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P. Schießl/T. F. Mayer · Lebensdauermanagement von Stahlbetonbauwerken Permeabilitätsmessungen zur Bewertung der Oberflächenqualität werden z. B. in der Schweiz verbreitet als Abnahmekriterien eingesetzt [17]. Allerdings weist die Permeabilität eine große Abhängigkeit vom Feuchtezustand der Betonoberfläche und ggf. vorhandener, oberflächennaher Rissbildung auf, so dass die Ergebnisse von Permeabilitätsmessungen nur unter Vorbehalt herangezogen werden sollten. Visuelle Untersuchungen liefern keine quantifizierbaren Eingangsgrößen für Schädigungsmodelle, stellen aber dennoch unverändert ein zentrales Element der Abnahme dar, da sie die einzige Möglichkeit sind, lokale Schwachstellen infolge von Rissbildung, Gefälleausbildung o. Ä. zu identifizieren. 2.8 Geburtszertifikat Alle dauerhaftigkeitsrelevanten Informationen von der Planung mit der ursprünglichen Lebensdauerbemessung und dem Inspektionsplan über die Eignungs- und Kontrollprüfungen bis hin zur Abnahme mit der aktualisierten Lebensdauerbemessung werden in einem zentralen Dokument, dem so genannten Geburtszertifikat, zusammengestellt. Das Geburtszertifikat stellt somit die Grundlage für das Instandhaltungsmanagement des Bauwerks dar. Der Inspektionsplan, der bereits während der Planungsphase aufgestellt wurde, wird auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse bzw. der aktualisierten Lebensdauerbemessung angepasst und legt in Abhängigkeit von der erwarteten Zustandsentwicklung Inspektionsintervalle, -methoden und -umfang fest. Während der Nutzung wird das Geburtszertifikat kontinuierlich fortgeschrieben und der Inspektionsplan entsprechend angepasst. Dadurch wird auch bei Eigentümerwechseln sichergestellt, dass alle für den Betrieb und die Instandhaltung maßgebenden Informationen über die gesamte Nutzungsdauer zur Verfügung stehen. 2.9 Inspektion, Monitoring und Instandsetzung Ein erster Inspektionsplan für die Durchführung von Zustandserfassungen während der Nutzungsphase wurde bereits in der Planungsphase entwickelt und nach Abnahme des Bauwerks aktualisiert und dem Bauherrn als Bestandteil des Geburtszertifikats übergeben. Dieser Inspektionsplan enthält Empfehlungen sowohl für das Inspektionsintervall als auch für die einzusetzenden Untersuchungsmethoden und den Untersuchungsumfang. Dabei sind zwei grundsätzlich verschiedene Modelle denkbar: 1. Anpassung des Inspektionsintervalls an die erwartete Zustandsentwicklung des Bauwerks/Bauteils 2. konstante Inspektionsintervalle und Anpassung der Untersuchungsmethoden an die erwartete Zustandsentwicklung Wegen der klarer definierten Verantwortlichkeiten erscheint die Verwendung konstanter Inspektionsintervalle von drei bzw. sechs Jahren entsprechend DIN 1076 sinnvoll. Aufbauend auf den Ergebnissen der Zustandsprognose für den Inspektionszeitpunkt können die eingesetzten Untersuchungsmethoden derart gewählt werden, dass sie eine eindeutige Bestimmung des Bauteilzustands ermögli- chen. Um die Kosten für die Bauwerksuntersuchungen zu reduzieren, empfiehlt sich ein mehrstufiges Vorgehen, bei dem ausgehend von vergleichsweise einfachen und stichprobenartigen Untersuchungen mit zunehmender Schädigung die Komplexität der Untersuchungsmethoden und der Untersuchungsumfang gesteigert wird [18], [1]. Um bei stichprobenartigen Untersuchungen die Gefahr, dass möglicherweise kritische Bauteilzustände übersehen werden, zu minimieren, werden für diese wesentlich schärfere Grenzwerte bei der Beurteilung angesetzt. Die Ergebnisse der Zustandserfassung sind zu dokumentieren und dem vorhandenen Geburtszertifikat hinzuzufügen. Des Weiteren sollten die Untersuchungsergebnisse herangezogen werden, um die vorhandene Lebensdauerprognose – unabhängig von dem gewählten Detaillierungsgrad – zu aktualisieren. Daten, die durch Korrosionsmonitoring erhoben werden, können in gleicher Weise wie Chloridprofile und Carbonatisierungstiefen zur Aktualisierung vollprobabilistischer Lebensdauerprognosen verwendet werden, indem die (statistisch verteilte) Eindringtiefe der Depassivierungsfront infolge Chlorideindringens oder Carbonatisierung als zusätzliche Randbedingung in der Berechnung berücksichtigt wird [14]. Ergibt sich aus der Zustanderfassung oder der Zustandsprognose die Notwendigkeit einer Instandsetzung während der verbleibenden Restnutzungsdauer, sind der Zeitpunkt der Instandsetzung, die Instandsetzungsmethode und die eingesetzten Materialien unter Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Faktoren auszuwählen. Dabei sind bei der Planung und Durchführung der Instandsetzungsmaßnahme die gleichen Schritte wie bei einer Neubaumaßnahme (Lebensdauerprognose, Eignungs- und Kontrollprüfungen) zu durchlaufen und das Geburtszertifikat und der Inspektionsplan entsprechend fortzuschreiben. Ähnlich wird auch im Fall von Umnutzungen während der Nutzungsdauer verfahren, die zu veränderten Umwelteinwirkungen und in der Folge zu einer Anpassung der Zustandsprognose führen [4]. 3 Zusammenfassung und Ausblick Für die Erhaltung alternder Bauwerksbestände stellt das Lebensdauermanagement eine zentrale Aufgabe dar. Mit vollprobabilistischen Lebensdauerbemessungsmodellen stehen bereits heute Werkzeuge zur Verfügung, die eine Prognose der Zustandsentwicklung unter Berücksichtigung der tatsächlichen Umwelteinwirkungen und Materialeigenschaften ermöglichen. Diese sind das Kernelement moderner Lebensdauermanagementsysteme. In Verbindung mit zerstörungsfreien Bauwerksuntersuchungen können die Prognoseergebnisse kontinuierlich zugeschärft werden und versetzen den Bauwerksbetreiber somit in die Lage, durch genaue Kenntnis des aktuellen Bauwerkszustands und der zukünftigen Zustandsentwicklung Instandhaltungsmaßnahmen frühzeitig zu planen und die verfügbaren Ressourcen über die Nutzungsdauer optimiert einzusetzen. Derart prädiktives Lebensdauermanagement wird derzeit bereits bei einigen Pilotprojekten eingesetzt, die für den Einsatz für größere Bauwerksbestände erforderlichen, computerbasierten Managementsysteme befinden sich allerdings derzeit noch in der Entwicklung. 18 Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 11
P. Schießl/T. F. Mayer · Lebensdauermanagement von Stahlbetonbauwerken Literatur [1] Zintel, M., Gehlen, Ch. und Mayer, T. F.: Zustandsbasierte Inspektionsplanung – Möglichkeiten für ein optimiertes Erhaltungsmanagement von Infrastrukturbauwerken. Proceedings zum 50. DAfStb Forschungskolloquium, München, 2009. [2] Gehlen, Ch.: Probabilistische Lebensdauerbemessung von Stahlbetonbauwerken – Zuverlässigkeitsbetrachtungen zur wirksamen Vermeidung von Bewehrungskorrosion. Heft 510 der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton, Beuth-Verlag, Berlin, 2000. [3] Gehlen, Ch., Mayer, T. F. und Schießl, P.: Von Bausteinen eines nachhaltigen Lebenszyklusmanagements für Ingenieurbauwerke. Proceedings zur Bauwerksdiagnose 2008, DGZfP, Berlin, 2008. [4] DAfStb Richtlinie „Grundlagen des Nachhaltigen Bauens mit Beton“ (GruNaBau), in Vorbereitung. [5] fib Bulletin 34: Model Code for Service Life Design. International Federation for Structural Concrete, Lausanne, 2006. [6] Breitenbücher, R.; Gehlen, Ch., Schießl, P., Hoonard van den, J. and Siemes, T.: Service Life Design for the Western Scheldt Tunnel. In: Durability of Building Materials and Components. NRC Research Press, Ottawa, 1999. [7] Mayer, T. F., Schießl, P. und Schießl-Pecka, A.: Lebensdauermanagement für das Parkhaus der Allianz-Arena in München. beton, Heft 9, S. 388–391, 2009. [8] Raupach, M., Harnisch, J. und Wolff, L.: Praxisnahe Untersuchungen zur Vorhersage des Chlorideindringens in unbeschichteten Parkbauten. Forschungsbericht F936, ibac, RWTH Aachen, Juli 2007. [9] Gehlen, Ch., Schießl, P. und Schießl-Pecka, A.: Hintergrundinformationen zum Positionspapier des DAfStb zur Umsetzung des Konzeptes von leistungsbezogenen Entwurfsverfahren unter Berücksichtigung von DIN EN 206-1, Anhang J, für dauerhaftigkeitsrelevante Problemstellungen. Beton- und Stahlbetonbau 103 (2008), Heft 12. [10] Schiessl, P. and Lay, S.: Influence of Concrete Composition on Reinforcement Corrosion. In: Böhni, H. (ed.): Corrosion in reinforced concrete structures. Cambridge, Woodhead Publishing Ltd, 2004. [11] Mayer, T., Schießl, P. and Zintel, M.: Birth Certificate as an Important Tool for Public-Private-Partnership Projects. Proceedings of the 1st International Symposium on Life-Cycle Engineering, Varenna, Italien, 2008. [12] Dauberschmidt, Ch., Kapteina, G. and Sodeikat, Ch.: Life Cycle Management of Concrete Structures – Part II: Monitoring. Proceedings of the 2nd International Conference on Concrete Rehabilitation, Retrofitting and Repair. Kapstadt, Südafrika, 2008. [13] Schießl, P., Schießl-Pecka, A. und Mayer, T. F.: Monitoring als Bestandteil des Lebensdauermanagements von Betonbauwerken. 11. Münchner Massivbau-Seminar, 2007. [14] Dauberschmidt, Ch., Sodeikat, Ch., Schießl, P. und Gehlen, Ch.: Monitoring von Verkehrsbauten – kontinuierliche Zustandserfassung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. Tiefbau, Heft 3/2008. [15] Mayer, T. F. and Schießl, P.: Life Cycle Management of Concrete Structures – Part I: Birth Certificate. Proceedings of the 2nd International Conference on Concrete Rehabilitation, Retrofitting and Repair. Kapstadt, Südafrika, 2008. [16] Schießl, P. und Mayer, T. F.: Lebensdauermanagement. In: Heft 572 „Schlussberichte zur ersten Phase des DAfStb/ BMBF-Verbundforschungsvorhabens Nachhaltig Bauen mit Beton“ der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton, Beuth-Verlag, Berlin, 2007. [17] Roelfstra, G., Hajdin, R., Adey, B. and Brühwiler, E.: Condition Evolution in Bridge Management Systems and Corrosion-Induced Deterioration. Journal of Bridge Engineering 9 (2004), Heft 3, S. 268–277. [18] Schießl, P., Mayer, T. F. und Sodeikat, Ch.: Zustandsanalyse als Basis für eine fachgerechte Instandsetzung von Betontragwerken. Proceedings zur 16. ibausil, Weimar, 2006. Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Peter Schießl schiessl@ib-schiessl.de Ingenieurbüro Schießl • Gehlen • Sodeikat GmbH Landsberger Straße 370 80687 München Dr.-Ing. Till Felix Mayer mayer@ib-schiessl.de Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 11 19
Seite 1: 2 + 11 104. Jahrgang Februar 2009,
Seite 4 und 5: Zement/Beton Bild 3. Flugbetriebsfl
Seite 6 und 7: Chr. Müller · Zemente mit mehrere
Seite 14 und 15: P. Schießl/T. F. Mayer · Lebensda
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