Allgemeine Informationen zu BSWO
Ortbetonschutzwände (BSWO) sind gegenüber Schutzeinrichtungen aus Beton-Fertigteilen (BSWF) i.d.R. preisgünstiger in der Herstellung bzw. der Installation. Alle zu verbauenden Materialien werden nur einmalig und direkt zur Einbaustelle transportiert.
Bei der Installation vor Ort ist Ortbeton wesentlich flexibler mit Blick auf die erforderlichen Toleranzen der Unterlage oder auch von Einbaupositionen jeglicher Systemelemente sowie auch Anbindungen an andere Systeme; es sind keine Sonderelemente erforderlich, welche von Hause aus eine Abweichung der geprüften Schutzeinrichtung darstellen. Anpassungen in der Ausführung vor Ort sind bis kurz vor der Ausführung möglich.
Der vermeintliche Vorteil von Betonfertigteilen mit Blick auf eine einfache Demontierbarkeit stimmt in der Praxis oftmals auch nicht. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Elementen sind bei einer Demontage des öfteren nicht leicht oder sogar kaum lösbar.
Mit Blick auf die Leitungseigenschaften kann man bei Ortbeton davon ausgehen, dass die in den Anprallprüfungen erzielten Werte auch in der Praxis erreicht werden, da i.d.R. gebundene Unterlagen ohne Fixierung in den (nicht gebundenen) Untergrund verwendet werden. Bei Betonfertigteilen mit geringen Wirkungsbereichen werden oftmals Bodenanker / Rammdorne verwendet. Die Leistungseigenschaften der Anprallprüfung werden bei einer Verwendung in der Praxis dabei nur dann erzielt, wenn der nicht gebundene Untergrund mindestens den Eigenschaften aus der Anprallprüfung entspricht.
Je nach Aufstellort und Anforderung sind Fahrzeug-Rückhaltesysteme (FRS) in der Unterlage eingespannt oder frei aufgestellt. Betonschutzwände (BSW) im Allgemeinen werden entweder ohne jegliche mechanische oder formschlüssige Verbindung einer Unterlage installiert (frei aufgestellt) mittels Formschluss oder mechanischen Verbindungsmitteln in der Unterlage verankert. Mechanische Verbindungsmittel werden bei BSWF verwendet und können z.B. Rammdorne sein. BSWO mit Einspanung werden für gebundene Unterlagen i.d.R. über eine Längsnut in der Unterlage (z.B. 3 cm tief, 10 cm breit) mit dem Unterbau “verzahnt”.
Betonschutzwände in Ortbetonbauweise (BSW O) werden hergestellt, indem Frischbeton auf der Baustelle mit einem Gleitschalungsfertiger (oder in Fällen von Anschlüssen an bestehende Systeme oder Systemelemente mit einer ortsfesten Systemschalung) verarbeitet sowie verdichtet wird. Die Längsbewehrungselemente werden der Gleitschalung i.d.R. von vorn zugeführt. Am hinteren Ausgang der Gleichtschalung erreicht die BSW O auch die entgültige Form des Sollprofils.
Die häufigsten Unfallereignisse auf Autobahnen sind kleinere Anprallereignisse. Hierbei ist der Reparaturaufwand für Betonschutzwände aus Ortbeton als äußerst gering einzustufen. Alle PKW-Anprallprüfungen der Linetech BSWO haben gezeigt, dass keine Beschädigungen aufgetreten sind. In der Praxis sieht man an Ortbetonschutzwänden nach einem Anprall in der Regel nur die typischen Farbmarkierungen an den Kontaktstellen. Eine Reparatur wird nur nach einer Beschädigung der Betonstruktur oder einer Verschiebung der Betonschutzwand erforderlich.
Wird eine Reparatur erforderlich, kann diese in der Regel schnell ausgeführt werden. Die Erfahrung zeigt, das abgeschlossene Reparaturverträge in der Regel nicht oder nur sehr selten ausgeführt werden müssen.
Die Leistungseigenschaften von FRS werden mittels genormter Anprallprüfungen nach EN1317 ermittelt. Die Dauerhaftigkeit von Systemen beschreibt die Mindest-Zeitspanne, in welcher diese Leistungseigenschaften gleichbleiben und sich nicht verschlechtern.
Ortbetonschutzwände haben eine Mindest-Dauerhaftigkeit von 25 Jahren. In der Praxis halten Ortbetonschutzwände – auch durch die Verwendung von korrosionsgeschützten Bewehrungselementen – in der Regel mindestens 50 Jahre.
LINETECH führt aktuell zwei Schutzeinrichtungen für Bauwerke in der Produktpalette. Die Ortbetonschutzwände (BSWO) sind grundsätzlich frei aufgestellt und werden mittels Schubplatten nur in der Lage gesichert. Schutzeinrichtungen auf Bauwerken werden in der Regel auf geneigten Brückenkappen installiert. Um das Risiko eines Langzeit-Kriechens durch Vibrationen der Brückenkappe zu vermeiden, werden die Betonschutzwände auf den Kappen fixiert. Die Verbindung mit der Unterlage erfolgt mittels Verbundankern. Die Schubplatten nehmen hierbei auch die jeweils untere Bewehrungslage mit auf.
Allgemeine Informationen zu Fahrzeug-Rückhaltesystemen
Reale Installationen fordern – auch mit Blick auf Umrüstungen oder Erneuerungen im Bestand – zunehmend die Installation von Schutzeinrichtungen (SE) auf eigenständigen gebundenen Unterlagen direkt neben der Fahrbahnkante. In diesem Zusammenhang spricht man auch von Streifenfundamenten (SF).
SF haben im Vergleich zu durchgehenden Fahrbahnfundamenten eine wesentlich kleinere Kontaktfläche zum Baustoffmaterial unter dem Fundament. Somit erfahren derartige Systeme eine zum Teil wesentlich höhere Belastung. Darum ist es auch nicht zulässig, die Leistungsdaten von SE, welche in den Anprallprüfungen auf durchgehenden Fahrbahnfundamenten installiert waren, in eine SF-Installation zu übertragen. Selbst die Streifenfundamente untereinander können sich wesentlich voneinander unterscheiden; es ist wichtig, immer genau zu analysieren, welche Randbedingungen in der Anprallprüfung vorlagen und ob die reale Installation gleichwertige Randbedingungen liefern kann. Andernfalls ist eine Übertragung nicht möglich und es würde eine Sicherheitslücke entstehen.
Unsere LT 205-SF wurde genau für solche reale Installationen entwickelt und anprallgeprüft. Mit den Leistungsdaten H2 * W1 * ASI B * VI1 * Ddyn. = 0,0 m kann bestmögliche Sicherheit auch für Streifenfundamente garantiert werden.
Bei EN 1317 Anprallprüfungen müssen für alle PKW-Fahrzeugprüfungen Beschleunigungssensoren im Fahrzeug-Schwerpunkt plaziert werden. Die Messwerte werden gemäß den vorgegebenen Algorithmen aus der EN 1317 in die beiden Kennwerte ASI und THIV überführt. Der ASI-Wert darf maximal 1,9 (ohne Einheit) betragen, der THIV-Wert maximal 33 (km/h). In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu erwähnen, dass ASI und THIV keine objektive Bewertung der Anrpallheftigkeit auf Fahrzeuginsassen zulassen. Hierzu wäre eine Instrumenierung der Sensoren in den Betrachtungsorten (beispielsweise Kopf eines PKW-Fahrers) erforderlich.
Umfangreiche Untersuchungen der TU Graz an vielen FRS-Systemen (Schutzplanken (SP) und Betonschutzwände(BSW)) haben ergeben, dass die ASI- und THIV-Werte keine objektive Bewertung der Schwere von Verletzungen durch Beschleunigungen bei Fahrzeug-Anprallen zulassen. Weltweit wird für die Bewertung der Verletzungsschwere durch Beschleunigungen der anerkannte HIC-Wert (head injury criterion) ermittelt; unter anderem bei simulierten Abstürzen von Personen von Gerüsten, Kindern von Spielgeräten oder auch Personen in Flugzeugsitzen. Ein HIC-Wert von 300 wird in der Fachwelt im Allgemeinen als nicht kritisch erachtet; HIC-Werte über 700 haben demgegenüber eine hohes Risiko einer schwerwiegenden Verletzung oder gar einer Tötung.
Aktuell wird die Diskussion über die Schwere von Verletzungen durch Beschleunigungen fast ausschließlich über die ermittelten ASI-Werte geführt. In diesem Zusammenhang ist es jedoch sehr wichtig zu erwähnen, dass alle durch die TU Graz ermittelten HIC-Werte für BSW mit ASI-Werten im Bereich “C” allesamt unterhalb dem erwähnten HIC-Schwellenwert von 300 liegen und somit auch kein hohes Risiko für eine schwere Verletzung darstellen.
Der ASI- und auch der THIV-Wert lassen demnach keine objektive Einschätzung einer Verletzungsschwere von Fahrzeug-Insassen zu. Mit Blick auf eine realistische Einschätzung der Verletzungsschwere von Fahrzeuginsassen bei Fahrzeuganprallen wäre es folglich konsequent, die aktuelle Vorgehensweise zu hinterfragen.
Fahrzeug-Rückhaltesysteme (FRS) werden in zugelassenen Prüfinstituten einer sogenannten EN 1317 Erstprüfung – auch Typprüfung genannt – unterzogen. Die dabei ermittelten Leistungseigenschaften werden in den jeweiligen Prüfberichten zertifiziert. Mit Blick auf die Randbedingungen in den EN 1317 Prüfungen stellt sich jedoch immer wieder die Frage, ob die Leistungen auch in die Praxis übertragbar sind.
Es liegt naturgemäß im Interesse aller FRS Hersteller, bei den EN 1317 Prüfungen “alles richtig zumachen”, mit anderen Worten, die Randbedingungen vor Ort ideal zu gestalten, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.
Werden gebundene Unterlagen (z.B. Asphalt oder Beton) verwendet, müssen für diese Installationen sämtliche Dokumente (z.B. Lieferscheine, Eignungsprüfungen, etc.) bereitgestellt werden; mit dieser Forderung werden die Randbedingungen für eine Installation im Prüfinstitut maximal verifiziert. Gleiches gilt für eine Installation in der Praxis, ein Fundament (eine Unterlage) aus Asphalt oder Beton wird im jeweiligen Herstellungsprozess durch ein sehr dichtes Netz an Normen und Prüfungen begleitet und im Ergebnis sichert dies eine Übertragbarkeit der EN 1317 Leistungen in die jeweiligen Praxis-Installationen. Ortbetonschutzwände (BSWO) müssen zusätzlich die Anforderungen der Überwachungsklasse 2 erfüllen, hier überprüft ein weiteres externes akkreditiertes Prüfinstitut die Eigenüberwachung der Herstellungsbetriebe für jede hergestellte BSWO.
Werden FRS im Baugrund installiert oder verankert (Schutzplanken-Systeme oder Betonschutzwände in Fertigteilbauweise (BSWF)), gibt es mit Blick auf die Eigenschaften des Baugrundes keine vergleichbaren Prüfungen für die getesteten Systeme. Die Baugrundeigenschaften im Institut werden i.d.R. nur in Intervallen von >= einem Jahr geprüft (!). Art und Umfang der Prüfungen der Baugrundeigenschaften beinhalten weitere Unklarheiten; da die verwendeten Prüfungen keinen direkten Rückschluss auf das Leistungsverhalten der Böden für ein FRS zulassen. Hiervon betroffen sind im Wesentlichen die gerammten Stahl-Schutzplanken sowie BSWF mit einer Baugrundverankerung. Eine Übertragbarkeit von im Baugrund verankerten Systemen ist aus diesem Grund nicht pauschal möglich. Hier wären zwecks Vergleichbarkeit und Übertragbarkeit geeignete Prüfverfahren für jedes System angebracht, sogenannte Push-Pull Versuche für die EN 1317 Prüfungen sowie für die Installationen in der Praxis könnten hier ein erster Schritt sein, um die Vergleichbarkeit der ermittelten EN 1317 Leistungen zu ermöglichen.
Für Betonschutzwände ist der physische Kontakt zur Unterlage elementar für die Leistungsfähigkeit; hierüber wird maßgeblich der Widerstand gegen ein seitliches Verschieben beim Anprall definiert. Die zu stellende Frage ist dabei, welcher Unterschied besteht zwischen der Unterlage in der EN 1317 Prüfung zur jeweiligen Praxis Installation? Hier gibt es einen entscheidenden Unterschied zwischen den BSWO und den BSWF. Während die BSWO herstellungsbedingt immer einen 100%-igen Kontakt zur Unterlage garantieren kann, stehen BSWF in der Praxis durch die Unebenheit der Unterlage nur auf zwei oder maximal drei Punkten auf. Hierdurch wird die Leistungfähigkeit potentiell beeinträchtigt und eine Übertragung der Leistungen aus den Typprüfungen ist nicht uneingeschränkt möglich. Auch hier gibt es – wie beim Baugrund – keine Prüfverfahren, welche die reale Unebenheit von derartigen Systemen erfasst und für einen Praxiseinsatz “greifbar” macht. Die ZTV FRS erwähnt diesbezüglich nur eine erforderliche Toleranz von +/- 6 mm auf einer Länge von 4 Metern; hierbei wird die Querneigung jedoch außer Acht gelassen und es ergeben sich zusätzliche Unsicherheiten. Weiterhin wird auch die Element-Länge der jeweiligen BSWF nicht berücksichtigt; hier wird die Unsicherheit der Übertragbarkeit von Leistungseigenschaften mit zunehmender Elementlänge konstruktionsbedingt erhöht; zudem stellen sich dann zusätzliche Biegespannungen ein, welche das Systemverhalten zusätzlich beeinflussen können.
Der Einsatz vor abfallenden Böschungen ist für baugrund-verankerte FRS eine große Herausforderung. Diese Systeme (Schutzplanken, BSWF) können in derartigen Randbedingungen nicht automatisch die Leistungen aus den EN 1317 Prüfungen leisten. Systeme auf gebundenen Unterlagen mit 100% Kontaktfläche zur Unterlage (BSWO) können hier sicher die EN 1317 Ergebnisse abrufen. Bei allen anderen Systemen besteht Unsicherheit hinsichtlich der wirklichen Leistungsmöglichkeiten.
Werden Systeme in der Unterlage eingespannt, ist es auch dabei wichtig, eine durchgehende, lückenlose Verbindung des Systems mit der Unterlage sicherzustellen. Für BSWO gilt hier das gleiche wie für den Kontakt des Systems zur Unterlage: Die Einspannung (i.d.R. eine Nut) wird zu 100% gefüllt und Abweichungen in der Nutlage (innerhalb der zulässigen Toleranzen) haben keinen Einfluss auf die Systemleistungen. Für BSWF gilt hier, das der Kontakt zu einer Nutkante niemals durchgehend vorhanden sein kann; diese Problematik vergrößert sich mit der Elementlänge. Nachträglich eingebrachte Verfüllmaterialien sind nicht in der Lage, eine den BSWO vergleichbare 100%-ige Einspannung zu garantieren.
Es bleibt festzuhalten, dass FRS in der Praxis sehr vielen Randbedingungen unterliegen, welche einen Einfluss auf die Leistungseigenschaften haben. Betonschutzwände unterliegen dabei insgesamt betrachtet einem im Vergleich zu den Schutzplanken höheren Prüfungsszenario. Mit den zusätzlichen geforderten Prüfungen für den Ortbeton wird die Sicherheit einer Übertragbarkeit der Leistungseigenschaften in die jeweilige Örtlichkeit maximiert. Ohne eine vergleichbare Installation von Prüfverfahren für die Ebenheit (BSWF) sowie Baugrundeingeschaften (Schutzplanken, BSWF) ist dort eine Übertragbarkeit der EN 1317 Leistungseigenschaften nicht sicher möglich.