eine ausgewogene Vorzugsvariante ist ein langwieriger iterativer Abwägungsprozess erforderlich.

Die Straßengesetze bestimmen, dass neue und wesentlich geänderte Bundesfern-, Landes- und Kreisstraßen nur gebaut werden dürfen, wenn der aus Zeichnungen, Berechnungen und Erläuterungen bestehende Plan vorher „festgestellt“ ist. Hierzu dient das so genannte Planfeststellungsverfahren. Dessen Zweck ist es, alle von dem Bauvorhaben betroffenen öffentlichen und privaten Belange gegeneinander abzuwägen und widerstrebende Interessen auszugleichen, ohne dass es noch weiterer öffentlicher Verfahren oder Zustimmungen anderer Behörden bedarf. Ist die Maßnahme „festgestellt“, hat also Baurecht erlangt, so sind die Vergabeunterlagen zu erstellen und die Maßnahme in einem öffentlichen Vergabeverfahren an ein leistungsfähiges und erfahrenes Unternehmen zu vergeben. Auch dieser Prozess benötigt aufgrund der gesetzlich festgelegten Fristen einen größeren Zeitraum.

Erst nach Durchlaufen aller dieser Planungsschritte kann mit dem eigentlichen Bau der Brücke begonnen werden. (Quelle)


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