Richtlinie Anprall von Strassenfahrzeugen auf Bauwerksteile von … · enthalten, weshalb bestehende Bauwerke diesen Einwirkungen möglicherweise nicht genügen. Unter Ziffer 3.8

RICHTLINIE

ANPRALL VON STRAS-SENFAHRZEUGEN AUF BAUWERKSTEILE VON KUNSTBAUTEN Ergänzungen zur Norm SIA 261

Ausgabe 2005 V1.10 ASTRA 12008

Bundesamt für Strassen

Richtlinie

Anprall von Strassenfahrzeugen aufBauwerksteile von Kunstbauten

Ergänzungen zur Norm SIA 261 Einwirkungen auf Tragwerke

2005

Bundesamt für Strassen � Office fédéral des routes ASTRA � OFROU

Ufficio federale delle strade � Uffizi federal da vias USTRA � UVIAS

Eidg. Dep. für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation � Dép. fédéral de l’environnement, des transports, de l’énergie et de la communicationDip. federale dell’ambiente, dei trasporti, dell’energia e delle comunicazioni � Dep. federal da l'ambient, dals transports, da l'energia e da la communicaziun

Richtlinie

Anprall von Strassenfahrzeugen aufBauwerksteile von Kunstbauten


Impressum

AutorDaniel Schuler, Bürkel Baumann Schuler, Winterthur

BegleitungWilli Schuler, ASTRA

HerausgeberBundesamt für Strassen ASTRA, Abteilung Strassennetze; Standards, Forschung, Sicherheit, 3003 Bern

Ort, JahrBern, 2005

BezugsquelleBBL, Vertrieb Publikationen, CH-3003 Bern, www.bbl.admin.ch/bundespublikationenBestell-Nr. 308.343.dDownload: www.astra.admin.ch

Preis (gedruckte Version)CHF 40.- (inkl. MWSt.)

© ASTRA 2005, Abdruck unter Angabe der Quelle gestattet

Anprall von Strassenfahrzeugen auf Bundesamt für StrassenBauwerksteile von Kunstbauten

Ausgabe 2005 Seite 1 / 50

Vorwort

Die vorliegende Richtlinie richtet sich an die Bauherrenvertreter sowie die von ihnen beauftragtenIngenieure. Sie liefert detaillierte Informationen zu den Aspekten des Anpralls von Strassenfahr-zeugen an Tragwerke. Solche Angaben sind in den heute verfügbaren technischen Grundlagennicht vorhanden. Die bisher in den Normen angegebene Anprallkraft zur Berücksichtigung desAnpralls von Schweren Lastfahrzeugen wurde weitgehend auf Grund von sehr alten, aus denJahren 1958 bis 1961 stammenden Resultaten von Anpralltests oder sogar ohne Grundlagefestgelegt.

Für den Fall, dass der Fahrzeuganprall an ein Bauteil verhindert werden soll, enthält die SchweizerNorm SN 640 566, Passiver Schutz im Strassenraum, Einsatz, Wahl und Anordnung von Fahr-zeugrückhaltesystemen, Angaben zu Schutzeinrichtungen wie Leitschranken oder Leitmauern.Diese Informationen sind jedoch auf die Verkehrssicherheit ausgerichtet und damit unzureichendum Massnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit und Wirtschaftlichkeit von Tragwerken zubeurteilen.

Als Folge dieser Ausgangslage mussten Grundlagen als einheitliche Basis für die Bemessung undÜberprüfung geschaffen werden. Das Bundesamt für Strassen erteilte deshalb dem IngenieurbüroBürkel Baumann Schuler, Winterthur, den Auftrag, die Grundlagen zum Anprall von SchwerenLastfahrzeugen an Bauwerksteile von Kunstbauten bzw. zum Objektschutz zu erarbeiten. Der imRahmen dieses Auftrags erstellte Bericht enthält die Grundlagen für die differenzierte Ermittlungder beim Anprall eines Strassenfahrzeugs massgebenden Einwirkungen. Diese Grundlagen sind inder vorliegenden Richtlinie in den informativen Anhängen kurz zusammengefasst dargestellt.

Die im Rahmen der Grundlagenerarbeitung ermittelten Anprallkräfte wurden in die Norm SIA 261,Einwirkungen auf Tragwerke, aufgenommen. Bei der Verwendung der vorliegenden Richtlinieergeben sich somit keine Widersprüche zu den geltenden Schweizer Normen. Indem Einfluss-faktoren wie der Abstand des Tragwerks von der Strasse, der Verkehr oder Schutzeinrichtungenberücksichtigt werden, können die Anprallkräfte mit Hilfe der Richtlinie jedoch differenzierterbestimmt werden. Im Weiteren gibt die Richtlinie auch Hinweise zur Beurteilung von bestehendenBauwerken.

BUNDESAMT FÜR STRASSEN

Rudolf Dieterle

Direktor



Inhaltsverzeichnis

Vorwort 1

0 GELTUNGSBEREICH 5

0.1 Allgemeines 5

0.2 Abgrenzungen 5

0.3 Ausnahmen 5

0.4 Bestehende Bauwerke 6

1 VERSTÄNDIGUNG 7

1.1 Begriffe 7

1.2 Bezeichnungen 8

1.2.1 Lateinische Grossbuchstaben 81.2.2 Griechische Grossbuchstaben 91.2.3 Lateinische Kleinbuchstaben 101.2.4 Griechische Kleinbuchstaben 10

1.3 Masseinheiten 10

2 GRUNDSÄTZE 11

2.1 Allgemeines 11

2.1.1 Übersicht Massnahmen 112.1.2 Strategien und Vorgehen bei der Projektierung von Massnahmen 122.1.3 Angemessenheit 13

2.2 Tragsicherheitsnachweis 13

2.2.1 Allgemeines 132.2.2 Begleiteinwirkungen 132.2.3 Angrenzende Bauteile 14

2.3 Fahrzeugrückhaltesysteme 15

2.3.1 Leitschranken 152.3.2 Leitmauern 162.3.3 Anpralldämpfer 17

2.4 Organisatorische Massnahmen 17

Bundesamt für Strassen Anprall von Strassenfahrzeugen aufBauwerksteile von Kunstbauten

Seite 4 / 50 Ausgabe 2005

3 EINWIRKUNGEN 18

3.1 Ausgangslage 18

3.2 Übersicht Anprallarten 18

3.3 Ausgangswerte der Anprallkraft 19

3.4 Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) 19

3.4.1 Übersicht und Bezeichnungen 193.4.2 Bemessungswert der Anprallkraft 20

3.5 Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen 21

3.5.1 Übersicht und Bezeichnung 213.5.2 Anprall an Stützen und Wände 223.5.3 Anprall an Überbauten 23

3.6 Lage, Richtung, Höhe und Fläche der Krafteinwirkung 24

3.7 Reduktions- und Erhöhungsfaktoren 26

3.7.1 Einfluss der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand 263.7.2 Einfluss des Verkehrs 283.7.3 Einfluss von Fahrzeugrückhaltesystemen 283.7.4 Einfluss der lichten Höhe 30

3.8 Bestehende Bauwerke 30

3.8.1 Rechnerische Beurteilung 303.8.2 Massnahmen 313.8.3 Anprallrisiko 313.8.4 Angemessenheit von Massnahmen 323.8.5 Bauwerksklassen 33

Anhang A Grundlagen der Stossbelastung 35

Anhang B Grundlagen der probabilistischen Berechnung der Anprallkraft 37

Anhang C Abirren von Strassenfahrzeugen 41

Anhang D Wirksame Fahrzeugmasse 43

Anhang E Anprall an Überbauten 45

Anhang F Übersicht Fahrzeugrückhaltesysteme und Leistungsklassen 47

Anhang G Quellenverzeichnis 49



0 GELTUNGSBEREICH

0.1 Allgemeines

Die vorliegende Richtlinie beschreibt die durch den Anprall von Strassenfahrzeugen auf Tragwerkehervorgerufenen Einwirkungen.

Die Einwirkungen werden als Anprallkräfte berücksichtigt. Stosszuschläge sind bei den angege-benen Anprallkräften bereits enthalten. Die Anprallkräfte können deshalb als statische Ersatzlasteneingesetzt werden.

Beim Anprall von Strassenfahrzeugen an Tragwerke wird ein wesentlicher Teil der kinetischenEnergie durch Verformung des Fahrzeugs aufgenommen, weshalb der Fahrzeuganprall alssogenannter weicher Stoss bezeichnet wird. Harte Stösse lassen sich nicht durch statischeErsatzlasten repräsentieren. Sie werden in der vorliegenden Richtlinie nicht behandelt (sieheAnhang A).

0.2 Abgrenzungen

Der Anprall von Strassenfahrzeugen ist zu berücksichtigen, wenn das Tragwerk bzw. die zumTragwerk gehörenden Bauteile innerhalb einer Entfernung vom Fahrbahnrand liegen, bei der eineGefährdung durch Anprall relevant ist. Bei ebenem Gelände neben der Fahrbahn ist das

– 10 m bei Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen mitVerkehrsgeschwindigkeiten 80 km/h

– 3 m bei Innerortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit von50 bzw. 60 km/h

Die in dieser Richtlinie angegebenen Anprallkräfte beziehen sich auf den Anprall von SchwerenLastfahrzeugen (SLF). Durch den Anprall von Fahrzeugen mit einem maximalen Gesamtgewichtvon weniger als 3'500 kg verursachte Kräfte sind im Allgemeinen wesentlich kleiner. Sie sindgemäss den Normen SIA 261 [24] oder ENV 1991 [10] festzulegen.

0.3 Ausnahmen

Ausnahmen von der vorliegenden Richtlinie sind zulässig, wenn spezielle Verhältnisse diesrechtfertigen. Sie müssen durch umfassende Untersuchungen begründet und dokumentiert sein.



0.4 Bestehende Bauwerke

Die vorliegende Richtlinie ist wie die Normen des SIA grundsätzlich für neue Bauwerke gültig.

Die Richtlinie sowie die Norm SIA 261 [24] beschreiben unter anderem auch die Einwirkungen,welche durch den Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen von Schweren Lastfahrzeugen(SLF) hervorgerufen werden. Solche Angaben waren in der alten Norm SIA 160 [22] nichtenthalten, weshalb bestehende Bauwerke diesen Einwirkungen möglicherweise nicht genügen.

Unter Ziffer 3.8 der Richtlinie sind Kriterien zur Beurteilung der Tragsicherheit bestehenderBauwerke in Bezug auf die durch den Anprall von SLF hervorgerufenen Einwirkungen angegeben.



1 VERSTÄNDIGUNG

1.1 Begriffe

In der vorliegenden Richtlinie, den Normen SIA 260 [23] und SIA 261 [24], dem Merkblatt SIA 2018[27] sowie der Norm EN 1998 [10] werden die folgenden Begriffe verwendet:

Anprall Zusammenstoss eines bewegten Körper mit einem Bauwerk

Anprallkraft (-last) Auf das Bauwerk wirkende Kraft bei einem Anprall

Aufhaltestufe Das durch eine Anfahrprüfung definierte Aufhaltevermögeneines Fahrzeugrückhaltesystems

Aussergewöhnliche Einwirkung Einwirkung mit geringer Eintretenswahrscheinlichkeit, in derRegel von kurzer Dauer und beträchtlicher Wirkung

Auswirkungen Antworten des Tragwerks auf Einwirkungen, wie beispiels-weise Spannungen, Schnittgrössen, Verformungen oderVerschiebungen

Bauteil Physisch unterscheidbarer Teil eines Tragwerks

Bemessungswert Aus einem charakteristischen Wert bzw. aus einer Funktionvon Bemessungswerten in Verbindung mit Partialfaktoren be-stimmter Wert. Im Fall der Anpralllasten ist der Bemessungs-wert ein direkt festgelegter in den Nachweis eingehenderWert.

Durchschnittlicher täglicher Verkehr Mit DTV bezeichnete Anzahl Fahrzeuge, welche während 24Stunden auf einer Strasse in beiden Fahrtrichtungen durch-schnittlich verkehren

Erfüllungsfaktor Numerischer Aussage, in welchem Mass ein bestehendesTragwerk die rechnerischen Anforderungen an Neubautengemäss geltender Norm erfüllt.

Fahrzeuganprall Zusammenstoss eines Fahrzeugs mit einem Bauwerk

Fahrzeugrückhaltesystem Bauliche Massnahme ausserhalb der Fahrbahn, welche vonder Strasse abkommende Fahrzeuge umlenkt bzw. aufhält.Sie kommen als Leitschranken, Leitmauern oder Anprall-dämpfer vor.

Gefährdung Die Tragsicherheit in Frage stellender Umstand

Leitmauer Starre oder wenig deformierbare, allgemein aus Beton beste-hende Schutzeinrichtung, die von der Fahrbahn abkommendeFahrzeuge umlenkt bzw. aufhält

Leitschranke Deformierbare, in der Regel aus Stahlplanken und Stahl-pfosten bestehende Schutzeinrichtung, die von der Fahrbahnabkommende Fahrzeuge umlenkt bzw. aufhält

Probabilistische Berechnung Berechnung, bei der die Variablen nicht feste (deterministi-sche) Grössen, sondern durch eine Verteilungsfunktiondefinierte sind. Die Ergebnisse solcher Berechnungen sind miteiner Wahrscheinlichkeit behaftet.



Schweres Lastfahrzeug Schwere Lastfahrzeuge (SLF) sind Strassenfahrzeuge miteinem maximalen Gesamtgewicht über 3,5 t. Es sind diesLastwagen, Lastenzüge, Sattelzüge und Busse.

Risiko Qualitative oder quantitative Charakterisierung eines Scha-dens hinsichtlich der Möglichkeit seines Eintreffens und seinerGrösse

Schutzziel Qualitative und quantitative Festlegung der Anforderungen anein Tragwerk für den Fall aussergewöhnlicher Ereignisse undBedingungen

Sicherheit Zustand gegenüber einer Gefährdung, wenn diese durch ge-eignete Massnahmen unter Kontrolle gehalten oder auf einakzeptierbares Mass beschränkt wird

Sicherheitsmassnahme Massnahme zur Erreichung oder Erhaltung von Sicherheit

Sicherheitskosten Kosten für Sicherheitsmassnahme. In der vorliegendenRichtlinie sind sie als Jahreskosten definiert.

Tragsicherheit Fähigkeit eines Tragwerks und seiner Bauteile, die Gesamt-stabilität sowie einen für die anzunehmenden Einwirkungenausreichenden Tragwiderstand entsprechend einer festge-legten erforderlichen Zuverlässigkeit zu gewährleisten

Tragwerk Gesamtheit der Bauteile und des Baugrunds, die für dasGleichgewicht und die Formerhaltung eines Bauwerks not-wendig sind

Tragwiderstand Grenze der Tragfähigkeit

Versagenswahrscheinlichkeit Relative Häufigkeit (z.B. pro Jahr) mit der das Versagen(eines Tragwerks) bei vielen unabhängigen Ereignissen unterden gleichen Bedingungen eintritt (frequentistisch)

Wiederkehrperiode Kehrwert der Auftretenswahrscheinlichkeit eines bestimmtenEreignisses innerhalb einer festgelegten Zeitspanne

1.2 Bezeichnungen

1.2.1 Lateinische Grossbuchstaben(teilweise in Kombination mit Reduktionsbeiwert 1)

Ad Bemessungswert einer aussergewöhnlichen Einwirkung

ASV Anteil Schwerverkehr

BWK Bauwerksklasse

DF Diskontierungsfaktor

DTV Durchschnittlicher täglicher Verkehr

Ed Bemessungswert einer Auswirkung

IK Investitionskosten

Md Bemessungswert des Biegemoments



MR,pl plastischer Biegewiderstand

MRd Bemessungswert des Biegewiderstands

Nd Bemessungswert der Normalkraft

NRd Bemessungswert des Normalkraftwiderstands

Q Anprallkraft von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis)

Qd Bemessungswert der Anprallkraft von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis)

Q Anprallkraft von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) beim frontalen Anprall an Stützen

Qd, Bemessungswert der Anprallkraft beim frontalen Anprall an Stützen

Qy Anprallkraft von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) beim seitlichen Anprall an Wände

Qd,y Bemessungswert der Anprallkraft beim seitlichen Anprall an Wände

Qh Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen

Qh, Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim frontalen Anprall an Stützen

Qh,x Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim frontalen Anprall an Überbauten

Qh,y Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim seitlichen Anprall an Wände

Qhd Bemessungswert der Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen

Qhd, Bemessungswert der Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim frontalenAnprall an Stützen

Qhd,x Bemessungswert der Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim frontalenAnprall an Überbauten

Qhd,y Bemessungswert der Anprallkraft von Fahrzeugaufbauten und Ladungen beim seitlichenAnprall an Wände

Qo Ausgangswert der Anprallkraft

Qo, Ausgangswert der Anprallkraft für den frontalen Anprall an Stützen

Qo,y Ausgangswert der Anprallkraft für den seitlichen Anprall an Wände

QR Anprallkraft, für welche der rechnerische Tragsicherheitsnachweis genau erfüllt ist

1i Qki Häufiger Wert einer veränderlichen Begleiteinwirkung

Rd Bemessungswert des Tragwiderstands

S Schaden

SK Sicherheitskosten

SLF Schweres Lastfahrzeug

Vd Bemessungswert der Querkraft

VRd Bemessungswert des Querkraftwiderstands

Wpl plastisches Widerstandsmoment

1.2.2 Griechische Grossbuchstaben

R Risikoreduktion

pf Reduktion der Versagenswahrscheinlichkeit



1.2.3 Lateinische Kleinbuchstaben

a Fahrzeugverzögerung

b Breite

fu Zugfestigkeit

hQ Höhe Kraftangriff beim Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis)

hQh Höhe Kraftangriff beim Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen

k Fahrzeugsteifigkeit

m Fahrzeugmasse

s Distanz des Tragwerks zum Fahrbahnrand

so Distanz des Tragwerks zum Fahrbahnrand bei ebenem Gelände

sr Distanz zwischen Tragwerk und Fahrzeugrückhaltesystem

v Verkehrsgeschwindigkeit, Abirrgeschwindigkeit

t Zeit, Schichtdicke

x Raumrichtung

y Raumrichtung, seitliche Abirrdistanz

z Raumrichtung

1.2.4 Griechische Kleinbuchstaben

Abirrwinkel, Anprallwinkel, Kraftangriffswinkel

adm Zulässiger Wert für Erfüllungsfaktor

eff Erfüllungsfaktor

min Minimaler Wert für Erfüllungsfaktor

μ Statistischer Mittelwert

Statistische Standardabweichung

h Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der lichten Höhe bei Überbauten

r Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhaltesystemen

s Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand

v Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs

1.3 Masseinheiten

Für die Bemessung auf Anprall von Strassenfahrzeugen sind SI-Einheiten zu verwenden. Diefolgenden Einheiten werden empfohlen:

Flächenlast kN/m2

Länge m

Masse kg, t (Tonne)

Kraft kN

Streckenlast kN/m



2 GRUNDSÄTZE

2.1 Allgemeines

2.1.1 Übersicht Massnahmen

Die Figur 1 liefert eine Übersicht möglicher Massnahmen bei einer Gefährdung durch Fahrzeug-anprall. Dabei wird generell in Massnahmen zum Schutz des Tragwerks und in Massnahmen zumSchutz der Fahrzeuginsassen unterschieden.

Die vorliegende Richtlinie behandelt Massnahmen zum Schutz des Tragwerks und liefert dabeiprimär die Grundlagen für die Bemessung auf Anprall. In diesem Zusammenhang werden jedochauch die Wirkungen von Leitschranken und Leitmauern behandelt.

Figur 1: Übersicht der Massnahmen gegen Fahrzeuganprall



2.1.2 Strategien und Vorgehen bei der Projektierung von Massnahmen

Gemäss der Norm SIA 260, Grundlagen der Projektierung von Tragwerken [23], sind zur Verhin-derung eines Tragwerkversagens grundsätzlich die folgenden Strategien und Massnahmen zuprüfen:

– Das Vermeiden oder die Verminderung der Gefährdunglässt sich durch die Tragwerkskonzeption erreichen, beispielsweise wenn Bauteile des Trag-werks in einem grossen Abstand zur Fahrbahn angeordnet werden. Mit dem Einsatz vonSchutzeinrichtungen, zum Beispiel Leitmauern oder organisatorischen Massnahmen wieVerkehrsbeschränkungen, kann die Gefährdung ebenfalls umgangen oder vermindert werden.

– Das Vorsehen von Schutzmassnahmenbesteht im Einsatz passiver Schutzeinrichtungen wie Leitmauern oder Leitschranken.Anpralldämpfer sind Einrichtungen für den Schutz von Fahrzeuginsassen. Zum Schutz vonTragwerken sind sie nicht wirksam.

– Die Wahl von Tragsystemen mit geringer Anfälligkeit gegenüber der Gefährdung odervon Systemen, die beim Ausfall eines Bauteils nicht versagensind konzeptuelle Massnahmen. Es ist dies unter anderem der Verzicht auf Bauelemente,welche empfindlich auf Anprall sind (z.B. schlanke Stützen) sowie die Wahl von Tragwerks-konzepten, bei denen der Ausfall eines gefährdeten Tragelements nicht zum vollständigenTragwerksversagen führt.

Tragwerkskonzepte sowie Schutzmassnahmen, mit denen ein Anprall verhindert werden kann,sind in jedem Fall zu prüfen. Kann die Anprallgefährdung nicht verhindert werden, ist das Tragwerkauf Anprall zu bemessen oder so zu projektieren, dass durch den Ausfall des betroffenen Bauteilsdie Tragsicherheit des gesamten Tragwerks nicht gefährdet wird.

Figur 2: Grundsätze zum Vorgehen bei der Projektierung



2.1.3 Angemessenheit

Massnahmen zur Gewährleistung der Tragsicherheit bei einer Gefährdung durch Anprall sindimmer nach den Grundssätzen der Angemessenheit zu beurteilen. Neben den Aspekten derarchitektonischen Gestaltung und der Einpassung in den Strassenraum sind dabei auch dieRisiken sowie die wirtschaftlichen Kriterien massgebend. Die Grundsätze der Angemessenheitsind im Speziellen bei bestehenden Bauwerken von Bedeutung (siehe Ziffer 3.8).

2.2 Tragsicherheitsnachweis

2.2.1 Allgemeines

Die Anprallkräfte sind gemäss den im Kapitel 3 angegebenen Grenzen grundsätzlich immer in derfür das Tragwerk ungünstigsten Lage und Richtung anzunehmen.

Für die Bemessung von Bauteilen auf Anprall kann es vorteilhaft sein, die kinematische Methodeder Plastizitätstheorie anzuwenden, um die gesamte Kapazität des Bauteils respektive desTragwerks zu nutzen.

2.2.2 Begleiteinwirkungen

Gemäss SIA 260, Ziffer 4.4.3.6 [23], muss für die Bemessungssituation Anprall fallweise entschie-den werden, ob neben der aussergewöhnlichen Leiteinwirkung Ad resp. Qd und den ständigen undquasi-ständigen Begleiteinwirkungen noch eine veränderliche Begleiteinwirkung mit ihrem häufigenWert 1i Qki zu berücksichtigen ist.

In der Figur 3 sind drei Beispiele dargestellt, bei denen bei der Bemessungssituation Anprall eineveränderliche Begleiteinwirkung mit ihrem häufigen Wert berücksichtigt werden muss. Im Fall vonBrückenkonsolen (Figur 3a) oder Brückenstützen (Figur 3b) sind die aus dem Strassenverkehrresultierenden Lasten, repräsentiert durch das Lastmodell 1 gemäss der Norm SIA 261 [24], alsveränderliche Begleiteinwirkungen zu berücksichtigen. Bei Galeriestützen (Figur 3c) mussgegebenenfalls eine Schneelast mit ihrem häufigen Wert als veränderliche Begleiteinwirkungberücksichtigt werden.

Figur 3: Beispiele für Bemessungssituationen Anprall, bei denen veränderliche Begleiteinwirkungen mitihrem häufigen Wert berücksichtigt werden müssen



2.2.3 Angrenzende Bauteile

Tragsicherheitsnachweise sind grundsätzlich nicht nur für die direkt vom Anprall betroffenen, son-dern auch für die angrenzenden Bauteile zu erbringen. Dabei ist nachzuweisen, dass die durchden Anprall hervorgerufenen Kräfte und Moment auch von diesen Bauteilen aufgenommen werdenkönnen.

Die Figur 4a) zeigt das Beispiel einer monolithisch mit dem Brückenrand verbundenen Leitmauer.Der Tragsicherheitsnachweis der angrenzenden Brückenkonsole muss in diesem Fall mit dendurch die Anprallkraft Qd,y im Nachweisquerschnitt erzeugten Kräften Vd und Momenten Md

erfolgen.

Beim Anprall an vergleichsweise wenig steife Bauteile aus Stahl, wie die in der Figur 4b darge-stellte Leitschranke, sind für den Tragsicherheitsnachweis der Brückenkonsole die maximal vonden Stahlpfosten übertragbaren Kräfte und Momente massgebend. Die Bemessungswerte Vd undMd dieser Einwirkungen werden ausgehend vom plastischen Biegewiderstand MR,pl der Stahl-pfosten berechnet. Der Biegewiderstand bei plastischer Verformung wird mit dem plastischenWiderstandsmoment Wpl und der in der Norm SIA 263 [26] angegebenen Zugfestigkeit fu ermittelt.

Das von einem Leitschrankenpfosten maximal auf den Brückenrand übertragbare und als Bemes-sungswert einzusetzende Moment Md ist gleich dem 1,4-fachen plastischen Biegewiderstand MR,pl

des Pfostens. Der Faktor 1,4 berücksichtigt dabei die Differenz zwischen dem für den Widerstandmassgebenden 5%- und dem für die Einwirkung massgebenden 95%-Fraktilwert.

Die zum einwirkenden Moment Md korrespondierende Querkraft Vd berechnet sich mit der für dieDeformation des Stahlpfostens massgebenden Höhe hQ. Dabei kann angenommen werden, dassdie Anprallkraft auf der Höhe des Plankenprofils bzw. in der Mitte bei Leitschranken mit mehrerenProfilen wirkt.

Figur 4: Für den Tragsicherheitsnachweis von angrenzenden Bauteilen massgebende Bemessungswerteder einwirkenden Momente Md und Kräfte Vd

Die Dübelbefestigungen oder die eingelegten Befestigungen von Leitschrankenpfosten sind in derRegel so bemessen, dass sie beim Umbiegen des Pfostens nicht versagen. Die maximale beieinem Anprall mögliche Einwirkung auf den Konsolkopf ist somit nur vom plastischen Biegewider-stand der Pfosten, jedoch nicht vom Tragwiderstand der Pfostenbefestigung abhängig.



Ist bei bestehenden Bauwerken der Tragsicherheitsnachweis mit der üblichen Annahme derAusbreitung der Kräfte bis zum Nachweisschnitt unter 45° nicht möglich, kann der Nachweis auchmit anderen Modellen, beispielsweise auf der kinematischen Methode der Plastizitätstheoriebasierend, erbracht werden. Bei einem Brückenrand mit einer Leitmauer, wie er in der Figur 4adargestellt ist, kann die Leitmauer als Torsion übertragendes Element, oder wie in der Figur 5dargestellt, als Platte, Schale oder Membrane betrachtet werden.

Figur 5: Für den Tragsicherheitsnachweis eines Brückenrandes mit einer Leitmauer verwendetesWiderstandsmodell "Platte, Schale oder Membran"

2.3 Fahrzeugrückhaltesysteme

2.3.1 Leitschranken

Leitschranken sind primär auf den Schutz von Fahrzeuginsassen ausgerichtete Systeme. Je nachKonstruktion vermögen sie aber auch von der Strasse abgekommene Schwere Lastfahrzeugeganz oder teilweise zurückzuhalten bzw. umzulenken. Leitschranken sind deshalb auch Einrich-tungen zum Schutz von Tragwerken. Dabei ist ihre Wirksamkeit von der Rückhaltewirkung desSystems sowie von der Distanz der Leitschranke zum Tragwerk abhängig. Beim Einsatz von Leit-schranken kann die Anprallkraft gemäss Ziffer 3.7.3 dieser Richtlinie reduziert werden.



2.3.2 Leitmauern

Leitmauern aus Beton sind Fahrzeugrückhaltesysteme, welche allgemein eine hohe Rückhalte-wirkung aufweisen. In den meisten Fällen vermögen sie Schwere Lastfahrzeuge (SLF) aufzu-halten. Der Anprall von Personenwagen an Betonleitmauern ist generell heftig, allgemein jedochakzeptabel.

Der Einsatz als Einrichtung zum Schutz des Tragwerks ist in den meisten Fällen günstig. In Bezugauf den Schutz von Fahrzeuginsassen ungünstig ist jedoch der Einsatz kurzer Leitmauern alsObjektschutz in Strassenabschnitten mit Leitschranken.

Betonleitmauern, welche Elemente des Tragwerks darstellen oder mit dem Tragwerk verbundensind, müssen auf Anprall bemessen werden. Beispiele sind in der Figur 6 dargestellt. Die mass-gebenden Anprallkräfte sind im Kapital 3 angegeben.

Als passive Schutzeinrichtungen eingesetzte Leitmauern aus vorfabrizierten Betonelementen sindnach der Norm SN EN 1317-2 [9] geprüfte Rückhaltesysteme. Werden solche Systeme nicht mitdem Tragwerk verbunden und gemäss den in Figur 6 dargestellten Beispielen eingesetzt, müssensie grundsätzlich nicht auf Anprall bemessen werden.

Figur 6: Beispiele für den Einsatz von Leitmauern als Tragwerkselement und als Fahrzeugrückhaltesystem



2.3.3 Anpralldämpfer

Für gefährdete Bauteile, beispielsweise einzelne Stützen, können spezielle Schutzeinrichtungenvorgesehen werden. Anpralldämpfer sind für solche Zwecke jedoch grundsätzlich nicht geeignet,da es sich dabei üblicherweise um passive Schutzeinrichtungen handelt, welche auf den Schutzder Insassen von Personenwagen ausgerichtet sind. Solche Anpralldämpfer sind im Fall desAnpralls eines Schweren Lastfahrzeugs wirkungslos.

Werden speziell auf den Anprall Schwerer Lastfahrzeuge ausgelegte Anpralldämpfer als Einrich-tungen zum Schutz des Tragwerks vorgesehen, ist ihre Funktion und Wirksamkeit nachzuweisen.Dabei sind die Grundsätze der Angemessenheit zu beachten. Speziell zu berücksichtigen ist zu-dem die mit dem Einsatz einer solchen Schutzeinrichtung verbundene erhöhte Gefährdung für dieInsassen von Personenwagen.

2.4 Organisatorische Massnahmen

Organisatorische Massnahmen, welche die Wahrscheinlichkeit und/oder die Auswirkungen einesAnpralls vermindern, sind zu prüfen. Beispiele für solche Massnahmen sind verkehrstechnischeBeschränkungen wie Gewichts- oder Geschwindigkeitsbeschränkungen.



3 EINWIRKUNGEN

3.1 Ausgangslage

Die für die Bemessung von Tragwerken auf Fahrzeuganprall festgelegten Anprallkräfte wurden mitHilfe von probabilistischen Berechnungen bestimmt. Die so berechneten Bemessungswerte sindunter anderem von der Distanz des zu bemessenden Tragwerkelements vom Fahrbahnrand undvon der Verkehrsmenge abhängig. Die Bemessung von Tragwerken mit diesen Anprallkräften istrisikoorientiert und ergibt ein ausgewogenes Sicherheitsniveau.

3.2 Übersicht Anprallarten

Der Anprall eines Schweren Lastfahrzeugs kann auf verschiedene Arten ablaufen. Abhängig vomTragwerk (Stütze, Wand, Überbau) und vom anprallenden Fahrzeugbereich (Fahrzeugchassis,Fahrzeugaufbau oder Ladung) werden die folgenden in der Figur 7 dargestellten Anprallartenunterschieden.

Figur 7: Übersicht Anprallarten



3.3 Ausgangswerte der Anprallkraft

In der folgenden Tabelle sind die Ausgangswerte Qo für die Bestimmung der Bemessungswerteder Anprallkräfte Qd für Autobahnen und Autostrassen sowie für Ausserortsstrassen mit einerVerkehrsgeschwindigkeit v = 80 km/h für den frontalen Anprall an Stützen und für den seitlichenAnprall an Wände angegeben. Die Bemessungswerte der Anprallkräfte können ausgehend vondiesen Werten mit den Gleichungen (1) und (4) bestimmt werden.

Frontaler Anprallan Stützen

Qo, [kN]

Seitlicher Anprallan Wände und Leitmauern

Qo,y [kN]

Autobahnen/Autostrassen 1’500 1) 600 1)

Strassen mit v = 80 km/h 1’000 400

1) Ausgangswerte Qo entsprechen den Bemessungswerten Qd gemäss Norm SIA 261 [24]

Tabelle 1: Ausgangswerte zur Bestimmung der Bemessungswerte der Anprallkraft bei Autobahnen undAutostrassen sowie Ausserortsstrassen mit v = 80 km/h

3.4 Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis)

3.4.1 Übersicht und Bezeichnungen

Der Anprall eines Schweren Lastfahrzeugs an ein Tragwerkselement kann ein frontaler Anprall aneine Stütze oder ein seitlicher Anprall an eine Wand sein.

– Der frontale Anprall an Stützen erfolgt unter einem Winkel ausgehend von der normalenFahrtrichtung bzw. der Strassenachse (x-Richtung). Die Anprallkraft wird mit Q bezeichnet(Figur 8a).

– Beim seitlichen Anprall an Wände ist die in y-Richtung senkrecht zur Strassenachse wirkendeAnprallkraft massgebend. Sie wird mit Qy bezeichnet (Figur 8b). In x-Richtung auf das Tragwerkwirkende Kräfte entstehen hauptsächlich auf Grund von Reibungskräften zwischen Fahrzeugund Wand. Sie sind vergleichsweise klein und müssen nicht berücksichtigt werden.

Figur 8: Übersicht Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis)



3.4.2 Bemessungswert der Anprallkraft

Einwirkungen in Folge von Fahrzeuganprall sind als aussergewöhnliche Einwirkungen zu be-handeln. Die nachfolgend angegebenen Anprallkräfte sind deshalb als Bemessungswerte zuberücksichtigen.

– Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen

Bei Autobahnen und Autostrassen sowie bei Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsge-schwindigkeit v = 80 km/h wird der Bemessungswert der Anprallkraft Qd aus denAusgangswerten gemäss Tabelle 1 mittels Reduktions- und Erhöhungsfaktoren wie folgtbestimmt:

Qd = Qo · s · v · r (1)

Qo : Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts derAnprallkraft [kN], Tabelle 1

s : Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerksvom Fahrbahnrand, Ziffer 3.7.1

v : Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs,Ziffer 3.7.2

r : Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhalte-systemen, Ziffer 3.7.3

– Innerortsstrassen

Bei Innerortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit von 50 bzw. 60 km/h ist der Fahrzeug-anprall durch die folgenden Bemessungswerte Qd zu berücksichtigen, falls sich das Tragwerknäher als 3 m vom Fahrbahnrand entfernt befindet (s 3,0 m):

· Frontaler Anprall an Stützen Qd, = 500 kN (2)

· Seitlicher Anprall an Wände Qd,y = 200 kN (3)

Diese Bemessungswerte sind als Richtwerte zu verstehen. Die lokalen Gegebenheiten, wie dieExposition des Tragwerks, Böschungen, Kurven und allfällige Fahrzeugrückhaltesysteme sowiedie Verkehrsdichte, der Schwerverkehrsanteil und das Unfallgeschehen können wie folgtberücksichtigt werden:

· Ist keine Gefährdung des Tragwerks durch Fahrzeuganprall vorhanden, muss dieser nichtberücksichtigt werden.

· Bei einer geringen Gefährdung des Tragwerks, kann der Bemessungswert um maximal 50%reduziert werden.

· Wird die Gefährdung des Tragwerks auf Grund der lokalen Situation als gross beurteilt, isteine Erhöhung des angegebenen Bemessungswerts bis maximal 50% zu prüfen.



3.5 Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen

3.5.1 Übersicht und Bezeichnung

Ein Anprall des Fahrzeugaufbaus oder der Ladung an ein Tragwerkselement kann frontal an eineStütze, seitliche an eine Wand oder frontal an einen Überbau auftreten. Die Krafteinwirkung findetdabei in grösserer Höhe statt, als beim Anprall des Fahrzeugchassis. Die Anprallkraft wird deshalbmit Qh bezeichnet.

– Der frontale Anprall an Stützen erfolgt unter einem Winkel ausgehend von der normalenFahrtrichtung bzw. der Strassenachse (x-Richtung). Die Anprallkraft wird mit Qh, bezeichnet(Figur 9a).

– Beim seitlichen Anprall an Wände ist die in y-Richtung senkrecht zur Strassenachse wirkendeAnprallkraft massgebend. Sie wird mit Qh,y bezeichnet (Figur 9b). In x-Richtung auf das Trag-werk wirkende Kräfte entstehen hauptsächlich auf Grund von Reibungskräften zwischenFahrzeugaufbau und Wand. Sie sind vergleichsweise klein und müssen nicht berücksichtigtwerden.

– Der frontale Anprall an Überbauten erfolgt in der Fahrtrichtung bzw. der Richtung derStrassenachse (x-Richtung). Die Anprallkraft wird mit Qh,x bezeichnet (Figur 9c).

Figur 9: Übersicht Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen



3.5.2 Anprall an Stützen und Wände

Die für den Fall des Anpralls von Fahrzeugaufbauten und Ladungen an Stützen oder Wändefestgelegten Anprallkräfte betragen generell einen Drittel der statischen Ersatzlasten, welche fürden Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) festgelegt sind.


Bei Autobahnen und Autostrassen sowie bei Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwin-digkeit v = 80 km/h wird der Bemessungswert der Anprallkraft Qhd aus den Ausgangswertengemäss Tabelle 1 mittels Reduktions- und Erhöhungsfaktoren wie folgt bestimmt:

Qhd =

Qo

3s v r (4)

Qo : Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts derAnprallkraft [kN], Tabelle 1

s : Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerksvom Fahrbahnrand, Ziffer 3.7.1

v : Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs,Ziffer 3.7.2

r : Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhalte-systemen, Ziffer 3.7.3


Bei Innerortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit von 50 bzw. 60 km/h ist der Anprallvon Fahrzeugaufbauten und Ladungen durch die folgenden Bemessungswerte Qdh zuberücksichtigen, falls sich das Tragwerk näher als 3 m vom Fahrbahnrand entfernt befindet(s 3,0 m):

· Frontaler Anprall an Stützen Qhd, = 150 kN (5)

· Seitlicher Anprall an Wände Qhd,y = 60 kN (6)

Diese Bemessungswerte sind als Richtwerte zu verstehen. Die lokalen Gegebenheiten, wie dieExposition des Tragwerks, Böschungen, Kurven und allfällige Fahrzeugrückhaltesysteme sowiedie Verkehrsdichte, der Schwerverkehrsanteil und das Unfallgeschehen können wie folgtberücksichtigt werden:

· Ist keine Gefährdung des Tragwerks durch Fahrzeuganprall vorhanden, muss dieser nichtberücksichtigt werden.

· Bei einer geringen Gefährdung des Tragwerks, kann der Bemessungswert um maximal 50%reduziert werden.

· Wird die Gefährdung des Tragwerks auf Grund der lokalen Situation als gross beurteilt, isteine Erhöhung des angegebenen Bemessungswerts bis maximal 50% zu prüfen.



3.5.3 Anprall an Überbauten

Bei Brückenüberbauten und insbesondere bei Längsträgern von Brücken sowie bei Tunnelportalenmuss, für den Fall, dass die Ladung eines Schweren Lastfahrzeugen zu hoch oder ein Fahrzeug-aufbau (z.B. Kipper, Kran) nicht in ordnungsgemässer Position ist (vgl. Anhang E) die Einwirkungeiner Anprallkraft berücksichtigt werden.


Bei Autobahnen und Autostrassen sowie bei Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwin-digkeit v = 80 km/h wird der Bemessungswert Qhd,x für den frontalen Anprall von Fahrzeugauf-bauten und Ladungen an Überbauten aus dem Ausgangswert Qo, gemäss Tabelle 1 wie folgtbestimmt:

Qhd,x =Qo,

2h (7)

Qo, : Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts derAnprallkraft [kN], Tabelle 1

h : Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der lichten Höhe über derFahrbahn, Ziffer 3.7.4


Bei Innerortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit von 50 bzw. 60 km/h ist der frontaleAnprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen an Überbauten durch den BemessungswertQhd,x zu berücksichtigen, falls die lichte Höhe über der Fahrbahn weniger als 5 m beträgt(hL 5,0 m):

· Frontaler Anprall an Überbau Qhd,x = 250 kN (8)

Dieser Bemessungswert ist als Richtwerte zu verstehen. Er kann auf der Basis einer Risiko-abschätzung, welche die lokalen Gegebenheiten, die Exposition des Tragwerks, die Verkehrs-dichte, den Schwerverkehrsanteil usw. berücksichtigt, reduziert werden. Ist der frontale Anprallvon Fahrzeugaufbauten und Ladungen an Überbauten überhaupt nicht relevant, muss dieseEinwirkung nicht berücksichtigt werden.



3.6 Lage, Richtung, Höhe und Fläche der Krafteinwirkung

Für den frontalen Anprall an Stützen und den seitlichen Anprall an Wände ist die Anprallkraft hori-zontal auf einer rechteckigen Fläche von 0,40 m auf 1,50 m (bzw. Bauteilbreite, falls kleiner) wir-kend anzunehmen. Diese Krafteinwirkung ist sowohl für den Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeug-chassis) sowie für den Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen anzunehmen.

– Beim frontalen Anprall an Stützen ist die Anprallkraft unter einem Winkel zwischen 0 und30°, ausgehend von der Strassenachse (x-Richtung), anzunehmen (Figur 10a). Massgebend istder für die Bemessung ungünstigste Anprallwinkel .

– Beim seitlichen Anprall an Wände ist die Anprallkraft in y-Richtung wirkend anzunehmen(Figur 10b).

Figur 10: Richtung der Krafteinwirkung

– Die horizontal auf eine Fläche von 0,40 m auf 1,50 m wirkende Anprallkraft ist auf der Höhe hQ

bzw. hQh anzunehmen. Die Höhe wird von der Fahrbahn (Figur 11a) bzw. dem Terrain im Falleiner Böschung (Figuren 11b und 11c) bis zur Mitte der Kraftangriffsfläche gemessen. Massge-bend ist jeweils die für die Bemessung ungünstigste Höhe.

· Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) hQ = 0,75 - 1,50 m

· Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen hQh = 1,50 - 4,00 m

Figur 11: Höhe der Krafteinwirkung



Für den Fall des frontalen Anpralls von Ladungen und Fahrzeugaufbauten an Überbauten istdie Anprallkraft horizontal in Fahrtrichtung (x-Richtung) auf einer rechteckigen Fläche von 0,40 mauf 1,50 m bzw. der Bauteilhöhe gleichmässig verteilt anzunehmen. In der Figur 12 sind Beispielefür den Kraftangriff bei verschiedenen Längsträgern von Brückenüberbauten dargestellt. Bei sehrschmalen Bauteilen, beispielsweise bei Flanschen von Stahlträgern, wirkt die Anprallkraft alsLinienlast. Der Kraftangriff erfolgt immer unten am exponierten Bauteil.

Figur 12: Beispiele für die Grösse der Kraftangriffsfläche bei einem Anprall an unterschiedliche Längsträger

Bezüglich der Lage der Anprallkraft in y-Richtung ist die für die Bemessung des Überbaus un-günstigste Position des Kraftangriffs über den Fahr- und Standstreifen massgebend (Figur 13).

Figur 13: Lage der Krafteinwirkung beim Anprall an Überbauten



3.7 Reduktions- und Erhöhungsfaktoren

3.7.1 Einfluss der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand

Der Reduktionsfaktor s zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand wirdgemäss Figur 14 bestimmt. Massgebend ist dabei der Abstand so bei ebenem Gelände neben derFahrbahn. Für Tragwerke mit einem Abstand so > 10 m muss die Gefährdung durch Fahrzeug-anprall nicht berücksichtigt werden ( s = 0).

Figur 14: Reduktionsfaktor s zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand



Im Fall von neben der Fahrbahn ansteigenden oder abfallenden Böschungen wird die zur Er-mittlung des Reduktionsfaktors s massgebende Distanz so mit Hilfe des folgenden Diagramms(Figur 15) aus der Distanz s und der Böschungsneigung bestimmt.

Figur 15: Diagramm zur Bestimmung der für ebenes Gelände massgebenden Distanz so aus der Distanzund der Böschungsneigung

Ablesebeispiel: Das Tragwerk befindet sich bei einer mit 1:2 abfallenden Böschung ins = 7,0 m Distanz zum Fahrbahnrand.

Die für die Bestimmung des Reduktionsfaktors s mittels Figur 14massgebende Distanz beträgt so = 4,5 m



3.7.2 Einfluss des Verkehrs

Der Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs, v, wird gemäss Figur 16 bestimmt. Erist abhängig vom durchschnittlichen täglichen Verkehr, DTV und vom Anteil Schwerverkehr, ASV

am Gesamtverkehr. Bei einem mittleren ASV beträgt der Anteil der Schweren Lastfahrzeuge amGesamtverkehr 6% [5]. Das Diagramm, Figur 16, zeigt den Bereich zwischen einem kleinenSchwerverkehrsanteil (ASV = 3%) und einem grossen Anteil Schwerverkehr (ASV = 9%).

Figur 16: Erhöhungsfaktor v zur Berücksichtigung des Verkehrs

3.7.3 Einfluss von Fahrzeugrückhaltesystemen

Durch Fahrzeugrückhaltesysteme am Fahrbahnrand werden von der Strasse abirrende SchwereLastfahrzeuge ganz oder teilweise zurückgehalten bzw. umgelenkt. Bei hinter einem Fahrzeug-rückhaltesystem liegenden Tragwerken kann die Anprallkraft reduziert werden. Die Höhe derReduktion ist dabei von der Rückhaltewirkung des Systems abhängig.

Gemäss den geltenden Normen ausgeführte Betonleitmauern sind starre Fahrzeugrückhalte-systeme, welche auch beim Anprall Schwerer Lastfahrzeuge generell wenig deformiert und kaumdurchbrochen werden. Bei Tragwerken, welche durch Betonleitmauern geschützt sind, muss derFahrzeuganprall (Fahrzeugchassis) deshalb nicht berücksichtigt werden ( r = 0). Zu berücksich-tigen ist jedoch der Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen, falls sich das Tragwerk zweiMeter oder näher (s 2 m) hinter der Leitmauer befindet.

Fahrzeugrückhaltesysteme aus Stahl sind im Allgemeinen Leitschrankensysteme. Sie sind in derNorm EN 1317-2 [9] durch eine Aufhaltestufe charakterisiert. Abhängig von der Distanz sr

zwischen der Leitschranke und dem Tragwerk sowie der Aufhaltestufe des Systems kann derReduktionsfaktor r mit Hilfe des folgenden Diagramms, Figur 17, ermittelt werden.



Figur 17: Reduktionsfaktor r zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhaltesystemen

Eine Übersicht über Fahrzeugrückhaltesysteme und ihre Aufhaltestufen findet sich im Anhang F.Die Systeme lassen sich jedoch im Allgemeinen wie folgt charakterisieren:

– Leitschranken, welche die Anforderungen der Aufhaltestufe N2 erfüllen, sind üblicherweiseSysteme mit einem Plankenprofil (z.B. ein Kastenprofil 150/180 mm oder ein Plankenprofil A).Solche Systeme werden beispielsweise an Fahrbahnrändern eingesetzt.

– Leitschranken, welche die Anforderungen der Aufhaltestufe H1 erfüllen, sind üblicherweiseSysteme mit zwei Plankenprofilen (z.B. zwei Kastenprofile 150/180 mm). Solche Systemewerden beispielsweise an Brückenrändern eingesetzt.

– Leitschranken, welche die Anforderungen der Aufhaltestufe H2 erfüllen, sind Rückhalte-systeme, die beispielsweise zum Objektschutz eingesetzt werden (z.B. Systeme mit zwei oderdrei Kastenprofilen 150/180 mm, mit steifen Pfosten und/oder kleinen Pfostenabständen).



3.7.4 Einfluss der lichten Höhe

Der Reduktionsfaktor h zur Berücksichtigung der lichten Höhe bei Überbauten wird gemässFigur 18 bestimmt. Massgebend ist dabei die vorhandene lichte Höhe hL über der Fahrbahn. FürTragwerke in Höhen von hL 6 m ist der Anprall von Fahrzeugaufbauten und Ladungen nichtrelevant und muss nicht berücksichtigt werden ( h = 0).

Figur 18: Reduktionsfaktor h zur Berücksichtigung der lichten Höhe bei Überbauten

3.8 Bestehende Bauwerke

3.8.1 Rechnerische Beurteilung

Die rechnerische Beurteilung des Tragwiderstands von bestehenden Bauwerken bezüglich Fahr-zeuganprall erfolgt gemäss dem im Merkblatt SIA 2018 [27] angewandten, unter Ziffer 9.1 be-schriebenen Konzept mit sogenannten Erfüllungsfaktoren. Als numerische Aussage, in welchemMass ein bestehendes Tragwerk die rechnerischen Anforderungen an Neubauten gemässgeltender Norm erfüllt wird dabei der Erfüllungsfaktor eff bestimmt. Er ist allgemein definiert alsQuotient aus dem normgemässen Widerstand Rd und der normgemässen Auswirkung Ed.

eff =Rd

Ed

(9)

Der Erfüllungsfaktor eff kann auch direkt aus dem Vergleich der Anprallkraft QR, für welche derrechnerische Tragsicherheitsnachweis genau erfüllt ist (Grenzzustand der Tragsicherheit) und demBemessungswert der Anprallkraft Qd bzw. Qdh gemäss dieser Richtlinie, bestimmt werden.

eff =QR

Qd

(10)



Für die Beurteilung des vorhandenen Widerstandes gegenüber Fahrzeuganprall wird der gemässGleichung (9) bzw. (10) ermittelte Erfüllungsfaktor eff mit den Grenzwerten adm und min gemässTabelle 2 verglichen. Die Grenzwerte sind von der Bauwerksklasse (BWK) gemäss Tabelle 3abhängig.

Ist der Erfüllungsfaktor grösser als der zulässige Wert adm, müssen keine Massnahmen ergriffenwerden. Ist er kleiner als der minimale Wert min, sind Massnahmen erforderlich. Bei Erfüllungs-faktoren zwischen diesen Grenzwerten sind Massnahmen (Ziffer 3.8.2) auf Grund des Anprall-risikos (Ziffer 3.8.3) und der Angemessenheit der Massnahmen (Ziffer 3.8.4) zu prüfen.

eff adm Keine Massnahmen notwendig

min eff < adm Massnahmen auf Grund des Risikos und ihrerAngemessenheit prüfen

eff < min Massnahmen erforderlich

Grenzwerte Bauwerksklasse I und II Bauwerksklasse III

Zulässiger Wert, adm 0,80 0,90

Minimaler Wert, min 0,40 0,70

Tabelle 2: Grenzwerte adm und min

3.8.2 Massnahmen

Die Ziffer 2.1.1 dieser Richtlinie liefert eine Übersicht über Massnahmen zum Schutz des Trag-werks in Bezug auf Fahrzeuganprall. Weiter sind unter Ziffer 2.1.2 mögliche Strategien zurBerücksichtigung des Anpralls angegeben. Bei bestehenden Bauwerken können baulicheMassnahmen zur Verstärkung oder Fahrzeugrückhaltesysteme zum Schutz des Tragwerksvorgesehen werden. Das Risiko eines Anpralls kann auch durch organisatorische Massnahmenreduziert werden.

3.8.3 Anprallrisiko

Das Anprallrisiko ist von der jeweiligen lokalen Situation abhängig. Faktoren welche das Risikoungünstig beeinflussen sind unter anderem

– Unfallschwerpunkte,

– Strassenverlauf, welcher ein Abirren von Fahrzeugen begünstigt(z.B. unstetige Linienführung, enge Kurven),

– in Bezug auf Fahrzeuganprall ungünstige Anordnungen des Tragwerks(z.B. Lage nahe bei Ausfahrten von Autobahnen und Autostrassen).



3.8.4 Angemessenheit von Massnahmen

Die Beurteilung der Angemessenheit von Sicherheitsmassnahmen basiert grundsätzlich auf einemVergleich der Kosten für die Massnahmen (Sicherheitskosten) und der mit der Massnahme erziel-baren Risikoreduktion. Eine Sicherheitsmassnahme ist dann angemessen, wenn die Sicherheits-kosten SK die Risikoreduktion R nicht übersteigt:

SK R Angemessene Massnahme

SK > R Massnahme nicht angemessen

Die Sicherheitskosten und die Risikoreduktion sind dabei als jährliche Kosten in Franken pro Jahreinzusetzen. Verursacht die Massnahme einmalige Investitionskosten, beispielsweise bei einerVerstärkung des Tragwerks, so berechnen sich die Sicherheitskosten SK aus den Investitions-kosten und dem Faktor für Abschreibung und Verzinsung (Diskontierungsfaktor) wie folgt:

SK = IK . DF [Franken/Jahr] (11)

IK : Investitionskosten für Massnahme [Franken]

DF : Diskontierungsfaktor [1/Jahr]

Die massgebende Abschreibungsdauer und der Zinssatz lassen sich in vielen Fällen nur grobabschätzen. Wenn keine gesicherten Informationen vorliegen, wird deshalb empfohlen, denDiskontierungsfaktor entsprechend einer Dauer von 25 bis 30 Jahren und einem Jahreszins von4%, wie folgt anzunehmen:

DF = 0,06 [1/Jahr]

Die Risikoreduktion R berechnet sich aus dem bei einem Versagen des Tragwerks infolge Anprallresultierenden Schaden und der mit der Massnahmen verbundenen Reduktion der Versagens-wahrscheinlichkeit wie folgt:

R = S . pf [Franken/Jahr] (12)

S : Schaden [Franken]

pf : Reduktion der Versagenswahrscheinlichkeit [1/Jahr]

Die Bestimmung der mit einer Massnahme erzielbaren Reduktion der Versagenswahrscheinlichkeitpf ist nur mit sehr aufwändigen probabilistischen Berechnungen möglich. Auf Grund der Ver-

sagenswahrscheinlichkeit, die den normgemässen Anprallkräften dieser Richtlinie zu Grund liegt,kann jedoch die Reduktion der Versagenswahrscheinlichkeit wie folgt angenommen werden:

pf = 0,001 [1/Jahr]

Diese grobe Abschätzung ist höchstens um eine Zehnerpotenz falsch. Dies ist angesichts dergrossen Bandbreite der Investitions- und Schadenkosten sowie der oftmals weit auseinanderliegenden Sicherheitskosten und Risikoreduktionen ausreichend für eine Beurteilung der Ange-messenheit einer Massnahme.



3.8.5 Bauwerksklassen

Die Bauwerke werden analog zu der in der Norm SIA 261 [24] unter Ziffer 16.3 vorgenommenZuordnung in drei Bauwerksklassen (BWK) gemäss der folgenden Tabelle 3 eingeteilt. DieEinteilung erfolgt auf Grund der Bedeutung der Strasse, der Dauer des Unterbruchs der Strassen-verbindung bei einem Tragwerksversagen, der mit einem Versagen des Tragwerks verbundenenGefährdung von Personen sowie dem daraus entstehenden Schaden am Bauwerk.

BWK Merkmale Beispiele

I – Verkehrsweg von untergeordneter Bedeutung

– Einige Tage dauernder Unterbruch derStrassenverbindung

– Keine oder nur geringe Gefährdung vonPersonen

– Moderater Bauwerksschaden

– Zur Erschliessung nicht zwingend notwendigeHaupt- und Nebenstrassen

– Brücken von untergeordneter Bedeutung

– Stützmauern, sofern ein Versagen nicht einewichtige Strasse gefährdet,

– kleinere und mittlere Galerien

– Lärmschutzwände

II – Bedeutender Verkehrsweg

– Gefährdung von Personen,

– Grosser Schaden am Bauwerk

– Wochen bis Monate dauernder Unterbruchdes Verkehrswegs

– Hauptstrassen, Autostrassen und Autobahnenmit üblicher verkehrstechnischer Bedeutung

– Brücken, Tunnels, Galerien, grosse Stütz-mauern, grosse Lärmschutzbauwerke

III – Verkehrsweg von zentraler Bedeutung

– Grosse Gefährdung zahlreicher Personen

– Ausserordentlich grosser Schaden amBauwerk

– Mehrere Monate bis Jahre dauernderUnterbruch der Strassenverbindung

– Einziger Verkehrsweg für die Erschliessungeines Gebiets

– Einzige Strassenverbindung für dieErschliessung einer grossen Region

– Bedeutende Transitverbindung

– Brückenbauwerk mit grosser Spannweiteund/oder sehr grosser Höhe

Tabelle 3: Bauwerksklassen für Kunstbauten von Strassen



ANHANG A GRUNDLAGEN DER STOSSBELASTUNG

Der Anprall von Strassenfahrzeugen an Stahlbetonteile hat eine stossartige Beanspruchung desgetroffenen Bauteils zur Folge. Im Gegensatz zu Explosions- und Sprungbelastungen handelt essich dabei um eine eigentliche Stossbelastung. Bei Stossbelastungen werden sogenannte harteund weiche Stösse unterschieden.

Beim harten Stoss trifft ein sehr steifer meistens vergleichsweise kleiner Körper mit grosserGeschwindigkeit auf das Stahlbetonteil, dringt in dieses ein (Penetration) und durchdringt es(Perforation). Der stossende Körper wird dabei praktisch nicht verformt. Die Stosszeit ist sehr kurzund der Stossvorgang ist äusserst komplex. Er kann analytisch nicht exakt erfasst werden. DieBeanspruchung des getroffenen Tragelements ist durch Materialverdrängung im Allgemeinen unddurch Betonabplatzungen an der Bauteilvorder- und -rückseite ("Spalling" und "Scabbing")gekennzeichnet. Diese Versagensarten treten bei einer statischen Belastung nicht auf.

Der weiche Stoss ist dadurch gekennzeichnet, dass der grösste Teil der kinetischen Energie desaufprallenden Körpers durch plastische Verformung aufgenommen wird. Beim weichen Stossprallen wenig steife, deformierbare Körper auf vergleichsweise steife Bauteile. In Bezug auf dieVersagens- und Bruchmechanismen unterscheiden sich weiche Stösse nicht wesentlich von einerstatischen Belastung. Die Stossbeanspruchung führt beim getroffenen Bauteil zu einemDurchstanzen (Schubversagen) oder zur Bildung von Fliessgelenken (Biegeversagen). DieEinwirkungen des weichen Stosses können durch statische Ersatzlasten beschrieben werden.

Der Fahrzeuganprall an ein Tragelement kann üblicherweise als weicher Stoss betrachtet werden,da beim Anprall auf das Bauteile aus Stahlbeton der grösste Teil der kinetischen Energie desFahrzeugs durch die plastische Verformung des Fahrzeugs aufgenommen wird. In seltenerenFällen können steife Ladungen, beispielsweise Stahlträger oder steife Lastwagenaufbauten wieKrane, bei einem Anprall auch harte Stösse verursachen.

Massnahmen um Tragwerke gegenüber Fahrzeuganprall zu schützen sind unter anderem derEinsatz von Schutzeinrichtungen [22] [24]. Die Anordnung von Schutzeinrichtungen kann beiharten und bei weichen Stössen zweckmässig sein. Bestehen keine Möglichkeiten zur Ver-ringerung der Wahrscheinlichkeit eines Anpralls, ist der Widerstand des Tragelements auf dieAnpralleinwirkung auszulegen. In Bezug auf den harten Stoss ist der Einsatz von Schutzschichtenaus Beton oder Stahl zum Schutz des Bauteils gegen Penetration zweckmässig. Die Massnahmebei weichen Stössen ist die adäquate Bemessung des Tragwerks bezüglich der einwirkendenStosskraft.

Die nachfolgend als massgebende Einwirkungen für die Bemessung von Tragwerken angege-benen Anprallkräfte beziehen sich auf die von Schweren Lastfahrzeugen erzeugten weichenStösse.



Figur 19: Übersicht Stossbelastungen



ANHANG B GRUNDLAGEN DER PROBABILISTISCHENBERECHNUNG DER ANPRALLKRAFT

Modell der probabilistischen Berechnung

Die Höhe der Anprallkraft bei einem Anprall eines Strassenfahrzeugs an ein Tragwerksteil nebender Strasse, wird hauptsächlich durch die folgenden Parameter bestimmt:

– Fahrzeugmasse, m

– Abirrgeschwindigkeit, v

– Abirrwinkel,

– Fahrzeugverzögerung, a

– Fahrzeugsteifigkeit, k

Im Fall einer probabilistischen Berechnung der Anprallkraft werden die Variablen nicht als feste(deterministische) Grössen, sondern als durch ihre Verteilungsfunktion definierte Bemessungs-variablen eingeführt. Die Resultate sind Anprallkräfte, die mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeitauftreten. Das einer solchen probabilistischen Berechnung zu Grunde liegende Modell ist in derFigur 20 synoptisch dargestellt.

Figur 20: Modell der probabilistischen Berechnung der Anprallkraft



Probabilistische Berechnung gemäss ENV 1991

Im Anhang A der Norm ENV 1991-2-7:1998 (Eurocode 1) [10] sind die für eine probabilistischeBerechnung der Anprallkraft notwendigen Variablen definiert. Für die Abirrgeschwindigkeit, dieFahrzeugverzögerung und die Fahrzeugmasse sind Verteilungsfunktionen mit Verteilungstyp,Mittelwert und Standardabweichung angegeben. Sowohl der Abirrwinkel sowie die Fahrzeug-steifigkeit werden als deterministische Werte angegeben. Die Variablen gemäss ENV 1991 findensich in der Tabelle 4.

Variable Physikalische Grösse Verteilungstyp Mittelwert

μ

Standard-abweichung

v Abirrgeschwindigkeit– Autobahn– Städtisches Gebiet

lognormallognormal

80 km/h40 km/h

10 km/h8 km/h

a Fahrzeugverzögerung lognormal 4 m/s2 1,3 m/s2

m Fahrzeugmasse– Schweres Lastfahrzeug– Personenwagen

normaldeterministisch

20'000 kg1'500 kg

12'000 kg

Abirrwinkel deterministisch 30°

k Fahrzeugsteifigkeit deterministisch 300 kN/m

Tabelle 4: Variable zur probabilistischen Berechnung der Anprallkraft gemäss ENV 1991-2-7: 1998,Annex A, Tabelle A.1 [10]

Probabilistische Berechnung mit realistischeren Variablen

Die probabilistische Berechung der Anprallkraft mit den Variablen gemäss Tabelle 4 ergibt auch ingrossen Distanzen zum Fahrbahnrand hohe Anprallkräfte, welche mit einer vergleichsweise gros-sen Wahrscheinlichkeit auftreten. Beispielsweise werden 20 m vom Fahrbahnrand entfernt1'000 kN noch mit einer Wahrscheinlichkeit von 65% erreicht. Diese Ergebnisse müssen als wenigrealistisch beurteilt werden. Die Gründe dafür sind der grosse und mit 30° deterministisch definier-te Abirrwinkel sowie die als Normalverteilung definierte Fahrzeugmasse m.

Für eine realistischere Berechnung der Anprallkräfte wird der Anprallwinkel gemäss der im AnhangC angegebenen Verteilung definiert. Gemäss dieser Verteilung sind Winkel von 30° selten undkommen nur bei 10% der Abirrunfälle vor. Der mittlere Abirr- bzw. Anprallwinkel ist wesentlichkleiner und beträgt ca. 15°. Gemäss Figur 22, Anhang C, wird der Abirrwinkel als lognormal-verteilte Variable mit einem Mittelwert von μ = 15° und einer Standardabweichung von = 12,5°definiert.

Die Fahrzeugmasse m wird ebenfalls mit einer Lognormal-Verteilung definiert. Da bei diesemVerteilungstyp keine negativen Werte möglich sind, ist er definitionsgemäss besser geeignet alsdie Normalverteilung. Aufgrund der Ergebnisse der Untersuchung [8] wird die Fahrzeugmasse alsLognormal-Verteilung mit μ = 12'000 kg und = 6'000 kg beschrieben. Diese Verteilung entsprichtweit gehend der in Figur 23, Anhang D, angegebenen Verteilung.



In der folgenden Tabelle sind die für die probabilistische Berechnung der Anprallkraft verwendetenBemessungsvariablen zusammengestellt.

Variable Physikalische Grösse Verteilungstyp Mittelwert

μ

Standard-abweichung

v Abirrgeschwindigkeit 1) lognormal 80 km/h 10 km/h

a Fahrzeugverzögerung 1) lognormal 4 m/s2 1,3 m/s2

m Fahrzeugmasse 2) lognormal 12'000 kg 6'000 kg

Abirrwinkel 3) lognormal 15° 12,5°

k Fahrzeugsteifigkeit 1) determnistisch 300 kN/m

1) gemäss ENV 1991-2-7: 1998 [10]2) gemäss BBS [7]3) gemäss Vulin, Quincy [31]

Tabelle 5: Zur probabilistischen Berechnung der Anprallkraft für Schwere Lastfahrzeuge und Autobahnenverwendete Variablen



ANHANG C ABIRREN VON STRASSENFAHRZEUGEN

Übersicht

Der Bereich neben der Strasse, in dem eine Bemessung auf Fahrzeuganprall relevant ist, ist ab-hängig vom Abirrverhalten der Fahrzeuge. Die seitliche Distanz, bis zu welcher Fahrzeuge abirrenund der Winkel, unter welchem die abirrenden Fahrzeuge die Fahrbahn verlassen, sind keinefesten Grössen. Nachfolgend werden Verteilungen für die Abirrdistanz und den Abirrwinkelangegeben.

Abirrdistanz

Die "American Association of State Highway and Transportation Officials" (AASHTO) gibt eineWahrscheinlichkeitsverteilung für die seitliche Distanz an, mit der von der Strasse abgekommeneFahrzeuge abirren. Die angegebene Verteilung basiert auf Beobachtungen von Abirrunfällen invergleichsweise ebenen Mittelstreifen von Autobahnen. Sie ist jedoch statistisch nicht abgesichert[1]. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung, Figur 21, zeigt, dass eine Abirrdistanz von 10 m bei wenigerals 20% aller Unfälle erreicht bzw. überschritten wird.

Figur 21: Wahrscheinlichkeitsverteilung der seitlichen Abirrdistanz inebenen Mittelstreifen von Autobahnen nach [1] (modifizierte Darstellung)



Abirrwinkel

Vulin und Quincy haben Abirrunfälle in Mittelstreifen auf Autobahnen untersucht [31]. Die Figur 22zeigt die dabei festgestellte Verteilung der Anprallwinkel an die Schutzeinrichtungen im Mittel-streifen. Aus der Verteilung geht hervor, dass der Winkel unter dem die Fahrzeuge abirren, nur bei10% der Unfälle mehr als 30° beträgt. Auf Grund der Resultate einer anderen zitierten Studie[Duverge] sind Abirrwinkel mit mehr als 30° sogar nur in 5% der Fälle zu erwarten.

Figur 22: Wahrscheinlichkeitsverteilung der Anprallwinkel an Schutzeinrichtungenim Mittelstreifen von Autobahnen nach [28] (modifizierte Darstellung)



ANHANG D WIRKSAME FAHRZEUGMASSE

Allgemeines

Für die Beurteilung des Anpralls an Tragwerke oder Schutzeinrichtungen ist eine Analyse desSchwerverkehrs notwendig. Im Rahmen einer für die Kantone Bern und Solothurn durchgeführtenForschungsarbeit [7] wurde die Zusammensetzung des Schwerverkehrs nach Fahrzeugart,Gesamtgewicht und Beladung untersucht. Dabei zeigte sich, dass die bei einem Anprall wirksameFahrzeugmasse üblicherweise wesentlich geringer ist, als das zulässige Maximalgewicht desLastfahrzeugs.

Zusammensetzung des Schwerverkehrs

Die Analysen der Zusammensetzung des Schwerverkehrs nach Fahrzeugart und Gesamtgewichtauf Grund von Verkehrszählungen und der Auswertung verschiedener statistischer Quellen erga-ben im Wesentlichen identische Resultate. Die Zählung des Schwerverkehrs auf der Autobahn N1zeigt, dass Lastwagen, Lastenzüge und Sattelzüge je etwa einen Drittel des Schwerverkehrsausmachen. Nur ein kleiner Prozentsatz der Schweren Lastfahrzeuge sind Busse:

– Lastwagen : 30%

– Bus : 3%

– Lastenzug : 34%

– Sattelzug : 33%

Die Zusammensetzung des Schwerverkehrs auf Grund des Gesamtgewichts der SchwerenLastfahrzeuge (SLF) zeigt das folgende Bild:

– Ein Drittel der SLF haben ein Gesamtgewicht < 10'000 kg

– Die Hälfte der SLF haben ein Gesamtgewicht < 15'000 kg

– 10% der SLF sind schwerer als 28'000 kg

Verteilung der wirksamen Fahrzeugmasse

Die bei einem Anprall wirksame Fahrzeugmasse entspricht in den meisten Fällen nicht dem maxi-malen Gesamtgewicht des Fahrzeugs. Die Fahrzeugmasse, die dynamisch am Anprall beteiligteist und als wirksame Masse bezeichnet wird, kann aus den folgenden Gründen wesentlich geringersein:

– Die Lastfahrzeuge sind leer oder nur teilweise beladen

– Die Ladung ist nicht starr mit dem Fahrzeug verbunden

– Es handelt sich um zusammengesetzte Fahrzeuge (Lastenzug, Sattelzug)

In der Figur 23 ist die im Rahmen der Forschungsarbeit [7] ermittelte Verteilung der wirksamenFahrzeugmasse dargestellt. Verglichen mit dem maximal zulässigen Gesamtgewicht der SchwerenLastfahrzeuge sind die wirksamen Fahrzeugmassen gering. 95% aller Fahrzeuge weisen einewirksame Fahrzeugmasse von 15'000 kg oder weniger auf.



Figur 23: Häufigkeits- und Summenhäufigkeitsverteilung der wirksamen Fahrzeugmasse von SchwerenLastfahrzeugen (SLF) nach [7]



ANHANG E ANPRALL AN ÜBERBAUTEN

Allgemeines

Durch Anprall hervorgerufene Schäden an Überbauten über Strassen sind vergleichsweise häufig[6]. In Frankreich, Deutschland und in Grossbritannien werden pro Jahr jeweils etwa 250 Schaden-fällen angegeben. In Anbetracht der Grösse dieser Staaten muss für die Schweiz mit jährlich etwa30 Ereignissen gerechnet werden.

Schadenbilder

Da die Fahrzeugaufbauten sowie die Ladungen in einer Vielzahl der Fälle vergleichsweise leichtund wenig steif sind, sind im Allgemeinen auch die durch den Anprall hervorgerufenen Schädenmarginal [18]. Figur 24 zeigt einen solchen "harmlosen" Anprall eines Kippers an eine Brücke. DieFiguren 25 und 26 zeigen durch Anprallereignisse hervorgerufene schwerere Schäden an derBewehrung. Solche Ereignisse können die Tragsicherheit von Brücken gefährden.

Figur 25: Schaden an schlaffer Bewehrung,Deutschland, 1993 (aus [18])

Figur 24: Anprall eines Kippers an eineBrücke, Deutschland 1999 (aus [18])

Figur 26: Schaden an Spannbewehrung,Niederlande (aus [18])



Häufigkeit

In der Figur 27 sind die durchschnittlich pro Jahr bei Bahnbrücken in Grossbritanien registriertenAnprallereignisse an Brückenüberbauten als Histogramm dargestellt. Vergleichen mit dem in derSchweiz minimal vorhandenen lichten Höhe von hL = 4,5m [18], treten bei der dargestellten Häufig-keitsverteilung ein Viertel aller Ereignisse bei grösseren Durchfahrtshöhen auf. Der Anprall vonFahrzeugladungen oder -aufbauten an höher als 6,0 m gelegene Überbauten dagegen ist wenigwahrscheinlich.

Figur 27: Verteilung (Histogramm) von Anprallereignissen an Überbautenvon Bahnbrücken in Grossbritanien gemäss [30] (modifizierte Darstellung)



ANHANG F ÜBERSICHT FAHRZEUGRÜCKHALTESYSTEMEUND LEISTUNGSKLASSEN

Die folgenden Tabellen geben eine Übersicht über die Fahrzeugrückhaltesysteme gemäss derRichtlinie für Fahrzeugrückhaltesysteme des ASTRA [4]. Für die verschiedenen in der Schweizgebräuchlichen Leitschrankensysteme mit Planken Profil A, mit Kastenprofilen 130/150 mm undmit Kastenprofilen 150/180 mm sind die Aufhaltestufen angegeben.

Systemnummer Kurzbezeichnung Systemskizze Aufhaltestufe

11LS A4,00 m

N2

12LS A2,00 m

N2

13 LS A - 2x150'1802,00 m

H1

21LS A - 60'1402,00 m

N2

22LS A - 60'1401,33 m

H1

31EDLS A2,00 m

H1

32EDLS A1,33 m

H1

33DDLS A4,00 m

H1

34DDLS A1,33 m

H2


41LS 130’1504,00 m

N2

42LS 130’1502,00 m

N2

43 LS 2x130'1501,33 m

H1

Tabelle 6:Fahrzeugrückhaltesysteme mitPlanke Profil A [4]

Tabelle 7:Fahrzeugrückhaltesysteme mitKastenprofil 130/150 mm [4]




51LS 150’180u4,00 m

H1

52LS 150’180u2,00 m

H1

61LS 150’1804,00 m

N2

62LS 150’1802,00 m

H1

63 2 LS 150'1804,00 m

H1

64LS 2x150’1802,00 m

H1

65LS 2x150’1801,33 m

H1

66 LS 2x150’18050’1002,00 m

H2

67 LS 2x150’18050’100h1,33 m

H2

68 LS 3x150’1802x50’1001,33 m

H2

Tabelle 8:Fahrzeugrückhaltesysteme mitKastenprofil 150/180 mm [4]



ANHANG G QUELLENVERZEICHNIS

[1] American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO): Guide forSelecting, Locating and Designing Traffic Barriers, Washington D.C., 1977

[2] Ammann, W.: Stahlbeton- und Spannbetontragwerke unter stossartiger Belastung,Birkhäuser Verlag Basel, 1983

[3] Bundesamt für Statistik (BFS): Schweizerische Verkehrsstatistik 1996/2000, BFS, Neuchâtel,2000

[4] Bundesamt für Strassen (ASTRA): Richtlinien für Fahrzeugrückhaltesysteme, Bern, 2002

[5] Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL): Handbuch III zur Störfallverordnung– Richtlinien für Verkehrswege, EDMZ, Bern, 1992

[6] Bundesminister für Verkehr, Abteilung Strassenbau: Schäden an Brücken und anderenIngenieurbauwerken – Ursachen und Erkenntnisse, Dokumentation 1982, Verkehrsblatt-Verlag Borgmann GmbH & Co. KG, Dortmund, 1982

[7] Bürkel Baumann Schuler: Wirksames Fahrzeuggewicht Schwerer Lastfahrzeuge zurBeurteilung des Anpralls an Schutzeinrichtungen, Tiefbauamt des Kantons Bern und KantonSolothurn, Büro für Nationalstrassen, 1995

[8] DIN: Grundlagen zur Festlegung von Sicherheitsanforderungen für bauliche Anlagen, BeuthVerlag, Berlin, Köln, 1981

[9] EN 1317-2, Rückhaltsysteme an Strassen – Teil 2: Leistungsklassen, Abnahmekriterien fürAnrallprüfungen und Prüfverfahren für Schutzeinrichtungen, CEN, April 1998

[10] ENV 1991-2-7:1998, Eurocode 1: Basis of design and actions on structures Part 2-7: Actionson structures - Accidental actions due to impact and explosions, CEN, 1998

[11] prENV 1991-2-7:1995, Eurocode 1: Basis of design and actions on structures Part 2-7:Accidental actions, Draft March, CEN, 1995

[12] Hellmich, K. et. al.: Krafteinwirkung auf die Kappe und den Überbau einer Brückenkon-struktion infolge eines Anprallvorgangs an eine Stahlleitschiene, Stahlbau 69 (2000), Heft 9,Ernst & Sohn Verlag Berlin, 2000

[13] Internationaler Eisenbahnverband UIC: UIC-Kodex 777-1, Massnahmen zum Schutz derEisenbahnbrücken gegen Anprall von Strassenfahrzeugen und des Schienenverkehrs vorabirrenden Strassenfahrzeugen, 1997

[14] Institut für Verkehrsplanung, Transporttechnik, Strassen- und Eisenbahnbau (IVT) der ETHZürich, Diverse Prüfberichte zu Anprallversuche an passive Schutzeinrichtungen, Zürich1994 - 1997

[15] Klingmüller, O., Bourgund, U.: Sicherheit und Risiko im Konstruktiven Ingenieurbau, Vieweg,Braunschweig, Wiesbaden, 1992



[16] Miyamoto, A., King, M.W.: Design concept for reinforced concrete slab structures under softimpact loads, in Jones, N. et al. (Eds.): Structures under shock and impact IV, ComputationalMechanics Publications, Southampton UK, 1996

[17] Popp, C.: Untersuchungen über den Stossverlauf beim Anprall von Kraftfahrzeugen aufStützen und Rahmenstiele aus Stahlbeton, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 172,Verlag Wilhelm Ernst und Sohn, Berlin 1965

[18] Scheer, J.: Versagen von Bauwerken – Ursachen, Lehren Band 1: Brücken, Ernst & SohnVerlag, Berlin, 2000

[19] Schweizerische Beratungsstelle für Unfallverhütung (bfu): Unfallgeschehen in der Schweiz -Statisik 2000, bfu, Bern, 2000

[20] Shimada, T. et al.: An Experiment on the Shock Absorbing Characteistics of the RoadTerminal Pole with Absorbing System, Proceedings of the 2nd Asia-Pacific Conference onShock&Impact Loads on Structures, Melbourne, Australia, 1997

[21] Siemes, T., Rostam, S.: Durable safety and serviceability – a performance based designformat, IABSE Colloquium Delft 1996, Basis of Design and Actions on Structures,Background and application of Eurocode 1, IABSE Report Volume 74, Zürich, 1996

[22] SN 505 160 (SIA 160), Einwirkungen auf Tragwerke, Schweizerischer Ingenieur- undArchitekten-Verein, Zürich, 1989

[23] SN 505 260 (SIA 260), Grundlagen der Projektierung von Tragwerken, SchweizerischerIngenieur- und Architekten-Verein, Zürich, 2003

[24] SN 505 261 (SIA 261), Einwirkungen auf Tragwerke, Schweizerischer Ingenieur- undArchitekten-Verein, Zürich, 2003

[25] SN 505 262 (SIA 262), Betonbau, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein,Zürich, 2003

[26] SN 505 263 (SIA 263), Stahlbau, Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein,Zürich, 2003

[27] Merkblatt SIA 2018, Überprüfung bestehender Gebäude bezüglich Erdbeben,Schweizerischer Ingenieur- und Architekten-Verein, Zürich, 2004

[28] SN 640 200 - 202: Geometrisches Normalprofil, Vereinigung SchweizerischerStrassenfachleute VSS, Zürich, 1992

[29] SN 640 566, Passiver Schutz im Strassenraum – Einsatz, Wahl und Anordnung vonFahrzeugrückhaltesystemen, VSS, Zürich, 1995

[30] UK Railways Inspectorate, September 1997

[31] Vulin, D., Quincy, R.: Accidents avec Sortie de Chaussée en Terre-Plein Central surAutoroutes de Liaison, Rapport INRETS no. 42, Institut National de Recherche sur lesTransports et leur Securité (INRETS), Septembre 1987

Bundesamt für Strassen

Korrigenda C1 zur Richtlinie

Anprall von Strassenfahrzeugen auf Bauwerksteile von Kunstbauten


2020

Korrigenda C1 zur Richtlinie ASTRA 12008, 20.02.2020

1/9

Seite Ziffer/ Figur bisher (durchgestrichene und fett markierte Inhalte sind nicht mehr gültig) Korrektur (die Korrekturen sind fett und kursiv markiert)

5 0.2 Der Anprall von Strassenfahrzeugen ist zu berücksichtigen, wenn das Tragwerk bzw. die zum Tragwerk gehörenden Bauteile innerhalb einer Entfernung vom Fahrbahnrand liegen, bei der eine Gefährdung durch Anprall relevant ist. Bei ebenem Gelände neben der Fahrbahn ist das - 10 m bei Autobahnen. Autostrassen und Ausserortsstrassen mit

Verkehrsgeschwindigkeiten ≥ 80 km/h - 3 m bei Innerortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit von 50 bzw. 60 km/h Die in dieser Richtlinie angegebenen Anprallkräfte beziehen sich auf den Anprall von Schweren Lastfahrzeugen (SLF). Durch den Anprall von Fahrzeugen mit einem maximalen Gesamtgewicht von weniger als 3'500 kg verursachte Kräfte sind im Allgemeinen wesentlich kleiner. Sie sind gemäss den Normen SIA 261 [24] oder ENV 1991 [10] festzulegen.

Der Anprall von Strassenfahrzeugen ist bei Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen zu berücksichtigen, wenn das Tragwerk bzw. die zum Tragwerk gehörenden Bauteile innerhalb der Abstände gemäss Figur C1 oder Figur C2 liegen.

Figur C1: Abstände AST Strassen zu Tragwerk bei Autobahnen und Autostrassen

Figur C2: Abstände AST Strasse zu Tragwerk bei Ausserortsstrassen Der Abstand AST bestimmt sich senkrecht zur Achse der Fahrbahn. Referenzpunkt ist der Fahrbahnrand oder bei Strassen mit Standstreifen der äussere Rand des Standstreifens. Bei Innerortsstrassen beträgt der massgebliche Abstand 3 m. Die in dieser Richtlinie angegebenen Anprallkräfte beziehen sich auf den Anprall von Schweren Lastfahrzeugen (SLF). Durch den Anprall von Fahrzeugen mit einem maximalen Gesamtgewicht von weniger als 3'500 kg verursachte Kräfte sind im Allgemeinen wesentlich kleiner. Diese sind gemäss Norm SIA 261 [24] festzulegen.

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Höh

enla

ge T

ragw

erk

zu

Obe

rkan

te F

ahrb

ahn

[m]

Abstand Fahrbahnrand zu Tragwerk [m]

AST

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Höh

enla

ge T

ragw

erk

zuO

berk

ante

Fah

rbah

n [m

]

Abstand Fahrbahnrand zu Tragwerk [m]

AST


2/9


6 0.4 Die vorliegende Richtlinie ist wie die Normen des SIA grundsätzlich für neue Bauwerke gültig.

Die vorliegende Richtlinie ist für die Bemessung neuer Bauwerke gültig. Die Richtlinie ist ebenfalls bei der Überprüfung und Instandsetzung von bestehenden Bauwerken anzuwenden.

8 1.2.1 - Ergänzung von Bezeichnungen AQd Abstand FZRS bis Tragwerk bei Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) AQhd Abstand FZRS bis Tragwerk bei Anprall Fahrzeugaufbauten und Ladungen AST Abstand Strasse zu Tragwerk FZRS Fahrzeugrückhaltesystem

15 2.3.1 Beim Einsatz von Leischranken kann die Anprallkraft gemäss Ziffer 3.7.3 dieser Richtlinie reduziert werden.

Beim Einsatz von Leitschranken kann die Anprallkraft gemäss Ziffer 3.4.2 bzw. 3.5.2 dieser Richtlinie reduziert werden.

16 2.3.2 Leitmauern aus Beton sind Fahrzeugrückhaltesysteme, welche allgemein eine hohe Rückhaltwirkung aufweisen. In den meisten Fällen vermögen sie Schwere Lastfahrzeuge (SLF) aufzuhalten. Der Anprall von Personenwagen an Betonleitmauern ist generell heftig, allgemein jedoch akzeptabel. Der Einsatz als Einrichtung zum Schutz des Tragwerks ist in den meisten Fällen günstig. In Bezug auf den Schutz von Fahrzeuginsassen ungünstig ist jedoch der Einsatz kurzer Leitmauern als Objektschutz in Strassenabschnitten mit Leitschranken. Betonleitmauern, welche Elemente des Tragwerks darstellen oder mit dem Tragwerk verbunden sind, müssen auf Anprall bemessen werden. Beispiele sind in der Figur 6 dargestellt. Die massgebenden Anprallkräfte sind im Kapital 3 angegeben. Als passive Schutzeinrichtungen eingesetzte Leitmauern aus vorfabrizierten Betonelementen sind nach der Norm SN EN 1317-2 [9] geprüfte Rückhaltesysteme. Werden solche Systeme nicht mit dem Tragwerk verbunden und gemäss den in Figur 6 dargestellten Beispielen eingesetzt, müssen sie grundsätzlich nicht auf Anprall bemessen werden.

Leitmauern aus Beton sind Fahrzeugrückhaltesysteme, welche allgemein eine hohe Rückhaltewirkung aufweisen. Der Einsatz als Einrichtung zum Schutz des Tragwerks ist in den meisten Fällen günstig. Betonleitmauern, welche Elemente des Tragwerks darstellen oder mit dem Tragwerk verbunden sind, müssen auf Anprall bemessen werden. Beispiele sind in Figur 6 dargestellt. Die massgebenden Anprallkräfte sind im Kapital 3 enthalten. In Ausnahmefällen können FZRS aus vorfabrizierten Betonelementen eingesetzt werden, wenn der Wirkungsbereich des nach Norm EN 1317-2 geprüften und zugelassenen FZRS kleiner gleich dem Abstand von Vorderkante des FZRS bis zur Vorderkante des Tragwerks ist. Des Weiteren sind die Anforderungen nach Norm VSS 40 561 zu berücksichtigen.

18 3.1 Die für die Bemessung von Tragwerken auf Fahrzeuganprall festgelegten Anprallkräfte wurden mit Hilfe von probabilistischen Berechnungen bestimmt. Die so berechneten Bemessungswerte sind unter anderem von der Distanz des zu bemessenden Tragwerkelements vom Fahrbahnrand und von der Verkehrsmenge abhängig. Die Bemessung von Tragwerken mit diesen Anprallkräften ist risikoorientiert und ergibt ein ausgewogenes Sicherheitsniveau.

Die für die Bemessung von Tragwerken auf Fahrzeuganprall festgelegten Anprallkräfte basieren auf den Grundwerten der SIA 261 und im Falle von vor dem Tragwerk vorhandenen Fahrzeugrückhaltesystemen auf deren nach Norm EN 1317-2 festgestellten Leistungseigenschaften.


3/9


19 3.3 In der folgenden Tabelle sind die Ausgangswerte Q0 für die Bestimmung der Bemessungs-werte der Anprallkräfte Qd für Autobahnen und Autostrassen sowie für Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsgeschwindigkeit v = 80 km/h für den frontalen Anprall an Stützen und für den seitlichen Anprall an Wände angegeben. Die Bemessungswerte der Anprallkräfte können ausgehend von diesen Werten mit den Gleichungen (1) und (4) bestimmt werden. Frontaler Anprall

an Stützen Q0,α [kN]

Seitlicher Anprall an Wände und

Leitmauern Q0,y [kN]

Autobahnen/Autostrassen 1'500 1) 600 1) Strassen mit v = 80 km/h 1'000 400 1) Ausgangswerte Q0 entsprechen den Bemessungswerten Qd

gemäss Norm SIA 261 [24] Tabelle 1: Ausgangswerte zur Bestimmung der Bemessungswerte der Anprallkraft bei Autobahnen und Autostrassen sowie Ausserortsstrassen mit v = 80 km/h

Die Ausgangswerte der Anprallkräfte Q0 (entspricht Grundwerten Q0d gemäss Norm SIA 261 Tabelle 21) für Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen sind in Tabelle C1 enthalten.

Frontaler Anprall

an Stützen

Q0,α [kN]

Seitlicher Anprall an Wände und Leitmauern

Q0,y [kN]

Autobahnen/Autostrassen 1'000 500 Ausserortsstrassen 1’000 500

Tabelle C1: Ausgangswerte Q0 zur Bestimmung der Bemessungswerte der Anprallkräfte für Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen Die Bemessungswerte bestimmen sich nach Ziffer 3.4.2. und 3.5.2.


4/9


20 3.4.2 Einwirkungen in Folge von Fahrzeuganprall sind als aussergewöhnliche Einwirkungen zu behandeln. Die nachfolgend angegebenen Anprallkräfte sind deshalb als Bemessungswerte zu berücksichtigen. - Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen Bei Autobahnen und Autostrassen sowie bei Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsge-schwindigkeit v = 80 km/h wird der Bemessungswert der Anprallkraft Qd aus den Ausgangswerten gemäss Tabelle 1 mittels Reduktions- und Erhöhungsfaktoren wie folgt bestimmt: Qd = Q0 · Ψs · Ψv · Ψr (1) Q0: Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts der Anprallkraft [kN], Tabelle 1 Ψs: Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand,

Ziffer 3.7.1 Ψv: Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs, Ziffer 3.7.2 Ψr: Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhaltesystemen, Ziffer 3.7.3 - Innerortsstrassen ……………………

Einwirkungen in Folge von Fahrzeuganprall sind als aussergewöhnliche Einwirkungen zu behandeln, Die nachfolgend angegebenen Anprallkräfte sind deshalb als Bemessungswerte zu berücksichtigen. - Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen Im Regelfall müssen Tragwerke am Fahrbahnrand von Strassen gemäss Norm VSS 40 561 mit Fahrzeugrückhaltesystemen abgesichert werden. In Abstimmung mit der Bauherrschaft bzw. der Aufsichtsbehörde sind die in Tabelle C2 angegebenen Bemessungswerte Qd als Grundlage für die statischen Berechnungen und Nachweise, insbesondere bei bestehenden Tragwerkskonstruktionen, anzuwenden. Dabei gilt:

- Frontaler Anprall an Stützen Qd,α = Qd (1a) - Seitlicher Anprall an Wände Qd,y = Qd/2 (1b)

Wenn das Tragwerk nicht mit einem Fahrzeugrückhaltesystem abgesichert ist, sind für den Nachweis des Anpralls des Fahrzeugchassis als Bemessungswerte die Werte gemäss Ziffer 3.3 Tabelle C1 massgebend. AQd

1)

[m] FZRS

6611 FP4) 6611 GP5) 6811 GP5) 92113) 93113)

Bem

essu

ngsw

erte

Qd [

kN]

0,0 m 785 840 660 0 0 0,1 m 710 780 555 0 0 0,2 m 630 725 450 0 0 0,3 m 550 665 340 0 0 0,4 m 470 605 235 0 0 0,5 m 390 550 130 0 0 0,6 m 310 490 20 0 0 0,7 m 230 430 0 0 0 0,8 m 155 370 0 0 0 0,9 m 75 310 0 0 0 1,0 m 0 255 0 0 0 1,1 m 0 195 0 0 0 1,2 m 0 135 0 0 0 1,3 m 0 75 0 0 0 1,4 m 0 20 0 0 0 1,5 m 0 0 0 0 0

Tabelle C2: Bemessungswerte Qd, [kN] in Abhängigkeit des Abstands1) von Hinterkante2) FZRS zu Vorderkante Tragwerk

1) Der objektbezogene Abstandswert AQd ist auf eine Dezimale zu runden 2) Hinterkante nicht Vorderkante 3) Leitmauer gemäss Tabelle C1 auf Anprall bemessen 4) FP = System mit Pfosten mit Fussplatte auf Streifenfundament gemäss ASTRA RL 11005

FZRS 5) GP = System mit gerammten Pfosten gemäss ASTRA RL 11005 FZRS


5/9

Figur C3: Abstandsmessung zur Ermittlung des Bemessungswerts Qd Die in Tabelle C2 angegebenen Werte sind um den Faktor 1,3 zu erhöhen, wenn eine Unfallhäufigkeit in Verbindung mit Schwerlastfahrzeugen SLF gemäss folgenden Kriterien vorliegt: 2 Unfälle oder mehr innert 5 Jahren in Verbindung mit SLF (0,4 USLF/Jahr) im Intervallbereich der Tragwerkskonstruktion von:

- 500 m für Autobahnen und Autostrassen je Richtungsfahrbahn - 200 m für Ausserortsstrassen je Strassenintervall

Für die Ermittlung der Anzahl relevanter Unfälle sind alle Schleuder- oder Selbstunfälle (Unfalltypengruppe 0), Unfalltypen 1 bis 9 gemäss Unfallaufnahmeprotokoll (UAP) für die Fahrzeugarten mit FAZ-Code 020, 035, 037 und 038 zu berücksichtigen. Die Unfalldaten können über [email protected] angefordert werden. Der Systemaufbau des FZRS bezüglich der erforderlichen Mindest- und Vorlängen ist gemäss ASTRA RL 11005 FZRS und der Norm VSS 40 561 auszuführen. - Innerortsstrassen ……………..

mailto:[email protected]


6/9


22 3.5.2 Die für den Fall des Anpralls von Fahrzeugaufbauten und Ladungen an Stützen oder Wände festgelegten Anprallkräfte betragen generell einen Drittel der statischen Ersatzlasten, welche für den Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) festgelegt sind. - Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen Bei Autobahnen und Autostrassen sowie bei Ausserortsstrassen mit einer Verkehrsge-schwindigkeit v = 80 km/h wird der Bemessungswert der Anprallkraft Qhd aus den Ausgangswerten gemäss Tabelle 1 mittels Reduktions- und Erhöhungsfaktoren wie folgt bestimmt: Qhd = Q0 /3 · Ψs · Ψv · Ψr (4) Q0: Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts der Anprallkraft [kN], Tabelle 1 Ψs: Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand,

Ziffer 3.7.1 Ψv: Erhöhungsfaktor zur Berücksichtigung des Verkehrs, Ziffer 3.7.2 Ψr: Reduktionsfaktor zur Berücksichtigung von Fahrzeugrückhaltesystemen, Ziffer 3.7.3 - Innerortsstrassen ……………………

Der Nachweis des Anpralls von Fahrzeugaufbauten und Ladungen an Stützen und Wänden ist nur dann zu führen, wenn das Tragwerk mit einem FZRS abgesichert ist. Andernfalls ist der Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) massgebend. - Autobahnen, Autostrassen und Ausserortsstrassen In Abstimmung mit der Bauherrschaft bzw. der Aufsichtsbehörde sind die in Tabelle C3 angegebenen Bemessungswerte Qhd als Grundlage für die statischen Berechnungen und Nachweise, insbesondere bei bestehenden Tragwerkskonstruktionen, anzuwenden. Dabei gilt:

- Frontaler Anprall an Stützen Qhd,α = Qhd (4a) - Seitlicher Anprall an Wände Qhd,y = Qhd (4b)

AQhd

1)

[m] FZRS

6611 FP3) 6611 GP4) 6811 GP4) 92112) 93112)

Bem

essu

ngsw

erte

Qhd

[kN

]

0,0 m 280 290 235 333 333 0,1 m 260 275 205 250 333 0,2 m 240 260 175 170 333 0,3 m 220 245 144 85 250 0,4 m 200 230 115 0 170 0,5 m 180 210 85 0 85 0,6 m 160 195 55 0 0 0,7 m 145 180 25 0 0 0,8 m 125 165 0 0 0 0,9 m 105 150 0 0 0 1,0 m 85 120 0 0 0 1,1 m 65 115 0 0 0 1,2 m 45 100 0 0 0 1,3 m 25 85 0 0 0 1,4 m 5 70 0 0 0 1,5 m 0 50 0 0 0 1,6 m 0 35 0 0 0 1,7 m 0 20 0 0 0 1,8 m 0 5 0 0 0 1,9 m 0 0 0 0 0

Tabelle C3: Bemessungswerte Qhd, [kN] in Abhängigkeit des Abstands1) FZRS zu Tragwerk

1) Der massgebende Abstand AQhd bestimmt sich bei den Systemen 6611 FP, 6611 GP und 6811 GP von der Hinterkante des Systems bis zur Vorderkante des Tragwerks gemäss Figur C4 und bei den Systemen 9211 und 9311 von der Vorderkante des Systems bis zur Vorderkante des Tragwerks gemäss Figur C5. Der objektbezogene Abstandswert AQhd ist auf eine Dezimale zu runden.

2) Leitmauer gemäss Tabelle C1 auf Anprall bemessen 3) FP = System mit Pfosten mit Fussplatte auf Streifenfundament gemäss ASTRA RL 11005

FZRS 4) GP = System mit gerammten Pfosten gemäss ASTRA RL 11005 FZRS


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Figur C4: Abstandsmessung zur Figur C5: Abstandsmessung zur Ermittlung des Bemessungswerts Qhd Ermittlung des Bemessungswerts Qhd bei Systemen 6611 FP, 6611 GP, 6811 GP bei Systemen 9211, 9311 Die in Tabelle C3 angegebenen Werte sind um den Faktor 1,3 zu erhöhen, wenn eine Unfallhäufigkeit in Verbindung mit Schwerlastfahrzeugen SLF gemäss folgenden Kriterien vorliegt: 2 Unfälle oder mehr innert 5 Jahren in Verbindung mit SLF (0,4 USLF/Jahr) im Intervallbereich der Tragwerkskonstruktion von:

- 500 m für Autobahnen und Autostrassen je Richtungsfahrbahn - 200 m für Ausserortsstrassen je Strassenintervall

Für die Ermittlung der Anzahl relevanter Unfälle sind alle Schleuder- oder Selbstunfälle (Unfalltypengruppe 0), Unfalltypen 1 bis 9 gemäss Unfallaufnahmeprotokoll (UAP) für die Fahrzeugarten mit FAZ-Code 020, 035, 037 und 038 zu berücksichtigen. Die Unfalldaten können über [email protected] angefordert werden. Der Systemaufbau des FZRS bezüglich der erforderlichen Mindest- und Vorlängen ist gemäss der ASTRA RL 11005 FZRS und der Norm VSS 40 561 auszuführen. - Innerortsstrassen ……………………

mailto:[email protected]


8/9


23 3.5.3 …………………… Q0,α : Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts der Anprallkraft (kN),

Tabelle 1 ……………………

…………………… Q0,α : Ausgangswert zur Bestimmung des Bemessungswerts der Anprallkraft [kN] gemäss

Tabelle C1 ……………………

24 3.6 …………………… - Die horizontal auf eine Fläche von 0,40 m auf 1,50 m wirkende Anprallkraft ist auf der Höhe hQ bzw. hQh anzunehmen. Die Höhe wird von der Fahrbahn (Figur 11a) bzw. dem Terrain im Fall einer Böschung (Figuren 11b und 11c) bis zur Mitte der Kraftangriffsfläche gemessen. Massgebend ist jeweils die für die Bemessung ungünstigste Höhe. • Anprall von Fahrzeugen (Fahrzeugchassis) hQ = 0,75 – 1,50 m und • Anprall Fahrzeugaufbauten und Ladungen hQh = 1,5 - 4.0 m ……………………

……………………. - Die horizontal auf eine Fläche von 0,40 m auf 1,50 m wirkende Anprallkraft ist auf der Höhe hQ bzw. hQh anzunehmen. Die Höhe wird von der Fahrbahn (Figur 11a) bzw. dem Terrain im Fall einer Böschung (Figuren 11b und 11c) bis zur Mitte der Kraftangriffsfläche für den • Anprall Fahrzeugchassis von hQ = 0,8 m und für den • Anprall Fahrzeugaufbauten und Ladungen von hQh = 4,0 m gemessen. ……………………

26/27 3.7.1 Gesamte Ziffer 3.7.1 Einfluss der Distanz des Tragwerks vom Fahrbahnrand nicht mehr anzuwenden

Gesamte Ziffer 3.7.1 nicht mehr anzuwenden

28 3.7.2 Gesamte Ziffer 3.7.2 Einfluss Verkehr nicht mehr anzuwenden


28/29 3.7.3 Gesamte Ziffer 3.7.3 Einfluss von Fahrzeugrückhaltesysteme nicht mehr anzuwenden



9/9


30 3.7.4 Figur 18 ungültig

ersetzt bisherige Figur 18

Figur C6: Reduktionsfaktor Ψh zur Berücksichtigung der lichten Höhe hL bei Überbauten

30 3.8 Ganze Ziffer

Nur Informativ

35-46 Anhang A bis Anhang E

Nur Informativ

47-48 Anhang F

Anhang F ungültig, massgebend ist die ASTRA RL 11005 FZRS

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

5,0 5,2 5,4 5,6 5,8 6,0

Red

uktio

nsfa

ktor

, Ψh

Lichte Höhe, hL [m]

Auflistung der Änderungen

Ausgabe Version Datum Änderungen

2005 1.10 20.02.2020 Korrigenda zur Ausgabe von 2005. 2005 1.00 2005 -

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Richtlinie Anprall von Strassenfahrzeugen auf Bauwerksteile von … · enthalten, weshalb bestehende Bauwerke diesen Einwirkungen möglicherweise nicht genügen. Unter Ziffer 3.8