Research on the general method for extrapolating traffic load effects for highway bridges

Forschungen zur allgemeinen Methode der Extrapolation von Verkehrslastwirkungen auf AutobahnbrüKen.

Eine genaue Kenntnis des realen Verkehrslastniveaus ist eine der Voraussetzungen einer bautechnischen Sicherheitsbewertung. Die verbreitete Methode zur Extrapolation von Lasteinflüssen hängt ab von der Analyse der Effekt-Durchgangsraten-Verteilung entsprechend der Theorie von Rice. Diese Methode hat Schwächen in mindestens drei Bereichen: in ihren theoretischen Grundlagen, der Bestimmung einer passenden Start-Klassenweite sowie der Diskretheit extrapolierter Effekte. Dies wird durch die Betrachtungen im vorliegenden Beitrag gezeigt. Die Theorie von Rice weicht offensichtlich von den meisten realen Verteilungen der Durchgangsrate ab, hat einen engen Anwendungsbereich (extrem hohe Verkehrsdichte) und ist unzuverlässig bei der Extrapolation von Effekten. Zudem werden durch die Methode Auswirkungen der Wiederholungsperiode nur geschätzt: eine Zuverlässigkeitsanalyse zur Wahllosigkeit der Stichproben fehlt, und somit fehlt auch eine brauchbare Einschätzung des Wirkungsbereichs, der den wahren Wert enthält. Daher schlägt der vorliegende Beitrag eine allgemeine Methode zur Extrapolation von Verkehrslasteinflüssen auf Autobahnbrücken vor. Grundlagen sind die Analyse des Zusammenhangs zwischen Wiederholungsperiode und Extremwertverteilung der Lasteinflüsse sowie die Erscheinung einer Regel über die Effekte der Wiederholungsperiode. Ein Charakteristikum dieser allgemeinen Methode ist die starke Nutzung von Stichproben bei der Extrapolation von Effekten aus der Durchgangsraten-Verteilung. Die allgemeine Methode hat einen breiten Anwendungsbereich für verschiedene Verkehrsflussdichten und für Wirklinien verschiedener Formen und Längen. Sie liefert weiterhin einen Vertrauensbereich für geschätzte Effektwerte und somit eine deutlich höhere Zuverlässigkeit der Extrapolation von Effekten für verschiedene Wiederholungsperioden.