Lebenszykluskostenbetrachtungen für chloridexponierte Bauteile von Brücken‐ und Tunnelbauwerken

Abstract

An Verkehrsbauwerken mit nur sehr geringem Alter sind in der Vergangenheit vermehrt Schäden aufgetreten. Ursache ist die hohe Chloridbelastung durch Streusalz/Sole aus dem Winterdienst, welche chloridinduzierte Bewehrungskorrosion hervorruft. Die Instandsetzung resultierender Schäden ist nicht zuletzt aufgrund in der Regel erforderlicher Verkehrssicherungsmaßnahmen sehr kostenintensiv. Immer öfter stellt sich die Frage, welche Maßnahmen zu ergreifen sind, um zum einen Kosten zu reduzieren und zum anderen aber eine hohe Dauerhaftigkeit bei gleichzeitiger Robustheit der Maßnahme sicherzustellen. In diesem Zusammenhang wurden Lebenszykluskostenbetrachtungen für stark chloridbeaufschlagte Bauteile, wie Brückenkappen, Brückenmittelpfeiler, Tunnelnotgehwege, Tunnelinnenwände durchgeführt. Es wurden verschiedene Stahlgüten (konventionelle vs. nichtrostende Bewehrung) und Oberflächenschutzsysteme (OS‐System vs. Tiefenhydrophobierung) sowie verschiedene Instandsetzungsvarianten (Erneuerung OS‐System vs. Instandsetzung) verglichen. Für eine abschließende Bewertung relevanter Varianten wurden neben den Lebenszykluskosten zusätzlich auch die Themen „Dauerhaftigkeit“ sowie „Baupraktische Gesichtspunkte“ berücksichtigt.

Service life cost of selected design and repair strategies for concrete structures in chloride exposure: Particular consideration of 12% chromium steel

“…In this study, the service life costs were considered as the total costs of the new construction and possibly necessary interventions to reach the specified service life 5 . Here, the specified service life was 100 years.…”

“…For each of the studied cases, as described in Section 2.4, the costs of the interventions in the future were calculated with an interest rate capitalization ( q 1 = 1.03) and an interest rate inflation ( q 2 = 1.02). The costs were calculated with the following formula, obtained from Reference 5: with costs of new construction K E , costs of intervention K t at time t , and costs of traffic interruption and construction site installation K V . For simplification K V was assumed as a global percentage of the costs of intervention.…”

“…For the simulation of chloride ingress by modeling, two different levels of surface chloride contents C s were distinguished, as summarized in Table 3. These contents C s were selected on the basis of Reference 5 as well as on the basis of 55 chloride profiles measured in structures built between 1965 and 1974 in Switzerland (see the box plots illustrated in Figure 2). Figure 2 also shows the two selected scenarios used in this study, namely scenario “very high” and scenario “high.”…”

“…The inverse standard normal distribution was used to convert the probability of corrosion initiation to the reliability index β . The end of service life was considered to be reached when β = 0.5 5 . This corresponds to a probability of corrosion initiation of approximately 30%.…”

“…The end of service life was considered to be reached when β = 0.5. 5 This corresponds to a probability of corrosion initiation of approximately 30%.…”