Überlastverhalten von Brücken bei Extremhochwasser – Gefährdungsbewertung auf Basis systematischer Untersuchungen

Die Hochwasserereignisse im Juli 2021 in Westeuropa und Oktober 2024 in Spanien haben den Einfluss von Brücken als kritischen Faktor für die Ableitung von Extremabflüssen verdeutlicht und aufgezeigt, dass Verklausung, Rückstau und (Teil-)Versagen für eine signifikante Verschärfung der Hochwasserauswirkungen sowie eine Erhöhung des Schadenspotenzials sorgen können. Die Nutzbarkeit als kritische Infrastruktur der Katastrophenhilfe wird eingeschränkt und weitere Infrastrukturelemente wie Deiche gefährdet. Über die komplexen hochwasserinduzierten Wechselwirkungen an Brücken sowie das durch Überlasteinwirkungen gegebene Schadenspotenzial, das von Brücken bei Extremabflüssen ausgehen kann, liegen bislang nur wenige systematisch untersuchte Erkenntnisse vor. Eine Analyse des Gefährdungspotenzials im Voraus ist in der Praxis zurzeit kaum möglich. Ziel eines am KIT-IWU laufenden Projekts ist daher die Entwicklung einer Arbeitshilfe für die Gefährdungsbewertung von Brücken im Extremhochwasserfall auf Basis von Daten und Parametern, die im Rahmen ingenieurpraktischer Hochwassergefahrenmodellierungen zugänglich sind. Basierend auf physikalischen Modellversuchen werden die komplexen hydraulischen, morphologischen und lastinduzierten Interaktionen im Nahbereich von Brücken bei Extremabflüssen systematisch untersucht. ... mehrBetreffend mögliche Versagensmechanismen von Brücken, die von Abflüssen deutlich über der Bemessungsgrundlage ausgelöst werden, werden hydraulische und morphologische Parameter sowie Krafteinwirkungen ausgewertet. Durch Abgleich mit äquivalenten numerischen Modellen sollen Gefährdungsparameter für die Brückenstandsicherheit, die durch 2D-HN Ansätze erkennbar sind, abgeleitet werden. Die Ergebnisse sollen einen wissenschaftlich fundierten Beitrag zur praxisnahen Risikoabschätzung liefern und können als Grundlage der Katastrophenvorsorge in der Planungspraxis sowie als Entscheidungshilfe im Hochwasserfall an Brücken dienen. Der Beitrag stellt das Untersuchungskonzept und die Ziele vor.