Verbundprojekt SKRIBT Schutz kritischer Brücken und Tunnel im ...

Verbundprojekt SKRIBT
Schutz kritischer Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen
Schlussbericht: Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Öffentliche Fassung
Gefördert durch:
Bundeministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Berlin
Projektträger:
VDI Technologiezentrum GmbH, Düsseldorf

1 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Bearbeitet von:
Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK)
Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI),
HOCHTIEF PPP Solutions GmbH
Institut für Leichtbau, Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart
Lehrstuhl für Psychologie I der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Lehrstuhl für Tunnelbau, Leitungsbau und Baubetrieb der Ruhr-Universität Bochum (TLB)
PTV Planung Transport Verkehr AG
Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH Düsseldorf
Siemens AG
Dieser Bericht enthält in der Originalfassung sensible Inhalte, die aus der vorliegenden öffentlichen
Fassung entfernt wurden.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 2
Inhalt
1 Einleitung .............................................. 4
1.1 Allgemeines ............................................ 4
1.2 Zielsetzung ............................................. 4
1.3 Vorgehensweise ..................................... 4
2 Sicherheitstechnische
Untersuchung von Bauwerken ........... 5
2.1 Allgemeines ............................................ 5
2.2 Vorgehensweise ..................................... 5
2.3 Bedrohungsanalyse................................ 6
2.3.1 Allgemeines ............................................ 6
2.3.2 Terrorismus und kriminelle
Handlungen ............................................ 6
2.3.3 Extreme Naturereignisse ........................ 6
2.3.4 Menschliches / Technisches
Versagen ................................................ 6
2.4 Objektanalyse ......................................... 7
2.4.1 Allgemeines ............................................ 7
2.4.2 Relevante Ereignisse ............................. 8
2.4.3 Analyse der Resttragfähigkeit ................ 8
2.4.4 Analyse der Nutzerbelange .................. 10
2.4.5 Analyse der verkehrlichen
Gegebenheiten ..................................... 11
2.5 Verfahren zur Identifizierung kritischer
Bauwerke ............................................. 11
2.5.1 Vorfilterung des Bauwerksbestandes ... 11
2.5.2 Anwendung des Verfahrens ................. 12
2.6 Zusätzliche Schutzmaßnahmen ........... 12
3 Identifizierung kritischer Bauwerke . 14
3.1 Allgemeines .......................................... 14
3.2 Initialereignisse ..................................... 14
3.2.1 Brand .................................................... 14
3.2.2 Explosion .............................................. 15
3.2.3 Kontamination ...................................... 15
3.2.4 Wasser / Temperatur / Wind ................ 15
3.3 Szenarienentwicklung .......................... 16
3.4 Ermittlung der Eingangsgrößen ........... 16
3.4.1 Eingangsgrößen für das Bauwerk ........ 16
3.4.2 Eingangsgrößen für Nutzer .................. 17
3.4.3 Eingangsgrößen für Verkehr ................ 17
3.4.4 Eingangsgrößen für sonstige
Faktoren ............................................... 17
3.5 Synthese der Eingangsgrößen ............. 18
3.5.1 Bewertungshintergrund Bauwerk ......... 19
3.5.2 Bewertungshintergrund Nutzer ............ 19
3.5.3 Bewertungshintergrund Verkehr .......... 20
3.5.4 Synthese der Einzel-
Beurteilungsgrößen .............................. 21
3.6 Bewertung der Kritikalität ..................... 21
4 Schutzmaßnahmen für Brücken
und ihre Nutzer ....................................23
4.1 Allgemeines ..........................................23
4.2 Empfehlungen für
Bauwerkseigentümer ............................24
4.2.1 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung .......................24
4.2.2 Empfehlungen zur Vorgehensweise
bei der Maßnahmenanwendung ...........28
4.2.3 Empfehlungen zur schnellen
Wiederinbetriebnahme ..........................31
4.3 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung für Betreiber
und Einsatzdienste ................................32
4.3.1 Empfehlungen für Betreiber ..................32
4.3.2 Empfehlungen für Einsatzdienste .........33
4.3.3 Empfehlungen für Nutzer ......................34
5 Schutzmaßnahmen für Tunnel und
ihre Nutzer ...........................................35
5.1 Allgemeines ..........................................35
5.2 Empfehlungen für
Bauwerkseigentümer ............................37
5.2.1 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung .......................37
5.2.2 Empfehlungen zur Vorgehensweise
bei der Maßnahmenanwendung ...........42
5.2.3 Empfehlungen zur schnellen
Wiederinbetriebnahme ..........................45
5.3 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung für Betreiber,
Einsatzdienste und Nutzer ....................46
5.3.1 Empfehlungen für Betreiber ..................47
5.3.2 Empfehlungen für Betriebs- und
Einsatzdienste - Leitfaden
Ereignismanagement ............................53
5.3.3 Empfehlungen für Nutzer ......................55
5.3.4 Szenarienabläufe aus Sicht von
Operatoren, Einsatzdiensten und
Nutzern..................................................57
6 Maßnahmenkosten .............................61
6.1 Lebenszykluskosten ..............................61
6.2 Wirksamkeits-Kosten-Analyse ..............61
6.2.1 Allgemeines ..........................................61
6.2.2 Berücksichtigte Wirkungen ...................62
6.2.3 Programmtechnische Umsetzung .........65
6.2.4 Beispielanwendung ...............................65
6.2.5 Fazit ......................................................70
7 Zusammenfassung .............................71
8 Fazit und Ausblick ..............................72
9 Abbildungsverzeichnis .......................73

3 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
10 Tabellenverzeichnis ........................... 74
11 Literaturverzeichnis ........................... 75
Anhang 1: Schutzmaßnahmen für Brücken
Anhang 2: Schutzmaßnahmen für Tunnel

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 4
1 Einleitung
1.1 Allgemeines
Brücken- und Tunnelbauwerke sind wichtige Elemente
des bundesdeutschen Fernstraßennetzes.
Durch ihre Verbindungsfunktion schaffen sie die
Voraussetzung für individuelle Mobilität und die
Versorgung von Privathaushalten und Wirtschaft.
Zudem stellen sie einen bedeutenden volkswirtschaftlichen
Vermögenswert dar.
Die Beschädigung oder gar der vollständige Verlust
bestimmter Bauwerke, wie beispielsweise von
Brücken über die wichtigen Rheinquerungen oder
von Tunnelbauwerken unter Flüssen, durch einen
terroristischen Anschlag, einen Großunfall oder eine
Naturkatastrophe ziehen daher durch hohe
Wiederherstellungskosten und lange Ausfallzeiten
einen beträchtlichen volkswirtschaftlichen Schaden
nach sich. Schon der Ausfall eines Bauwerks kann
aufgrund der in der Regel geographisch bedingten
Flaschenhalsfunktion von Brücken und Tunneln zu
einer massiven Beeinträchtigung der Netzkapazität
führen. Zudem wird eine große Anzahl von Bauwerksnutzern
während des Ereignisses einer großen
Gefahr ausgesetzt (z.B. befinden sich in einer
Röhre des Elbtunnels bei Stau ca. 500 Fahrzeuge).
Dem nachhaltigen Schutz des Bauwerksbestandes
von derzeit rund 240 Tunneln und 39.000 Brücken
kommt daher im Hinblick auf die Effizienz unserer
Infrastruktur und damit den Wohlstand unserer
Gesellschaft eine hohe Bedeutung zu.
1.2 Zielsetzung
Ziel des Verbundprojektes SKRIBT ist es, für Brücken-
und Tunnelbauwerke im Zuge von Straßen
die möglichen Gefährdungen im Hinblick auf die
aktuelle und künftige Bedrohungslagen festzustellen,
wirksame Schutzmaßnahmen zu erarbeiten
und damit die Verletzbarkeit lebenswichtiger Infrastrukturen
und ihrer Nutzer deutlich zu verringern.
Das Projekt konzentriert sich hierbei auf Verkehrsinfrastrukturen
im Zuge von Straßen. Die Ergebnisse
können aber in begrenztem Umfang auch
auf empfindliche Infrastrukturen anderer Verkehrsträger
(Schiene, ÖPNV) übertragen werden.
1.3 Vorgehensweise
Zunächst wurden die maßgebenden Bedrohungsszenarien
für Brücken und Tunnel anhand einer
umfassenden Bedrohungsanalyse erarbeitet. Verfolgt
wurde ein „All Hazard“ - Ansatz, das heißt, alle
denkbaren natürlichen und vom Menschen ausgehenden
Bedrohungen wurden berücksichtigt.
Hierauf aufbauend wurden die für Brücken- und
Tunnelbauwerke im Zuge von Straßen maßgebenden
Szenarien entwickelt.
Auf Grundlage dieser Bedrohungsszenarien wurde
ein Verfahren zur Identifikation kritischer Bauwerke
in Bezug auf deren zivile Sicherheit entwickelt. Es
wurden maßgebende Kriterien erarbeitet, anhand
derer ein Bauwerk als kritisch eingestuft werden
kann. Hierzu wurden die Art und Größe möglicher
Einwirkungen aus den relevanten Szenarien sowie
ihre schädigende Wirkung auf Bauwerk, Nutzer
und Verkehr ermittelt.
Zum Schutz von als kritisch eingestuften Bauwerken
wurden Maßnahmenkataloge, bestehend aus
18 Schutzmaßnahmen für Brücken und 27
Schutzmaßnahmen für Tunnel, erarbeitet. Es wurden
sowohl präventive als auch ausmaßmindernde
Maßnahmen entwickelt und alle Aspekte des Bauwerks,
nämlich Bautechnik, Betriebs- und Sicherheitstechnik
sowie Organisation der Betriebs- und
Einsatzdienste betrachtet. Durch die interdisziplinäre
Zusammenarbeit von Ingenieuren und Psychologen
wurde auch das menschliche Verhalten
für die Ableitung von Schutzmaßnahmen berücksichtigt.
Weiter wurden die Investitions- und Unterhaltskosten
sowie die Lebensdauer der Maßnahmen abgeschätzt.
Dies erfolgte zum einen, um privaten Investoren
(PPP-Modellen) eine Orientierung zu bieten,
welche Zusatzkosten bei zusätzlich gesicherten
Bauweisen anzusetzen sind, zum anderen
können so Wirkungen und Kosten unterschiedlicher
Maßnahmen für dieselbe Bedrohung gegenübergestellt
und Rückschlüsse auf ihre Effizienz
gezogen werden. Dieser Intention entsprechend
wurde ein anwenderfreundliches Bewertungstool
entwickelt, das den Straßenbauverwaltungen der
Länder sowie privaten Betreibern zur Verfügung
gestellt werden soll. Auch die volkswirtschaftlichen
Auswirkungen, die durch den Verlust oder temporären
Ausfall kritischer Infrastrukturen entstehen
können, wurden hier einbezogen.
Die Ergebnisse der Wirksamkeitsuntersuchungen
sind Grundlage für die im Weiteren ausgesprochenen
Maßnahmenempfehlungen. Neben innovativen
Sicherheitslösungen für Eigentümer, Betreiber,
Nutzer und Einsatzdienste stehen auch Lösungen
zur Minimierung der gesellschaftlichen Auswirkungen
im Schadensfall im Vordergrund.

5 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
2 Sicherheitstechnische Untersuchung
von Bauwerken
2.1 Allgemeines
Das folgende Kapitel beschreibt den im Rahmen
von SKRIBT entwickelten ganzheitlichen methodischen
Ansatz zur sicherheitstechnischen Untersuchung
eines oder mehrerer Verkehrsinfrastrukturbauwerke.
Beabsichtigt z. B. ein Bauwerkseigentümer, seinen
Bauwerksbestand, bestehend aus Brücken und
Tunneln, einer sicherheitstechnischen Untersuchung
zu unterziehen, so wird empfohlen, dieses
nach der im Folgenden näher beschriebenen Methodik
durchzuführen.
Das Ergebnis ist eine Beurteilung der Bauwerke für
bestimmte Bedrohungen sowie eine Empfehlung
zum Einsatz geeigneter Schutzmaßnahmen zur
Reduzierung der Verletzbarkeit lebenswichtiger
Straßeninfrastrukturen sowie ihrer Nutzer.
2.2 Vorgehensweise
Eine sicherheitstechnische Untersuchung strukturiert
sich gemäß Abbildung 1 in drei Schritte:
Methodik zur
sicherheitstechnischen
Untersuchung von Bauwerken
Bedrohungsanalyse
Objektanalyse
Maßnahmen
Abbildung 1: Methodik von SKRIBT
Zu Beginn ist eine Bedrohungsanalyse durchzuführen,
bei der alle relevanten Bedrohungen be-
stimmt und beschrieben werden. Im Rahmen der
anschließenden Objektanalyse werden die aus
den Bedrohungen resultierenden Einwirkungen
den Objekteigenschaften gegenüber gestellt. Hierbei
werden bauwerks-, nutzer- und verkehrsbezogene
Parameter betrachtet. In einem letzten Schritt
erfolgt die Auswahl von geeigneten Schutzmaßnahmen,
die zuvor hinsichtlich ihrer Wirksamkeit
und ihres Wirksamkeits-Kosten-Verhältnisses unter
den objektspezifischen Randbedingungen zu untersuchen
sind.
Diese Vorgehensweise wurde in SKRIBT entwickelt
und setzt sich aus sämtlichen in SKRIBT behandelten
Themen zusammen. Die zugehörige
Dokumentation erfolgt in insgesamt 14 Einzelberichten
zuzüglich dieses Schlussberichts. Die Zuweisung
der Teilberichte zu den einzelnen Schritten
der Methodik ist Abbildung 2 zu entnehmen
und dient als Hinweis, in welchen Berichten vertiefte
Informationen vorgehalten werden. Auf einzelne
Verweise wird wegen der Vielzahl der Einzelberichte
im Folgenden verzichtet.
Abbildung 2: Zuweisung der Teilberichte

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 6
2.3 Bedrohungsanalyse
2.3.1 Allgemeines
Zu Beginn einer sicherheitstechnischen Untersuchung
von Brücken und Tunneln sind alle relevanten
Bedrohungen zu berücksichtigen. Dazu werden
entsprechend dem Vorgehen in der Bedrohungsanalyse,
einem ganzheitlichen Ansatz folgend,
die möglichen Gefahren ausführlich beschrieben
und die daraus resultierenden Gefährdungen
für Brücken- und Tunnelbauwerke, ihre
Nutzer sowie die Betriebs- und Einsatzdienste
identifiziert.
Betrachtet werden Bedrohungen durch terroristische
oder kriminelle Aktivitäten, Gefahren durch
extreme Naturereignisse wie Sturm, Hochwasser
oder Massenbewegungen sowie durch menschliches
oder technisches Versagen ausgelöste
Großunfälle.
In Abhängigkeit der Prioritäten der untersuchenden
Stelle ist die Beschränkung auf bestimmte Bedrohungen
möglich. Im Rahmen des Projekts wurde
jedoch der zuvor beschriebene ganzheitliche Ansatz
verfolgt und wird auch zur Anwendung empfohlen.
2.3.2 Terrorismus und kriminelle
Handlungen
Bezeichnend für die Vorgehensweise des politisch
oder ideologisch motivierten Terrorismus sind
spektakuläre und opferreiche Anschläge zur Erregung
der öffentlichen Aufmerksamkeit. Ziel ist die
Erzeugung von Angst und gesellschaftlicher Verunsicherung.
Die Mittel bei terroristischen Anschlägen
reichen vom Einsatz konventioneller
Sprengstoffe bis hin zum Einsatz chemischer oder
biologischer Agenzien. Theoretisch denkbar ist
auch der Einsatz so genannter „dirty bombs“ (konventioneller
Sprengkörper mit radioaktiv strahlendem
Material). Ein weites Betätigungsfeld für kriminelle
Aktivitäten stellt insbesondere die virtuelle
Welt dar, d.h. die Möglichkeit des Eingriffs in Informations-
und Kommunikationssysteme durch Virenangriffe
sowie spezielle Schadprogramme
(„Cyber-Terror“).
Inwieweit bislang Brücken und Tunnel als mögliche
Anschlagsziele für Terroristen in Frage kommen
können, wurde durch die Auswertung der Datenbank
Terror Event Database (TED) [1], in welcher
terroristische Anschläge weltweit dokumentiert
sind, näher untersucht. Es zeigte sich, dass sich
weltweit nur wenige terroristische Ereignisse an
Brücken und Tunneln ereignet haben, so dass eine
statistische Aussage zur Risikoabschätzung nicht
möglich ist.
2.3.3 Extreme Naturereignisse
Laut Angaben der Versicherungswirtschaft resultie-
ren Elementarschäden in Deutschland zum größten
Teil aus meteorologischen Extremereignissen.
Hierzu zählen Ereignisse wie Starkregen mit der
Folge von Überschwemmungen, Sturmfluten,
Schnee, Eis, Dürre sowie Sturm. Klimaforscher
sagen voraus, dass im Zuge der fortschreitenden
globalen Klimaerwärmung die Häufigkeiten an auftretenden
Wetterextremen zukünftig zunehmen
werden. Nach bisherigen Erkenntnissen wird sich
der Klimawandel in Deutschland durch Meeresspiegelanstieg,
Gletscherschmelze und andere
Phänomene wie Hitzewellen, Stürme, Starkniederschläge
und Hochwasser an den Flüssen äußern
[2]. In Anbetracht der Klimaänderung gewinnen
Maßnahmen zur Anpassung an die erhöhte
Auftretenswahrscheinlichkeit von Extremereignissen
aus den Folgen des Klimawandels daher zunehmend
an Bedeutung. Im Rahmen des Projekts
wurden Extreme folgender Naturereignisse betrachtet:
� Sturm
� Hochwasser
� Schneefall, Frost
� Hitze
� Flächenbrände
� Lawinen, Hangrutschung
� Erdbeben
� Epidemie / Pandemie
Die Auswirkungen dieser Naturereignisse wurden
jeweils getrennt untersucht. Für die Bemessung
von Brücken wurden zusätzlich Kombinationen
verschiedener gleichzeitig auftretender Ereignisse
betrachtet.
2.3.4 Menschliches / Technisches
Versagen
Die relevanten unfallauslösenden Ereignisse durch
menschliches und / oder technisches Versagen im
Zusammenhang mit Ingenieurbauwerken im deutschen
Straßennetz sind:
� Fahrzeugkollisionen entweder mit anderen
Fahrzeugen oder mit dem Bauwerk ohne Freisetzung
von Gefahrstoffen
� Brände aufgrund von Kollisionen von Fahrzeugen
oder technischen Defekten an Fahrzeugen
bzw. ortsfesten Anlagen ohne Freisetzung von
Gefahrstoffen
� Unfälle von gefahrguttransportierendem
Schwerlastverkehr unter Freisetzung von festen,
flüssigen bzw. gasförmigen Gefahrstoffen
oder Brände.
Die Kollisionshäufigkeit wird in Tunneln maßgeblich
durch den Tunneltyp (Richtungs- bzw. Gegenverkehrstunnel)
und die Tunnellänge sowie durch
die Verkehrsstärke und das Vorhandensein von

7 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Zu- und Abfahrten beeinflusst. Zwischen Unfällen
auf freier Strecke und Unfällen auf Brücken wird in
der Unfallaufnahme zurzeit noch nicht in einer
standardisierten Vorgehensweise unterschieden.
Eine statistische Auswertung gestaltet sich demnach
schwierig und Erkenntnisse über Unfallhäufigkeiten
auf Brücken sind dementsprechend gering.
Darüber hinaus ist davon auszugehen, dass sich
parallel (kollisionsauslösende) bzw. unmittelbar
nach der Kollision (kollisionsresultierende) auftretende
Brandereignisse oder Explosionen drastisch
verstärkend auf die Effekte einer Kollision auswirken
können (siehe z. B. Unfall auf der
Wiehltalbrücke [D] am 26.08.2004). Die Erfahrung
mit Häufigkeiten von Bränden in Straßentunneln
hat gezeigt, dass es sich insgesamt um recht seltene
Ereignisse handelt, die in erster Linie als Folge
eines technischen Defekts (z. B. Motorbrand)
auftreten.
Neben den möglichen Auswirkungen eines Fahrzeugunfalls
mit Gefahrgut auf Bauwerk und Nutzer
durch Kollision und Brand sind ggfls. zusätzlich die
Auswirkungen einer Kontamination durch freiwerdende
feste, flüssige oder gasförmige Stoffe sowohl
mit kurzzeitigen Effekten in Bezug auf Rettungsmaßnahmen
als auch mit langzeitigen Effekten
in Bezug auf die weitere Nutzbarkeit des Bauwerks
zu beachten.
2.4 Objektanalyse
2.4.1 Allgemeines
Nach Analyse der Bedrohungen sind die resultierenden
Einwirkungen den Widerständen der Bauwerke
gegenüberzustellen. Dabei sind alle objektspezifischen
Eigenschaften zu berücksichtigen.
Tunnelbauwerke weisen in ihrer Gestaltung eine
Vielfalt auf, die bei Brücken noch sehr viel stärker
ausgeprägt ist. Deshalb kann die Beurteilung von
Brücken und Tunneln nur abhängig von verschiedenen
Merkmalen, wie z. B. dem statischen System
oder den verwendeten Werkstoffen erfolgen.
Ebenso kann ein Bauwerk auf bestimmte Einwirkungen
empfindlich, auf andere dagegen weniger
empfindlich reagieren. Also muss auch zwischen
den verschiedenen Bedrohungsarten unterschieden
und die relevanten für ein bestimmtes Bauwerk
ermittelt werden.
Um eine belastbare Aussage über die Kritikalität
von Bauwerken treffen zu können, sind in den
meisten Fällen aufwendige numerische Berechnungen
notwendig. Allerdings sind diese aufgrund
der zahlreichen Kombinationen von Brückentypen
und Bedrohungsszenarien nur begrenzt möglich.
Die Auswahl der zu untersuchenden Szenarien
und Bauwerkstypen wurde im Rahmen des Projekts
so getroffen, dass zum einen der entstehen-
de Rechenaufwand noch vertretbar ist, zum anderen
aber die relevanten Einwirkungs- und Bedrohungsszenarien
erfasst und der Großteil der Bauwerke
des deutschen Straßennetzes abgebildet
wird. Soll ein bestehender Bauwerksbestand untersucht
werden, wird es jedoch erforderlich, jedes
Einzelbauwerk genau zu betrachten. Die verschiedenen
bautechnischen Einflüsse sollten exakt erfasst
werden, um eine verlässliche Individualbetrachtung
zu ermöglichen. Hierbei werden folgende
Schritte systematisch durchlaufen:
� Analyse der verschiedenen Bedrohungsszenarien
hinsichtlich ihrer Relevanz für die spezifischen
Bauwerkstypen
� Analyse der Bauwerkstypen hinsichtlich der kritischen
Bauteile mit Versagensrelevanz für das
Gesamtbauwerk
� Ermittlung der szenariospezifischen Schädigung
auf Bauteilebene und Extrapolation dieser
Bauteilschädigung im Hinblick auf das Gesamtbauwerk.
Weiter sind bei der Objektanalyse die Auswirkungen
der Bedrohungen auf die Brücken- und Tunnelnutzer
zu betrachten. Dies erfordert Verfahren
und Methoden, die es erlauben, unter dem Einfluss
verschiedener Bedrohungsszenarien Sicherheitsniveaus
für Brücken und Tunneln unter Berücksichtigung
der Belange von Bauwerksnutzern sowie
der Betriebs- und Einsatzdienste zu ermitteln.
Im Rahmen des Projekts wurden solche Verfahren
und Methoden entwickelt, die in transparenter
Weise sowohl Systemantworten als auch menschliches
Verhalten abbilden können und als Basis für
eine spätere Identifizierung kritischer Tunnel- und
Brückenbauwerke dienen.
Zur Objektanalyse gehören auch die Betrachtung
der Verknüpfung des Bauwerks im Straßennetz
und die Auswirkungen eines möglichen Bauwerksausfalls.
Hier stellen die Mehrreisezeiten, die aus
einem reduzierten Straßennutzungsangebot sowie
den verfügbaren Alternativrouten mit ihren Kapazitäten
und der aktuell gegebenen Nachfrage resultieren,
die adäquate Größe dar, um die Kritikalität
in verkehrlicher Hinsicht zu beschreiben. Im Projekt
SKRIBT wurde dazu eine detaillierte Herleitung
des Berechnungsverfahrens durchgeführt. Es
wurden Ergebnisse für eine Gesamtheit von ca.
150 Bauwerken ermittelt. Durch die Vielzahl der
Berechnungen können für entsprechende Häufigkeitsverteilungen
das Kritikalitätsmaß gesetzt und
damit kritische Bauwerke in verkehrlicher Hinsicht
bestimmt werden.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 8
2.4.2 Relevante Ereignisse
Die im Rahmen der Bedrohungsanalyse identifizierten
Initialereignisse gem. Kapitel 2.3 wurden
hinsichtlich ihrer Relevanz untersucht und ausgewählt.
In SKRIBT sind für Brücken und Tunnel die
in Tabelle 1 aufgeführten Initialereignisse als relevant
identifiziert worden.
Ereigniskategorie
Initialereignis
Brand Kontinuierlicher Lachenbrand
Spontaner Lachenbrand
Freistrahlbrand
Explosion Boiling Liquid Expanding Vapour
Explosion (BLEVE)
Detonation Lkw-Ladung
Detonation Pkw-Ladung
Detonation Koffer-Ladung
Kontamination Kontinuierliche Kontamination
Wasser /
Temperatur /
Wind
Mechanische
Ereignisse
Spontane Kontamination
Überflutung
Windeinfluss
Lkw-Anprall
Tabelle 1: Relevante Initialereignisse für Brücken
und Tunnel
Generell haben für Tunnel Brandereignisse eine
höhere Relevanz als für Brücken, da durch den
umschlossenen Raum die Temperaturen höher
sind als bei Brücken und der Rauch nicht direkt
entweichen kann, weshalb er sich im Brandumfeld
ausbreitet.
Die Initialereignisse bilden die Grundlage für die
daraus ausgehenden, möglichen Bedrohungsszenarien
für Tunnel und Brücken, die direkt betroffenen
Bauwerksnutzer und das verkehrliche Umfeld.
Die Betrachtung dieser Gruppen dient der ganzheitlichen
Beurteilung der Kritikalität eines Verkehrsbauwerks.
2.4.3 Analyse der Resttragfähigkeit
2.4.3.1 Allgemeines
Zur Bestimmung der Resttragfähigkeit ist zunächst
das lokale Schadensausmaß an den von der Einwirkung
unmittelbar betroffenen Bauteile zu bestimmen.
Für die Untersuchung der relevanten
Bauteile wurden in einem ersten Schritt für die spätere
Beurteilung der Schadensauswirkung die erforderlichen
Schadensklassen entsprechend Tabelle
2 definiert. In Anlehnung an existierende Definitionen
erfolgt eine Unterteilung in fünf Stufen
vom praktisch ungeschädigten bis zum völlig zerstörten
Bauwerk. Speziell für Explosionsszenarien
besteht noch eine weitere Schadensklassifizierung.
Basierend auf den Schädigungsparametern
bei Detonationen im Nahbereich werden 5 Klassen
vorgeschlagen, die verbal die jeweilige Strukturschädigungen
auf Bauteilebene beschreiben.
Nachdem die lokalen Schäden bestimmt sind, ist
zu ermitteln, welche Auswirkungen diese Schäden
auf das Gesamttragverhalten eines Bauwerks haben.
Dieses bedarf einer individuellen Betrachtung
und wurde im Projekt SKRIBT sowohl für Brücken
als auch für Tunnel durchgeführt.
2.4.3.2 Brücken
Für die Analyse der Resttragfähigkeit von Brücken
sind in einem ersten Schritt die Schwachstellen zu
identifizieren, um auf dieser Basis eine Einstufung
der Bauteile und Bauwerke in die Schadensstufen
entsprechend Tabelle 2 vornehmen zu können.
Die Ergebnisse des Einstufungsverfahrens wurden
bei den Brücken mittels Zuverlässigkeitsanalyse an
ausgewählten Beispielen verifiziert. Unter Anwendung
der Monte Carlo Methode wurden aufwändige
Simulationen durchgeführt um für verschiedene
Bedrohungsszenarien die operative
Versagenswahrscheinlichkeit des Bauwerks zu
ermitteln. Diese Rechengröße zur Quantifizierung
der Zuverlässigkeit baulicher Anlagen ermöglicht
eine risikoanalytische Betrachtung der Bauwerke.
Für eine fundierte Bauwerksbeurteilung ist eine individuelle
Untersuchung jedes Bauwerks erforderlich.
Beabsichtigt man, einen größeren Bauwerksbestand
zu beurteilen, empfiehlt sich auf Grund
der Vielzahl an unterschiedlichen Bauwerkstypen,
Querschnitten und Materialien eine Kategorisierung
entsprechend Tabelle 3 vorzunehmen, um
den Berechnungsaufwand ggfls. reduzieren zu
können.

9 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Schadensst
ufen
SKRIBT
1
2
3
4
5
Definition Bescheibung Bescheibung Bescheibung Schadensfolge Wahrscheinlichkeit
Bauteil nahezu unbeschädigt Bauwerk unbeschädigt
kein Einfluß auf Standsicherheit kein Einfluss auf Standsicherheit
Geringer Schaden Feine Rissbildung
kein Einfluß auf Verkehrssicherheit
kein Einfluß auf Dauerhaftigkeit;
Schadensbeseitigung im Rahmen
regulärer Bauwerksunterhaltung
kein Einfluß auf Verkehrssicherheit
kein Einfluß auf Dauerhaftigkeit
Sehr niedrig > 0,1
Bauteil leicht beschädigt
Standsicherheit des Bauteils im
Bauwerk nahezu unbeschädigt
Rahmen zulässiger Toleranzen
beeinträchtigt
kein Einfluß auf Standsicherheit
Leichter Schaden
Kraterbildung Vorderseite
geringer Einfluß auf Verkehrssicherheit
lokale Baustelle ohne nennenswerte
Verkehrsbehinderung
geringer Einfluß auf Verkehrssicherheit
Niedrig
0,01
Mittlerer Schaden
Schwerer Schaden
Tabelle 2: Schadensstufen
Bauteilebene
EMI (explosionsbezogen) RI-EBW-Prüf
Abplatzung bis Bewehrung Rückseite
Sprengkrater Vorderseite
Teilzertrümmerung bis gewisse
Bauteiltiefe, starke Abplatzung
Rückseite
Kein Durchbruch
örtich durchgehende
Bauteilzertrümmerung, Beton wird durch
Bewehrung gehalten
Dauerhaftigkeit Bauteil beeinträchtigt,
Folgeschaden anderer Bauteile nicht zu
erwarten
Tabelle 3: Kategorisierung von Brückenbauwerken in SKRIBT
langfristig nur geringer Einfluß auf
Dauerhaftigkeit
Schadensausbreitung nicht zu erwarten
Schadensbeseitigung im Rahmen
regulärer Bauwerksunterhaltung
Bauteil beschädigt Bauwerk leicht beschädigt
Standsicherheit des Bauteils noch im
Rahmen zulässiger Toleranzen geringer Einfluß auf Standsicherheit
beeinträchtigt, im Einzelfall darüber
geringfügige Beeinträchtigung der
Verkehrssicherheit
Baustelle mit geringer
Verkehrsbehinderung
Dauerhaftigkeit Bauteil beeinträchtigt
Folgeschaden anderer Bauteile nicht
auszuschließen
Schadensbeseitigung mittelfristig
erforderlich
geringfügige Beeinträchtigung der
Verkehrssicherheit/ Verkehrssicherheit
noch gegeben
langfristig Beeinträchtigung der
Dauerhaftigkeit
Schadensausbreitung nicht
auszuschließen
Bauteil stark beschädigt Bauwerk beschädigt
Standsicherheit des Bauteils oberhalb
zulässiger Toleranzen beeinträchtigt
Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit,
Baustelle mit Verkehrsbehinderung
Dauerhaftigkeit Bauteil beeinträchtigt,
Folgeschaden anderer Bauteile zu
erwarten
kurzfristige Schadensbeseitigung
erforderlich
Beeinträchtigung der Standsicherheit
Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit
mittelfristig Beeinträchtigung der
Dauerhaftigkeit
Schadensausbreitung ist zu erwarten
Umgehende Nutzungseinschränkung
Bauteil zerstört Bauwerk stark beschädigt / zerstört
Standsicherheit des Bauteils nicht mehr
gegeben
Standsicherheit nicht mehr gegeben
Durchbruch
Durchgehendes Sprengloch mit
verbogener/ gerissener Bewehrung
Verkehrssicherheit nicht mehr gegeben,
Verkehrssicherheit nicht mehr gegeben,
Baustelle mit starker
Warnhinweise sofort erforderlich
Verkehrsbehinderung
Dauerhaftigkeit Bauteil nicht mehr
Schwer
gegeben
Dauerhaftigkeit nicht mehr gegeben,
Folgeschaden an anderen Bauteilen tritt
ein
Schadensausbreitung tritt ein
sofortige Schadensbeseitigung Umgehende Nutzungseinschränkung,
erforderlich
Erneuerung/ Instandsetzung einleiten
Bauwerksebene
Mittel
Hoch
0,001
0,0001
0,00001
(DIN EN 1991-1-7)

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 10
In SKRIBT wurden aus bautechnischer Sicht
Brand, Explosion, extreme Naturereignisse und
Anprall als maßgeblich erkannt und untersucht.
Bei Explosionsereignissen sind Ladungsmenge
und Ladungsabstand zum Bauteil für das Schadensausmaß
entscheidend. Für die Untersuchung
von Brandeinwirkung bei Stahlbetonbrücken stehen
derzeit keine verifizierten Berechnungsmodelle
zur Verfügung, so dass hier noch Forschungsbedarf
besteht.
2.4.3.3 Tunnel
Bei der Analyse der Resttragfähigkeit von Tunneln
ist methodisch in gleicher Weise vorzugehen wie
bei Brücken. Schwachstellen sind die Bauteile, die
bei einem Extremereignis einen möglichst großen
Schaden erleiden und die Tragstruktur des Tunnels
am meisten beeinträchtigen. Diese Untersuchungen
sind für jedes Initialereignis und jeden
Tunnel getrennt durchzuführen. Dabei differieren
die maßgebenden Schwachstellen in Abhängigkeit
von Beanspruchung und Bauweise. So sind beispielsweise
bei Brandereignissen für Tunnel in offener
Bauweise dem Anschlussbereich von Tunneldecke
an die -wand besondere Aufmerksamkeit
zu schenken, während bei Detonationsereignissen
in Tunneln grundsätzlich die Unstetigkeitsstellen
in der Tragstruktur wie z. B. Raum- oder
Tübbingfugen zu untersuchen sind.
Für Tunnel wurden aus bautechnischer Sicht im
Wesentlichen die Initialereignisse Brand und Explosion
als maßgeblich erkannt und untersucht.
Auch hier sind bei Explosionseinwirkung grundsätzlich
die Ladungsmenge und der Abstand der
Ladung zum Bauteil von entscheidendem Einfluss
auf das Schadensausmaß. Zur Bemessung des
Bauwerks gegen Explosionslasten wurde die Methode
der Traglastermittlung mit statischen Ersatzlasten
genutzt. Sie liefert für die Zustandsbewertung
eines komplexen gebetteten Tunnelquerschnitts
im Vergleich mit genaueren strukturdynamischen
Berechnungen qualitativ akzeptable Ergebnisse
bei deutlich verringertem Aufwand, was
die Untersuchung von Bauwerken vereinfacht und
beschleunigt.
Bei Brandereignissen ist darauf zu achten, dass
die Temperatur der tragenden Bewehrung den
Wert von 300°C nicht überschreitet, da bei einer
Erwärmung über diesen Wert hinaus die Bewehrung
hohe Dehnungen erfährt , wodurch die Konstruktion
nach dem Erkalten unvertretbar hohe
plastische Verformungen auf-weist.
2.4.4 Analyse der Nutzerbelange
Im Zuge der Analyse der Nutzerbelange wird die
Zahl der Getöteten als Indikator für den Nutzerschaden
betrachtet. Hierzu wurden im Projekt
SKRIBT spezielle Modelle und Verfahren entwickelt
und angewandt. Dabei erfolgt die Bestimmung
des jeweiligen Sicherheitsniveaus mittels der
Methode der quantitativen Risikoanalyse, in der
sowohl mögliche Schadensausmaße als auch deren
Eintrittswahrscheinlichkeiten Berücksichtigung
finden. Mit Hilfe von Ereignisabläufen werden ausgehend
von einem auslösenden Ereignis über
Verzweigungen mögliche Systemantworten bis
zum Erreichen der Endzustände abgebildet und
deren Eintrittswahrscheinlichkeiten ermittelt. Die
zugehörigen Verzweigungswahrscheinlichkeiten im
Ereignisablauf werden dann mittels Fehlerbaumanalysen
oder Expertenschätzungen quantifiziert.
Zur Ermittlung der mit den Eintrittswahrscheinlichkeiten
der Endzustände korrespondierenden
Schadensausmaße werden sowohl
szenarioabhängige Einwirkgrößen wie Druck,
Temperatur und Konzentrationen als auch deren
Wirkung auf den Menschen mittels Modellrechnungen
ermittelt.
Wichtig für die Ermittlung des Schadensausmaßes
ist die Berücksichtigung des menschlichen Verhaltens
bei der Flucht vor einem Ereignis wie z. B.
Brand in einem Tunnel. Dazu wurde im Projekt
SKRIBT eine wahrnehmungs- und verhaltensbasierende
Flucht- und Evakuierungssimulation entwickelt,
wie sie exemplarisch in Abbildung 3 dargestellt
ist.
Die Untersuchungen zeigen, dass die gewählten
Randbedingungen einen großen Einfluss auf die
zu erwartenden Schadensausmaße haben können.
Prinzipiell kann jedoch festgehalten werden,
dass die Ereignisse mit Brand- und Explosionswirkung
in Tunneln einen signifikant höheren Schadenserwartungswert
aufweisen als im Freien auf
einer Brücke. Lediglich Szenarien mit Chlorfreisetzung
können vergleichbare Wirkungen in Tunneln
und im Freien aufweisen. Einflüsse durch Sturm
weisen im Vergleich zu den Freisetzungen mit
Benzin, Propan, Chlor und TNT deutlich geringere
Schadensausmaße auf.
Abbildung 3: Visualisierung der Fluchtsimulation am
Beispiel eines Szenarios mit Chlorfrei-

11 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
setzung
2.4.5 Analyse der verkehrlichen
Gegebenheiten
Die verkehrlichen Auswirkungen beim Eintritt eines
Extremereignisses sind ein weiterer Baustein zur
Beurteilung der Kritikalität von Bauwerken. Dazu
wurde im Projekt SKRIBT ein Verfahren entwickelt,
das sich für eine größere Grundgesamtheit an
Bauwerken eines regionalen Bereiches durchrechnen
lässt und zu Verteilungen der Mehrreisezeiten
führt.
Die Untersuchungen wurden mittels eines Verkehrsmodells
am Beispiel von Nordrhein-Westfalen
durchgeführt. Als Maß der Kritikalität von Bauwerken
werden die Mehrreisezeiten angesetzt, die
durch die Voll- oder Teilsperrung von Netzelementen
verursacht werden. Bei der Untersuchung sollten
bestimmte Rahmenbedingungen Anwendung
finden:
� Es werden nur absolute Veränderungen der
Reisezeiten betrachtet. Dies ermöglicht die
Vergleichbarkeit der Maßnahmen untereinander
und die Übertragbarkeit in andere Regionen.
� Bei der Ermittlung der Mehrreisezeiten wird generell
ein Korrekturfaktor mit einbezogen. Die
Ausprägung der tageszeitlichen Belastungsschwankungen
auf den einzelnen Bauwerken
ist sehr unterschiedlich, dies wird durch den
Korrekturfaktor berücksichtigt.
� Eine Differenzierung der Bauwerke nach Lage
innerorts/außerorts ist sinnvoll, da sich die
Höhe der Mehrreisezeiten deutlich unterscheidet.
Die Netzdichte innerhalb von Ortschaften
ist generell höher als außerhalb, weshalb bei
Ausfall eines Bauwerks vermehrt kleinräumige
Alternativrouten gesucht und gefunden werden.
Bei betroffenen Netzelementen in Außerortslage
sind oft größere Umwegfahrten in Kauf zu
nehmen, die entsprechende Mehrreisezeiten
mit sich bringen.
Die Untersuchungen an 150 Bauwerken zeigen,
dass sich diese hinsichtlich der Mehrreisezeiten
und der daraus abgeleiteten Kritikalität deutlich
voneinander unterscheiden.
2.5 Verfahren zur Identifizierung kritischer
Bauwerke
2.5.1 Vorfilterung des Bauwerksbestandes
Um feststellen zu können, welche Bauwerke eine
besondere Kritikalität aufweisen, wurde in SKRIBT
ein Verfahren entwickelt, das erstmalig eine ganzheitliche
Untersuchung nach verschiedenen Schadenskriterien
ermöglicht, genaueres hierzu siehe
Kap.3. Vor der detaillierten Einzelbewertung der
Bauwerke sollte, insbesondere bei einem größeren
Bauwerksbestand, zunächst eine Vorfilterung des
Bauwerksbestandes erfolgen. Der erste Schritt ist
die Klärung der Frage: Welche Bedeutung hat das
Bauwerk und gegen welches Szenario soll es geschützt
werden?
Der zweite Schritt ist das Filtern des Bauwerksbestandes
nach gefährdeten Bauwerken. In der Bundesrepublik
Deutschland gibt es z. B. ca. 39.000
Brückenbauwerke im Zuge von Bundesfernstraßen.
Um den Aufwand für das Filtern dieser großen
Bauwerksanzahl auf ein sinnvolles Maß zu
begrenzen, wird empfohlen, die neuralgischen
Stellen im Straßennetz zu klären.
Die verkehrsbezogene Objektanalyse im Rahmen
von SKRIBT hat gezeigt, dass die volkswirtschaftlichen
Folgekosten einer zerstörten Brücke infolge
Energie-, Umwelt- und Verlustzeitkosten um ein
vielfaches höher sind als die der eigentlichen
Schadensbehebung am Objekt. Vor diesem Hintergrund
sollte der Schwerpunkt auf hoch bis sehr
hoch beanspruchte Netzabschnitte gelegt werden.
Ein weiteres Kriterium ist die Erreichbarkeit wichtiger
Infrastrukturen. So kann z. B. eine Brücke als
einziger Zubringer zu einer Insel oder zu einem
Flughafen hoher Bedeutung ein exponiertes Objekt
darstellen. Auch die Symbolkraft eines Bauwerks
ist zu berücksichtigen.
Die genannten vorrangigen Suchkriterien werden
ergänzt um das Fehlen von Redundanzen. Eine
Brücke mit zwei getrennten Überbauten besitzt eine
globale Redundanz. Im Schadensfall können
sehr schnell Verkehrsumleitungen über den noch
intakten Überbau eingerichtet werden. Dies führt
zu geringeren Behinderungen im Netz, so dass
diese Bauwerke eher nachrangig betrachtet werden
sollten. Das gleiche trifft bei Bauwerken zu, für
die leistungsfähige Umleitungsmöglichkeiten bei
einer Vollsperrung zur Verfügung stehen.
Nach der oben beschriebenen Vorfilterung des
Brückenbestandes sind die kritischen Bauwerke
herauszufinden. Zu beachten ist hierbei, dass diese
Filterung nur szenarienbezogen durchgeführt
werden kann. Jedes Szenario führt zu spezifischen
Verwundbarkeiten des Bauwerkes, die von der jeweiligen
Konstruktion abhängig sind.
Da alle Bauwerksdaten, z. B. der Brücken im Zuge
von Bundesfernstraßen, im gleichnamigen Teilsystem
der Straßeninformationsbank elektronisch zur
Verfügung stehen und mit Netz- sowie Verkehrsdaten
vernetzt werden können, liegt es nahe, diese
existierenden Datenbanken elektronisch auszuwerten.
Im Rahmen der bauwerksbezogenen Objektanalyse
wurden in Anlehnung an die Ereignisbäume
der Risikoanalyse so genannte Findungsbäume
zur Suche nach kritischen Bauteilen dargestellt.
Diese Suche kann im Rahmen des Projektes

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 12
jedoch nicht automatisiert zur Verfügung gestellt
werden und bleibt weiteren Forschungsvorhaben
vorbehalten. Das Ziel muss sein, in Zukunft
szenarienbezogen elektronische Suchroutinen für
die Bauwerksdaten zur Verfügung zu haben, die
die verwundbaren Bauwerke herausfiltern.
2.5.2 Anwendung des Verfahrens
Wird ein Bauwerk nach der Vorfilterung zur sicherheitstechnischen
Untersuchung ausgewählt, so
sind die Einzelschritte des Identifizierungsverfahrens
zu vollziehen. In den zuvor beschriebenen
Kapiteln wurden die Bedrohungen und die daraus
resultierenden Einwirkungen dargestellt. Diese
wiederum erzeugen Schäden, die es zu beschreiben
und zu bewerten gilt. Bauwerksschäden werden
durch Schadensklassen und Wiederherstellungskosten
beschrieben, für Nutzer wird der
Schaden durch einen gewichteten Risikoerwartungswert
angegeben. Für den Verkehr wird ein
volkswirtschaftlicher Schaden erzeugt und durch
Mehrreisezeiten angegeben. Alle diese Größen
haben Einfluss auf die Beurteilung der Kritikalität
von Bauwerken. Es bedarf nun einer Synthese, in
der die drei Größen zusammengeführt und bewertet
werden. Abbildung 4 zeigt die zugehörige
Struktur dieses Verfahrens.
Abbildung 4: Struktur des Identifizierungsverfahrens
Im Rahmen der Synthese werden die differierenden
Größen in ein Bewertungsschema überführt,
dessen skalare Größen für alle Eingangswerte
adaptierbar sind. Aus den Schadensgrößen werden
somit Bewertungsgrößen, die einen direkten
Vergleich erlauben.
Danach ist es möglich, für ein Bauwerk getrennt
zu jedem Initialereignis einen Kritikalitätswert der
einzelnen Bewertungsgruppen Bauwerk, Nutzer
und Verkehr vorzunehmen. Diese Einzelbeurteilungen
können im Rahmen des Verfahrens über
Zwischenschritte zu einer so genannten gemittelten
Gesamtkritikalität zusammengeführt werden.
Die gemittelte Gesamtkritikalität spiegelt somit einen
Mittelwert der Einzelbeurteilungen aller betrachteten
Initialereignisse wieder.
Eine absolute Bewertung der gemittelten Gesamt-
kritikalität ist derzeit noch nicht möglich, da im
Rahmen der Projektbearbeitung die Festlegung
von Grenzwerten nicht möglich war. Hierzu bedarf
es politischer oder gar gesellschaftspolitischer Abstimmungen
und Vorgaben. Möglich ist aber eine
Relativbewertung der Bauwerke untereinander.
2.6 Zusätzliche Schutzmaßnahmen
Das zuvor beschriebene Identifizierungsverfahren
weist die Kritikalität der Bauwerke aus. Es stellt
sich nun die Frage, wie dieser Kritikalität zu begegnen
ist. Dies kann grundsätzlich durch den
Einsatz von geeigneten Schutzmaßnahmen erfolgen.
Zunächst sollte geklärt werden, gegen welches
Schadensereignis Zusatzmaßnahmen ergriffen
und/oder ob ein Grundschutz umgesetzt werden
soll. Letzterer ist ein Schutz gegen mehrere
Ereignisse, deren Intensität aber nicht mit der ungünstigsten
Größe berücksichtigt wird. Für die Beantwortung
der Frage, wer oder was und ggfls. wie
stark durch Maßnahmen geschützt werden soll,
bedarf es einer Aussage von Politik oder gar Gesellschaft,
die entscheiden muss, welche finanziellen
Mittel sie zur Erhöhung der zivilen Sicherheit
von Verkehrsbauwerken aufbringen will und kann.
Bei privat betriebenen Bauwerken stehen bei der
Beantwortung dieser Frage neben den volkswirtschaftlichen
Aspekten vor allem auch betriebswirtschaftliche
Gesichtspunkte (Absicherung der Einnahmen,
Betrachtung der Lebenszykluskosten,
langfristige Gewinnmaximierung, etc.) im Vordergrund.
Wenn feststeht, wogegen das Bauwerk geschützt
werden soll, ist zu klären, ob es sich um ein Neubauprojekt
oder ein bereits bestehendes Bauwerk
handelt. Bei neuen Bauwerken ist das Angebot
möglicher Schutzmaßnahmen größer als bei der
Nachrüstung, da bestimmte Maßnahmen nachträglich
nicht mehr oder nur mit unvertretbar großem
Aufwand umgesetzt werden können. Die möglichen
Schutzmaßnahmen können
� bautechnischer,
� betriebstechnischer oder
� organisatorischer Art sein.
Die Maßnahmen sollen dabei zum einen das Bauwerk
und zum anderen die Nutzer vor extremen
Ereignissen schützen. Darüber hinaus ist wichtig,
in welcher Weise die Maßnahmen wirken. Dies
kann durch die Reduzierung der Eintrittswahrscheinlichkeit
des Ereignisses geschehen oder
durch die Minderung des Schadensausmaßes. Für
die Entscheidung, welches geeignete Maßnahmen
sind, sind unter Berücksichtigung der objektspezifischen
Gegebenheiten deren Wirksamkeit und
auch Wirtschaftlichkeit nachzuweisen. Ferner bedarf
es einer gesellschaftlichen Akzeptanz, die eine
ethische und rechtliche Absicherung bedingt.

13 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Im Rahmen des Projekts SKRIBT wurden in der
Maßnahmenanalyse insgesamt 139 mögliche
Schutzmaßnahmen identifiziert. Später wurden 45
davon ausgewählt und in der Wirksamkeitsanalyse
von Maßnahmen vertieft betrachtet. Diese weiteren
Betrachtungen umfassten die Untersuchungen der
Maßnahmenwirksamkeit sowie des volkswirtschaftlichen
Nutzens. Letzteres erfolgte im Rahmen einer
Wirksamkeits-Kosten-Analyse. In den Kapiteln
4 und 5 wird abschließend eine jeweilige Empfehlung
zum Einsatz der 45 Schutzmaßnahmen gegeben.
Diese Empfehlungen erlauben einen guten
Überblick, dennoch ist die Auswahl immer im Einzelfall
und objektbezogen zu treffen.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 14
3 Identifizierung kritischer Bauwerke
3.1 Allgemeines
Das in Kapitel 2.5 bereits angesprochene Verfahren
zur Identifizierung kritischer Bauwerke dient
der Bestimmung der Kritikalität eines Bauwerks in
Bezug auf dessen zivile Sicherheit, d.h. es soll unter
Berücksichtigung der Eintrittswahrscheinlichkeit
Bauwerke identifizieren, bei denen infolge von Extremereignissen
hohe Schadensausmaße möglich
sind. Es richtet sich an Personen, die eine sicherheitstechnische
Überprüfung von Bauwerken vornehmem
wollen, wie z. B. die Bauwerkseigentümer.
Das Identifizierungsverfahren kann sowohl im Vorfeld
eines Bauwerksneubaus als auch auf bestehende
Bauwerke angewendet werden. Es erlaubt
die individuelle Betrachtung eines einzelnen Verkehrsbauwerks
in seinem jeweiligen Umfeld unter
Berücksichtigung der jeweiligen objekt- und netzspezifischen
Randbedingungen.
Eine absolute Bewertung der gemittelten Gesamtkritikalität
ist derzeit nicht möglich, da im Rahmen
der Projektbearbeitung die Festlegung von Grenzwerten
nicht möglich war. Hierzu bedarf es eines
gesellschaftspolitischen Konsens. Möglich ist allerdings
eine Relativbewertung der Bauwerke untereinander.
Die Notwendigkeit, kritische Bauwerke zu identifizieren,
besteht in vielen Zuständigkeitsbereichen.
Bauwerkseigentümer, Bauwerksbetreiber, Bauwerksplaner,
Einsatzdienste u.v.m. sollen Informationen
über den Status der zivilen Sicherheit des
jeweiligen Bauwerks nutzen können. Die unterschiedlichen
Blickwinkel dieser Institutionen verbunden
mit unterschiedlichen Schwerpunkten in
der Definition der Kritikalität finden sich im Identifizierungsverfahren
wieder.
Basis für die Anwendung des Verfahrens sind die
in Deutschland aktuell gültigen technischen Regelwerke
(Stand 05/2010).
Im Folgenden werden das Identifizierungsverfahren
und seine Anwendung bei Tunneln zusammenfassend
erläutert. Zu den theoretischen Grundlagen
und der Anwendung bei Brücken wird auf den
entsprechenden Bericht „Objektanalyse - Identifizierung
kritischer Bauwerke“ [3] verwiesen.
3.2 Initialereignisse
Zur Beurteilung der Kritikalität ist Wissen über die
Wirkungen möglicher Ereignisse auf die Zielgrößen
Bauwerk, Nutzer und Verkehr in der zivilen Sicherheit
von Bauwerken im Zuge von Straßen eine
grundlegende Voraussetzung. Daher wurden zunächst
verschiedene Initialereignisse definiert, die
auf den Erkenntnissen der Bedrohungsanalyse (s.
Kap. 2.3 beruhen. Im Rahmen dieser Bedrohungsanalyse
wurden die Ereigniskategorien Brand, Explosion,
Kontamination sowie Naturereignisse als
relevant identifiziert. Mechanische Einwirkungen
besitzen unter Beachtung des Risikoansatzes (Eintrittswahrscheinlichkeit
• Ausmaß) eine vergleichsweise
geringere Relevanz und werden dementsprechend
im Rahmen dieses Verfahrens nicht
weiter betrachtet.
Die folgenden Initialereignisse bilden die Ausgangspunkte
für die Entwicklung der maßgebenden
Szenarien und damit für die Ermittlung der
Eingangswerte in das Identifizierungsverfahren.
3.2.1 Brand
Generell besteht bei Bränden ein großes Ausbreitungspotential
und damit eine große Gefahr, dass
es zu einem Brandüberschlag auf weitere Fahrzeuge
und Anlagenteile des Verkehrsbauwerks
kommen kann. Im Tunnel würde ein Brandüberschlag
den Verlauf der folgenden Ereignisse sowie
den anzunehmenden Temperatur-Zeit-Verlauf und
damit die Auswirkungen auf das Tunnelbauwerk
verändern. Deshalb ist für Tunnelbauwerke eine
Unterscheidung in Initialbrände „ohne Brandüberschlag“
und „mit Brandüberschlag“ vorzunehmen.
Die Initialereignisse in der Ereigniskategorie Brand
sind:
� Kontinuierlicher Lachenbrand
(ohne / mit Brandüberschlag)
Ein Lachenbrand kann durch menschliches / technisches
Versagen oder durch Terrorismus bzw.
andere kriminelle Handlungen ausgelöst werden.
Aus einem Tankwagen tritt kontinuierlich Benzin
aus und entzündet sich sofort. Auf bzw. in einem
Bauwerk verteilt sich die sich bildende Benzinlache
in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten (z. B.
Gefälle) und brennt unter Rauch- und Hitzebildung
ab. Der Leitstoff Benzin steht hierbei stellvertretend
für alle in Deutschland transportierten brennbaren
Flüssigkeiten.
� Spontaner Lachenbrand
(ohne / mit Brandüberschlag)
Im Vergleich zum kontinuierlichen Lachenbrand
tritt der Leitstoff Benzin beim spontanen Lachenbrand
mit einer wesentlich höheren Freisetzungsrate
aus dem Tankwagen aus. Die auslösenden
Ereignisse sind denen des Initialereignisses „Kontinuierlicher
Lachenbrand“ ähnlich, erzeugen aber
einen wesentlich größeren Schaden am Tankfahrzeug
und somit eine rund 15-mal größere Freisetzungsrate.
Das Benzin brennt direkt unter großer
Hitze- und Rauchentwicklung ab.

15 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
� Freistrahlbrand
(ohne / mit Brandüberschlag)
Der Freistrahlbrand wird im Gegensatz zu den
Lachenbränden nicht durch einen flüssigen, sondern
durch einen gasförmigen Brennstoff verursacht.
Der Leitstoff Propan steht dabei stellvertretend
für alle in Deutschland auf der Straße transportierten
hochentzündlichen Gase. Das druckverflüssigt
in Tanks/Flaschen transportierte Gas wird
infolge vorsätzlicher krimineller Handlungen (z. B.
infolge eines terroristischen Anschlags) oder aufgrund
von menschlichem / technischem Versagen
(z. B. Unfall) freigesetzt, sofort entzündet und
brennt unter großer lokaler Hitzeentwicklung in
Form einer Stichflamme ab.
3.2.2 Explosion
Die Initialereignisse in der Ereigniskategorie Explosion
sind:
� Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion
(BLEVE)
Der BLEVE ist aufgrund seiner Charaktereigenschaften
und seiner Wirkungsweise als Initialereignis
im Grenzbereich zwischen den Ereigniskategorien
Brand und Explosion einzuordnen.
In seinem Verlauf kommt es zunächst aufgrund
von menschlichem / technischem Versagen oder
durch Terrorismus bzw. andere kriminelle Handlungen
zur Beschädigung eines Tankwagens, der
den hochentzündlichen Leitstoff Propan transportiert.
Durch das so entstandene Leck tritt spontan
gasförmiges Propan aus, entzündet sich und
brennt zunächst ruhig ab. In dieser Phase ähnelt
der BLEVE den zuvor beschriebenen Bränden.
Durch die Erhitzung des Tanks beginnt allerdings
in der Folge das im Tank enthaltene Propan zu
verdampfen und erhöht kontinuierlich den Tankinnendruck.
Der Druck steigt an bis die von der Hitze
geschwächten Tankwände spontan bersten. Es tritt
daraufhin eine große Menge Gas aus, die sich
entzündet und eine gewaltige Explosion verursacht.
Der so entstehende Feuerball enthält brennende
Bestandteile in gasförmiger sowie in flüssiger
Form.
� Detonation Lkw-Ladung
� Detonation Pkw-Ladung
� Detonation Koffer-Ladung
Die Detonations-Initialereignisse sind Ausgangspunkt
für die Entwicklung klassischer Explosionsszenarien,
deren Wirkungsweise in erster Linie
durch eine stark exotherme Reaktion des Explosivstoffes
und den resultierenden Druck der Detonation
geprägt ist. Der Leitstoff in diesen Initialereignissen
ist Trinitrotoluol (TNT), der durch eine
vorsätzlich begangene, kriminelle Handlung, z. B.
im Rahmen eines terroristischen Akts, aktiviert
wird. Dazu wird im Fall des Initialereignisses „Detonation
Lkw-Ladung“ eine große Menge, im Fall
des Initialereignisses „Detonation Pkw-Ladung“ eine
mittlere Menge TNT durch ein geeignetes
Transportfahrzeug an den Ereignisort gebracht,
platziert und gezündet. Im Fall des Initialereignisses
„Detonation Koffer-Ladung“ wird davon ausgegangen,
dass eine kleine Menge TNT durch ein
Fahrzeug oder auf anderem Wege an bzw. in das
Verkehrsbauwerk gebracht wird. Die kleinere Menge
TNT ermöglicht im Vergleich zu den größeren
Mengen einen geringeren Abstand zum anvisierten
Schadensort. Durch diese Unterscheidung in den
Detonations-Initialereignissen können die Einflüsse
der entscheidenden Einflussparameter „Abstand
zum Schadensort“ und „Ladungsmenge“ auf die
Wirkung einer Explosion entsprechend berücksichtigt
werden.
Der Leitstoff TNT steht hier stellvertretend für alle
möglichen Explosivstoffe.
3.2.3 Kontamination
Die Initialereignisse in der Ereigniskategorie Kontamination
sind:
� Kontinuierliche Kontamination
� Spontane Kontamination
Die Kontamination der Zielgrößen Bauwerk, Nutzer
und Verkehr kann durch die Einwirkung von chemischen,
biologischen, radiologischen oder nuklearen
(CBRN-) Gefahrstoffen geschehen. Der ausgewählte
Leitstoff in diesen Initialereignissen ist
Chlor. Chlor steht dabei stellvertretend für alle in
Deutschland auf Straßen transportierten Schwergase
mit Schadwirkung auf Bauwerke und Nutzer.
Er wird infolge einer terroristischen bzw. anderen
kriminellen Handlung oder durch menschliches /
technisches Versagen (hier: schwerer Unfall) in
großer Menge freigesetzt und breitet sich in Abhängigkeit
von den Umgebungsrandbedingungen
aus. Der entscheidende Unterschied zwischen den
oben genannten beiden maßgebenden Kontaminations-Initialereignissen
liegt in der Freisetzungsrate:
Im Initialereignis „Spontane Kontamination“ wird
im Vergleich zur kontinuierlichen Kontamination eine
rund neunmal größere Menge Chlorgas in der
gleichen Zeitspanne freigesetzt.
3.2.4 Wasser / Temperatur / Wind
Die Initialereignisse in der Ereigniskategorie Wasser
/ Temperatur / Wind sind:
� (Spontane) Überflutung
Bei Unterwassertunneln mit Wannenausrundung
besteht die Gefahr einer spontanen Überflutung infolge
einer kriminellen Tat (z. B. terroristischer Anschlag)
oder eines schweren Unfalls aufgrund
menschlichen / technischen Versagens.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 16
Eine ausreichend starke Detonation kann zu einem
örtlichen Versagen der Tunnelkonstruktion führen,
sodass Wasser in den Tunnel einströmen kann.
Ausgehend von dieser Öffnung in der Decke in
Tunnelmitte verteilt sich das eintretende Wasser zu
beiden Portalen hin gleichmäßig, bis der Tunnel in
Abhängigkeit von den vorherrschenden Randbedingungen
(z. B. Gefälle, Leistungsfähigkeit des
Entwässerungssystems, etc.) vollständig mit Wasser
gefüllt ist.
Da im Rahmen von SKRIBT keine Ereigniskombinationen
betrachtet wurden, wird bei der Berechnung
des Schadensausmaßes das höhere Schadensausmaß
der beiden Ereignisse maßgebend.
Tunnel mit konstanter Längsneigung sind nicht gefährdet,
da sie nicht direkt unterhalb von Gewässern
verlaufen und im Falle eines Hochwassers ihre
Längsneigung ein Aufstauen von Wasser innerhalb
des Tunnels verhindert.
� Wind
Ein weiteres Initialereignis aus der Ereigniskategorie
Wasser / Temperatur / Wind ist der Windeinfluss,
der im Rahmen eines natürlichen Ereignisses
auf einer Brücke auftreten kann. Die Situation
entwickelt sich so schnell, dass sich zum Zeitpunkt
der Windeinwirkung Verkehr auf der Brücke befindet,
da die Brücke nicht mehr rechtzeitig im Vorfeld
gesperrt werden konnte.
Im Rahmen der Untersuchung seltener Starkwindereignisse
auf Brücken wird die Windgeschwindigkeit
so hoch gewählt, dass für PKW-Insassen keine
Gefahr durch Umkippen des eigenen Fahrzeugs
besteht. Es ist jedoch schwieriger, die Kontrolle
über ein fahrendes Fahrzeug zu behalten
und die Unfallgefahr steigt. LKW können umgeworfen
oder verschoben werden und stellen damit eine
weitere potentielle Gefahr dar.
3.3 Szenarienentwicklung
Aus den zuvor beschriebenen Initialereignissen
werden die maßgebenden Szenarien für das betrachtete
Bauwerk anhand relevanter Einflussparameter
entwickelt. Bauliche, betriebliche und organisatorische
Größen, die den Verlauf der einzelnen
Ereignisse entscheidend beeinflussen können,
werden dabei berücksichtigt und führen zu Verzweigungen
im möglichen Verlauf der Ereignisse.
So entsteht aus den Initialereignissen jeweils eine
Vielzahl möglicher Szenarien.
Die Szenarienentwicklung wird in Abhängigkeit
vom betrachteten Bauwerkstyp und den entsprechend
vorliegenden individuellen Randbedingungen
für das Bauwerk selbst und den Nutzer durchgeführt.
Relevante Einflussparameter für die Entwicklung
der Szenarien sind im Folgenden aufgeführt:
Für das Bauwerk:
� Bauweise
� Länge und Neigung
� Ausstattung
Für den Nutzer:
� Zeitpunkt des Szenarieneintritts
� Verkehrszustand
� Faktoren für ein erhöhtes Ausmaß, z. B. viele
Busse
� Erfolgreiche Detektion und Alarmierung der
Nutzer
� Aktivierte Sperranlage
� Aktiviertes Lüftungssystem
� Weitere vorhandene und aktivierte Sicherungsmaßnahmen
� Zeitpunkt der Fremdrettung
Die Umsetzung der Szenarienentwicklung erfolgt in
strukturierter Form, z. B. unter Anwendung eines
Ereignisablaufbaums. Für die sich ergebenden
Szenarien werden die Wirkungen in Form von
Ausmaßen und ggfls. Eintrittswahrscheinlichkeiten
bestimmt und auf das Initialereignis bezogen zusammengefasst.
3.4 Ermittlung der Eingangsgrößen
3.4.1 Eingangsgrößen für das Bauwerk
Die Eingangsgrößen für das Bauwerk sind die initialereignisbezogenen
Wirkungen bzw. Ausmaße
der Szenarien in Form von Schadensklassen und
Wiederherstellungskosten.
Für Tunnelbauwerke werden zur Ermittlung der
Schadensklasse zunächst die Bauteile ermittelt,
die in Bezug auf das Versagen des Gesamtsystems
eine Relevanz besitzen. Bei der Ermittlung
der relevanten Bauteile wird differenziert zwischen
den statisch-konstruktiv relevanten Bauteilen und
Bauteilen, die der Tunnelausstattung zuzuordnen
sind. Letztere entfallen für eine Analyse zur Bestimmung
der Schadensklasse, die den Schädigungsgrad
vom praktisch nicht geschädigten bis
zum völlig zerstörten Gesamtbauwerk in mehreren
Klassen wiedergibt. Der Schädigungsgrad wird anhand
der konstruktiven Schädigung und damit verbunden
anhand des Einflusses auf die Gebrauchstauglichkeit,
die Standsicherheit und die Verkehrssicherheit
ermittelt.
Mit Hilfe geeigneter numerischer Methoden, ggfls.
unter Ansatz von statischen Ersatzlasten, werden
die szenariospezifischen Schädigungen auf Bauteilebene
ermittelt und im Hinblick auf die Auswirkungen
auf das Gesamtbauwerk extrapoliert. Die
Ergebnisse werden anhand einer 5-klassigen
Schadensausmaßeinteilung beurteilt. Die Scha-

17 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
densklasse 1 bedeutet dabei einen geringen
Schaden, während die Schadensklasse 5 eine
vollkommene Schädigung des Bauwerks ausweist.
Die Wiederherstellungskosten bilden das zweite
Element in der Beurteilung der Wirkung der Szenarien
auf Tunnelbauwerke. Sie werden auf Basis der
jeweiligen Neubaukosten für das Bezugsjahr 2010
ermittelt, die mittels eines geeigneten Grund-, eines
Zerstörungs- und eines Abbruch- bzw. Erschwernisfaktors
den Zusatzaufwand der Sanierungsarbeiten
gegenüber den Neubaukosten für
eine angesetzte Zerstörungslänge abbilden.
3.4.2 Eingangsgrößen für Nutzer
Die Wirkungen der Initialereignisse auf die direkt
betroffenen Nutzer von Brücken und Tunneln gehen
als Eingangsgrößen in das Identifizierungsverfahren
ein und werden in Form von gewichteten
Risikoerwartungswerten für die Anzahl potentiell
getöteter Personen pro Ereignis abgebildet.
Für die Schadensausmaßermittlung wird das
Fluchtverhalten unter den jeweiligen geometrischen
Randbedingungen abgebildet. Das komplexe
Zusammenspiel aus individuellen Eigenschaften
der beteiligten Nutzer und den Einwirkungen der
Schadgrößen, die sich in Art, Ausprägung und
Zeitpunkt des Auftretens aus den Ereignisverläufen
ergeben, lässt sich durch räumlich und zeitlich
hochauflösende numerische Verfahren in Form
von computergestützten Simulationen abbilden.
Die Einwirkungen der Schadgrößen werden dabei
durch die wesentlichen Einwirkungsgrößen wie
z. B. Druck und Temperatur abgebildet. Es gilt zudem,
die Wirkungen vorhandener technischer Einrichtungen
zu berücksichtigen.
Die finale Schadensausmaßermittlung erfolgt
durch eine Verknüpfung des räumlichen wie zeitlichen
Wirkungsverlaufs der Schadgrößen mit dem
(dadurch beeinflussten) Fluchtverhalten der direkt
betroffenen Nutzer: Die Flucht der Nutzer wird
durch die Wahrnehmung und das Verhalten bestimmt.
Die Beschreibung des Nutzerverhaltens
basiert folglich auf einem Wahrnehmungs- und einem
psychologischen Verhaltensmodell. Diese geben
wieder, inwiefern Nutzer eine geordnete Flucht
vornehmen oder sich angesichts der vorhandenen
Gefahr impulsiv verhalten werden.
Szenarien mit einem zu erwartenden großen
Schadensausmaß werden allgemein stärker beachtet
und damit stärker gewichtet werden, als es
aufgrund des tatsächlichen Schadenerwartungswerts
angezeigt wird, d.h. ein Ereignis, das 100
Opfer verursacht, wird meist als schlimmer empfunden
als 100 Ereignisse mit je einem Opfer. Diese
Extremereignisse - wie auch die Aussicht auf
Extremereignisse - führen deshalb im Vergleich zu
weiteren Ereignissen zu stärkeren oder rascheren
Reaktionen, wie z. B. Anpassungen von Gesetzen
und Vorschriften. In dieser Betrachtungsweise
nimmt die Bedeutung von Risiken mit dem Schadensausmaß
überproportional zu. Das wird berücksichtigt,
indem das Schadenausmaß mit einer
Aversionsfunktion gewichtet wird [4]. Hierdurch erhält
man den gewichteten Risikoerwartungswert,
der im Weiteren benutzt wird.
3.4.3 Eingangsgrößen für Verkehr
Die Eingangsgrößen für den Verkehr sind Mehrreisezeiten
in [Kfz-h], die aus dem sich einstellenden
Zerstörungsgrad bzw. aus der sich ergebenden
Restkapazität sowie der Ausfallzeit des Bauwerks
resultieren.
Die Ausfallzeit des Bauwerks bildet einen entscheidenden
Einflussfaktor in der Beurteilung der
volkswirtschaftlichen Folgekosten: Eine aufgrund
des vorliegenden Schadens notwendige Teil- oder
Vollsperrung des Bauwerks bedeutet einen erheblichen
Eingriff in den Verkehrsablauf mit der Folge
von Verkehrsbehinderungen bis zur Wiederinbetriebnahme.
Ebenso wie die Ausfallzeit bilden Angaben zur
Restkapazität des Bauwerks nach dem Ereignis
eine entscheidende Eingangsgröße für die weiteren
Verkehrsbetrachtungen und für die Bestimmung
der Mehrreisezeiten. Sie resultiert im realen
Ereignisfall aus den Betrachtungen zum Zerstörungsgrad
im Rahmen der Schadensanalyse. Für
die Analyse des Verkehrsablaufs im Rahmen des
Identifizierungsverfahrens bedeutet sie eine Angabe
zur noch durch den geschädigten Tunnel leitbaren
Verkehrsmenge, angegeben als prozentualer
Anteil des Leistungsvermögens vor der Beeinträchtigung
durch das jeweilige Ereignis.
Die Ermittlung der Mehrreisezeiten geschieht
durch einen Vergleich des Basisfalls ohne Beeinträchtigung
des Verkehrsablaufs mit dem Ereignisfall
unter Beeinträchtigung des Verkehrsablaufs für
das betrachtete Teilnetz. Für die Ereignisfälle gilt
es, verschiedene Beeinträchtigungsszenarien in
Form von Restkapazitäten zu formulieren. Diese
ergeben sich aus den Ergebnissen der Bauwerksbetrachtungen
bzw. können diesen später zugeordnet
werden.
3.4.4 Eingangsgrößen für sonstige
Faktoren
Die Bewertung der sonstigen Faktoren kann gerade
im Rahmen einer bauwerksübergreifenden Vergleichsbetrachtung
eine entscheidende Rolle spielen.
Eine erhöhte Bereitschaft, Bauwerke mit hoher
gesellschaftlicher Symbolkraft zu schützen, ist für
Einzelfälle zu vermuten. Um dem Anwender des
Identifizierungsverfahrens eine Möglichkeit zu geben,
für Einzelfälle den Einfluss sonstiger Faktoren
durch eine Bewertungsgröße berücksichtigen zu

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 18
können, werden keine initialereignis- bzw. zielgrößenbezogenen
Eingangsgrößen ermittelt, sondern
übergreifend der Kritikalitätswert durch eine Bewertungsgröße
(BGSF) beeinflusst.
GGKAV = GGK • BGSF
mit: GGKAV: Gemittelte Gesamt-Kritikalität (inklusive
Sonstiger Faktoren)
GGK: Gemittelte Gesamt-Kritikalität
BGSF: Bewertungsgröße für Sonstige Faktoren
Abbildung 5 zeigt die sich dadurch ergebende
Vorgehensweise in der Zusammenfassung der
gewichteten Kritikalitätsbewertungsgrößen zu
einem Wert für die Gemittelte Gesamt-Kritikalität
GGK. Für die Bewertungsgröße zur Berücksichtigung
des Einflusses aus Sonstigen Faktoren werden
Werte zwischen minimal 1,0 und maximal 1,5
als sinnvoll erachtet.
3.5 Synthese der Eingangsgrößen
Um die verschiedenartigen Eingangsgrößen zu einem
Gesamtwert zusammenfassen zu können,
werden sie mittels einer Übertragungsfunktion in
dimensionslose Größen eines je 5-stufigen Bewertungssystems
überführt.
Für die Größen „Schadensklasse“, „Wiederherstellungskosten“,
„Gewichteter Risikoerwartungswert“
und „Mehrreisezeiten“ wird eine ausreichend große
Anzahl an möglichen Ergebnissen aus den angesetzten
Initialereignissen unter Variation der möglichen,
entscheidenden Einflussparametern ermittelt,
um mit dieser Stichprobe die Verteilung der
Grundgesamtheit abbilden zu können. Eine geordnete
Aufstellung der Ergebnisse erlaubt eine Einteilung
der Klassen nach der prozentualen Verteilung
der Verkehrsbauwerke. Die im Weiteren erläuterte
Klasseneinteilung wurde im Rahmen von
SKRIBT für die Anwendung des Verfahrens pragmatisch
gewählt, es handelt sich hierbei nicht um
eine verbindliche Vorgabe.
Die Besonderheiten für die einzelnen Eingangsgrößen
in der Umsetzung der zuvor dargestellten
prinzipiellen Vorgehensweise werden im Folgenden
aufgeführt.
Abbildung 5: Ermittlung der Gemittelten Gesamt-Kritikalität (GGK) im Rahmen des Identifizierungsverfahrens

19 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
3.5.1 Bewertungshintergrund Bauwerk
Die Auswahl von 5 Beurteilungsklassen orientiert
sich an der Einteilung der Schadensklassen zur
Bewertung der Auswirkungen von Extremereignissen.
Die anzusetzende Übertragungsfunktion lässt
folglich eine direkte Übertragung der Schadensklassen
in die Beurteilungsklassen zu.
Für die Eingangsgröße „Wiederherstellungskosten“
wurden die Wiederherstellungskosten für 241 Tunnelbauwerke
und 7.827 Brückenbauwerke anhand
der im Rahmen von SKRIBT aufgestellten Kostentabellen
für Tunnel und Brücken [5][6] berechnet.
Sie bilden die Basis für die Bewertungshintergründe
zu den Wiederherstellungskosten für Tunnel
bzw. Brücken.
Grundlage für die Eingangsdaten in die Berechnungen
bilden Daten zu den im deutschen Fernstraßennetz
vorhandenen Bestandsbauwerken, die
aus verschiedenen Bundesdatenbanken über den
Bauwerksbestand (u.a. SIB-Bauwerke [7]) entnommen
und aufbereitet werden konnten.
Die für die Bestandsbauwerke im deutschen Fernstraßennetz
ermittelten Wiederherstellungskosten
ergeben Werte, die der Größe nach aufgestellt in
Abbildung 6 wiedergegeben werden. Die Einteilung
der Beurteilungsklassen erfolgt für 25%, 50%,
75% und 95% der Summe der betrachteten Bauwerke.
3.5.2 Bewertungshintergrund Nutzer
Die Basis für einen Bewertungshintergrund für die
Abbildung 6: Größenaufstellung der Wiederherstellungskosten für Tunnel
Eingangsgröße „Gewichteter Risikoerwartungswert“
bilden Ergebnisse von im Rahmen des Verbundprojekts
SKRIBT durchgeführten Simulationen,
in denen die mögliche Anzahl Getöteter bei
verschiedenen Ereignissen und in verschiedenen
Tunneltypen ermittelt wurde.
Enthalten sind in dem vorliegenden Bewertungshintergrund
die Ergebnisse aus ca. 200 Simulationsberechnungen
für Tunnel mit konstanter
Längsneigung und Wannenausbildung im Längsverlauf
für alle denkbaren Szenarien, die von den
Initialereignissen ausgehen können.
Die Ergebnisse der Simulationsberechnungen ergeben
für jedes Initialereignis (und jede geometrische
Ausprägung der Tunnelgestaltung) einen Risikoerwartungswert.
Die so ermittelten Risikoerwartungswerte
werden in Klassen zusammengefasst
und in einer Häufigkeitsverteilung abgebildet.
Weitere Anhaltspunkte für eine Einteilung der Risikoerwartungswerte-Verteilung
in Beurteilungsklassen
liefern Werteaufstellungen, in denen die Simulationsergebnisse
der Größe nach sortiert aufgeführt
werden.
Abbildung 7 zeigt die Größenaufstellungen für die
vorliegenden Risikoerwartungswerte für Tunnel.
Wie bei den Eingangsgrößen „Wiederherstellungskosten“
und „Mehrreisezeiten“ wird die Grenze zur
Beurteilungsklasse 5 ("kritischer Bereich") bei 95%
der nach Größe sortierten, betrachteten Extremereignisse
angenommen.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 20
3.5.3 Bewertungshintergrund Verkehr
Der Bewertungshintergrund für die Eingangsgrößen
„Mehrreisezeiten“ der Zielgröße „Verkehr“
wurde anhand von Umlegungsberechnungen unter
Ansatz eines Verkehrsmodells ermittelt. Basis für
diese Berechnungen bildet das Straßennetz in
Nordrhein-Westfalen mit den darin verorteten Verkehrsbauwerken.
Die Betrachtungen der Auswirkungen
einer Vollsperrung (Restkapazität 0%) sowie
einer Teilsperrung (Restkapazität 50%) erfolgten
für 150 nach Relevanz ausgewählte Verkehrsbauwerke.
Aus der Bauwerksdatenbank SIB-
Abbildung 7: Größenaufstellung der gewichteten Risikoerwartungswerte
Abbildung 8: Größenaufstellung für Mehrreisezeiten bei Vollsperrung
Bauwerke [6] wurden Daten zu 6.100 Bauwerken
herausgefiltert. Diese Bauwerke wurden in das
NRW-Netz implementiert und die Mehrreisezeiten
berechnet.
Die der Größe nach aufgestellten Mehrreisezeiten
bei Vollsperrung sind in Abbildung 8 wiedergegeben.
Die Einteilung der Beurteilungsklassen erfolgt
analog zur Vorgehensweise bei den anderen Zielgrößen
für 25%, 50%, 75% und 95% der Summe
der betrachteten Bauwerke.

21 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
3.5.4 Synthese der Einzel-
Beurteilungsgrößen
Die einzelnen Beurteilungsgrößen können nun
zielgrößenübergreifend bzw. initialereignisübergreifend
zusammengefasst werden und liefern so
Aussagen über die Kritikalität des betrachteten
Verkehrsbauwerks im Hinblick auf die einzelnen
Zielgrößen bzw. Initialereignisse.
(A) Vorgehensweise für eine zielgrößenübergreifende
Zusammenfassung:
BGIE i = ( BS • EBGBS + BW • EBGBW) + N • EBGN +
V • EBGV
wobei: ( BS + BW) + N + V = 1,0
mit BGIE i : Kritikalitätsbewertungsgröße für ein
Initialereignis i
EBGBS : Einzel-Beurteilungsgröße
Bauwerk/Schadensklasse
BS : Gewichtungsfaktor
Bauwerk/Schadensklasse
EBGBW : Einzel-Beurteilungsgröße
Bauwerk/Wiederherstellungskosten
BW : Gewichtungsfaktor
Bauwerk/Wiederherstellungskosten
EBGN : Einzel-Beurteilungsgröße Nutzer
N : Gewichtungsfaktor Nutzer
EBGV : Einzel-Beurteilungsgröße Verkehr
V : Gewichtungsfaktor Verkehr
Zu beachten ist bei der Zusammenfassung der
Einzel-Beurteilungsgrößen zu Bewertungsgrößen,
dass eine Bewertung der Zielgröße Bauwerk über
die beiden Komponenten „Schadensklasse“ und
„Wiederherstellungskosten“ und damit über eine
Kombination der zugehörigen Einzel-
Beurteilungsgrößen erfolgt. Erst zusammen betrachtet
ist eine bewertende Aussage zur Wirkung
eines Initialereignisses auf das Bauwerk an sich
möglich.
(B) Vorgehensweise für eine initialereignisübergreifende
Zusammenfassung:
wobei:
mit BGZG i: Kritikalitätsbewertungsgröße für eine
Zielgröße i
EBG IE j : Einzel-Beurteilungsgröße
Initialereignis j
j : Gewichtungsfaktor Initialereignis j
n : Gesamtanzahl der betrachteten Initialereignisse
Der Anwender des Identifizierungsverfahrens steht
bei der Auswahl der Gewichtungsfaktoren in einer
besonderen Verantwortung, auf die an dieser Stelle
hingewiesen werden muss: Vertreter der Bauwerkseigentümer,
der Bauwerksbetreiber, der
Bauwerksplaner, der Einsatzdienste oder anderer
Institutionen aus dem Bereich der zivilen Sicherheit
betrachten die Thematik aus verschiedenen Blickwinkeln
und bewerten die Relevanz der einzelnen
Initialereignisse und Zielgrößen unterschiedlich.
Die einzelnen Schwerpunkte können im Rahmen
der Synthese durch den Anwender gesetzt werden.
Dabei sollte das Maß der Betonung so ausfallen,
dass sich die anwendergruppenbezogenen
Schwerpunkte für die Initialereignisse sowie für die
Zielgrößen in den entstehenden Bewertungsgrößen
wieder finden, die relevanten Einflüsse aus
den weiteren Initialereignissen bzw. den anderen
Zielgrößen aber nicht vernachlässigt werden.
In der Synthese der Einzel-Beurteilungsgrößen
werden Werte zu Bewertungsgrößen zusammengefasst.
In diesem Prozess wiegen sich gute und
schlechte Beurteilungen gegeneinander auf und
führen zu einer Gesamtbewertung. Kritische Beurteilungsgrößen
werden im Rahmen der Gesamtbetrachtung
(korrekterweise) relativiert. Eine höhere
Gewichtung einzelner Größen kann diesen Effekt
in der Zusammenfassung weitergehend verstärken.
Um erste Hinweise auf mögliche Verbesserungsstellen
des betrachteten Verkehrsbauwerks
in Bezug auf dessen zivile Sicherheit, die durch
Einzel-Beurteilungsgrößen mit kritischen Werten ≥
4,5 gegeben werden, im Rahmen des Identifizierungsverfahrens
in die Bewertung mit einbeziehen
zu können, ist eine separate Ausweisung der kritischen
Einzel-Beurteilungsgrößen unter Angabe
der zugehörigen Zielgröße und des zugehörigen
Initialereignisses notwendig.
3.6 Bewertung der Kritikalität
Für die Bewertung der Kritikalität des betrachteten
Verkehrsbauwerkes werden die einzelnen Bewertungsgrößen
zu den Initialereignissen bzw. den
Zielgrößen weitergehend zusammengefasst zu einem
Gemittelten Gesamt-Kritikalitätswert GGK. In
dieser Vorgehensweise können ebenfalls Schwerpunkte
in der Betrachtung gesetzt werden. Für die
Auswahl der Gewichtungsfaktoren gelten die Ausführungen
im Kapitel 0 entsprechend.
(A) Vorgehensweise für eine zielgrößenübergreifende
Zusammenfassung:
GGK = B * BGB + N * BGN + V * BGV
wobei: B + N + V = 1,0
mit GGK: Gemittelte Gesamt-Kritikalität
BGB : Kritikalitätsbewertungsgröße Bauwerk

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 22
B : Gewichtungsfaktor Bauwerk
BGN : Kritikalitätsbewertungsgröße Nutzer
N : Gewichtungsfaktor Nutzer
BGV : Kritikalitätsbewertungsgröße Verkehr
V : Gewichtungsfaktor Verkehr
(B) Vorgehensweise für eine initialereignisübergreifende
Zusammenfassung:
wobei:
mit GGK: Gemittelte Gesamt-Kritikalität
BGIE i : Kritikalitätsbewertungsgröße
Initialereignis i
i : Gewichtungsfaktor Initialereignis i
n : Gesamtanzahl der betrachteten Initialereignisse
Die so bestimmte Gemittelte Gesamt-Kritikalität
GGK kann zur Berücksichtigung Sonstiger Faktoren
gemäß den Ausführungen in Kapitel 3.4.4
durch eine zugehörige Bewertungsgröße BGSF in
die endgültige Bewertungsgröße GGKAV („Aversion“)
für die Kritikalität des betrachteten Verkehrsbauwerkes
überführt werden:
GGKAV = GGK * BGSF
mit: GGKAV: Gemittelte Gesamt-Kritikalität (inklusive
Sonstiger Faktoren)
GGK: Gemittelte Gesamt-Kritikalität
BGSF: Bewertungsgröße für Sonstige Faktoren
Zudem sind die kritischen Einzel- Beurteilungsgrößen
(Wert ≥ 4,5) mit der Angabe der zugehörigen
Zielgröße und des zugehörigen Initialereignisses
entsprechend auszuweisen.
Weist die Gemittelte Gesamt-Kritikalität einen Wert
≥ 4,5 auf, so werden im Sinne der Zivilen Sicherheit
genauere objektspezifische Untersuchungen
empfohlen.

23 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
4 Schutzmaßnahmen für Brücken
und ihre Nutzer
4.1 Allgemeines
Im Folgenden werden Empfehlungen für 18 nach
derzeitigem Erkenntnisstand realisierungsfähige
und realisierungswürdige Maßnahmen zum Schutz
von Brücken und ihren Nutzern ausgesprochen.
Sie sind Ergebnis der „Wirksamkeitsanalyse von
Maßnahmen“, [8][9][10] in der sie auf ihre Wirkung
bei den in der „Bedrohungsanalyse“ [11] erarbeiteten
Initialereignissen Brand, Explosion, Kontamination,
Überflutung, Wind und Anprall untersucht
wurden. Hierbei sind einige Maßnahmen auf eine
Eigentümer
Betreiber
B & E
Nr. Maßnahme
Tabelle 4: Schutzmaßnahmen für Brücken
bestimmte Ereigniskategorie zugeschnitten, andere
decken verschiedene ab. Berücksichtigt wurden
zudem die gesellschaftlichen Akzeptanz sowie betriebs-
und volkswirtschaftliche Aspekte.
Es handelt sich um bautechnische, betriebliche
und organisatorische Maßnahmen, für deren Umsetzung
Bauwerkseigentümer, Bauwerksbetreiber
oder die Einsatzdienste verantwortlich sind.
Die Maßnahmen wirken zum überwiegenden Teil
ausmaßmindernd im Ereignisfall, einige verhindern
den Eintritt eines Ereignisses oder minimieren seine
Wahrscheinlichkeit. Letztere werden im Folgenden
kurz als „präventiv“ bezeichnet. Diese Maßnahmen
dienen gleichermaßen dem Bauwerks-
wie dem Nutzerschutz.
B 01 Zugangsverhinderung X
B 02 Parkverhinderung unter Brücken X X X X X X
BB 01 - Kontinuierlicher Lachenbrand
B 03 Verschließen der Bestandsunterlagen 1 1 1 1 X X X 1
B 04 Hochleistungsbeton als Konstruktionsbeton 2 2 X
B 05
Verstärkung/ Aufbetonschicht / Vorsatzschale aus
mikrobewehrtem Hochleistungsbeton
BB 02 - Spontaner Lachenbrand
BB 03 - Freistrahlbrand
BE 01 - BLEVE
BE 02 - Detonation LKW-Ladung
BE 03 - Detonation PKW-Ladung
X X X X X X X X
B 06 Verbesserter Entwurf: Statisch unbestimmtes System X X X X X X X X X X
B 07 Pfeilerscheibe statt Stütze X X X X X
B 08 Freibordvergrößerung X
B 09 Bemessung auf höhere Anpralllasten X
B 10 Anprallschutz X X
B 11 Lagerschutz X
B 12 Globale Redundanz X X X X X X X X
B 13 Windschutzwände X
B 14 Windgeschwindigkeitswarnanlage X
B 15 Pegelmessung X
B 16 Sperreinrichtungen X X X X (X) (X) (X) X X X X
B 17 Spezieller Brückennotruf X X X X (X) (X) (X) X X X X
B 18 Notfallübungen auf Brücken X X X X (X) (X) (X) X X X X
1 bei terrorstischem Hintergrund
2 aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll
BE 04 - Detonation Koffer-Ladung
BK 01 - Kontinuierliche Kontamination
BK 02 - Spontane Kontamination
BN 01 - Überflutung
BN 02 - Wind
BM 01 - LKW-Anprall

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 24
Die ausmaßmindernden Maßnahmen werden unterteilt
in Maßnahmen zum Bauwerksschutz und
Maßnahmen zum Nutzerschutz. Hierbei zielen
bautechnische Maßnahmen in der Regel primär
auf den Bauwerksschutz ab, dienen aber durch eine
erhöhte Robustheit des Bauwerks oft auch dem
Nutzerschutz. Betriebliche und organisatorische
Maßnahmen hingegen dienen hauptsächlich der
Verbesserung des Nutzerschutzes und nur nachgeordnet
dem Bauwerksschutz, indem sie beispielsweise
Löscharbeiten begünstigen und daher
eine geringere Schädigung des Bauwerks bewirken.
Eine Übersicht über alle untersuchten Schutzmaßnahmen
und ihre initialereignisbezogene Wirkung
bietet Tabelle 4. Präventive Maßnahmen sind violett,
Maßnahmen zum Bauwerksschutz rot und
Maßnahmen zum Nutzerschutz blau dargestellt.
Ein (X) bedeutet hier, dass die Maßnahme die
Nutzer nicht vor dem Ereignis selbst schützt, aber
die Rettung überlebender Personen nach dem Ereignis
begünstigt.
Maßnahmen, die sich auch für eine Nachrüstung
eignen, sind grau hinterlegt. Zudem sei an dieser
Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass bei Detonationen
vorausgesetzt wird, dass es sich um
bewusst herbeigeführte Ereignisse mit kriminellem/terroristischem
Hintergrund handelt, s. Kap.
3.2.2.
Zur einfachen und übersichtlichen Handhabung
wurde für jede Maßnahme ein Maßnahmenblatt
erstellt, in dem die Untersuchungsergebnisse in
einheitlicher Struktur zusammengefasst sind. Diese
Maßnahmenblätter sind dem vorliegenden Bericht
als Anhang beigefügt. Die ausführlichen
Untersuchungsergebnisse sind den Berichten zur
„Wirksamkeitsanalyse von Maßnahmen“ zu entnehmen.
4.2 Empfehlungen für Bauwerkseigentümer
4.2.1 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung
Nachfolgend werden Empfehlungen für dreizehn
bautechnische Maßnahmen ausgesprochen, die
beim Entwurf, bei der Bemessung und/oder bei der
Konstruktion von Brücken umgesetzt werden können.
Der Entwurf weist die größten Möglichkeiten auf,
ein Tragwerk robuster zu gestalten. Im Allgemeinen
ist es sinnvoll, den Entwurf so zu gestalten,
dass bestimmte Bedrohungsszenarien gar nicht
erst auftreten können. Diese Möglichkeit ergibt sich
beispielsweise für Anprall an einen Brückenpfeiler.
Eine über eine Autobahn stützenfrei geführte Brücke
erfährt keine Gefährdung durch dieses Szena-
rio. Wegen der größeren Stützweite, der eventuellen
Veränderung der statischen Unbestimmtheit
oder sogar der Änderung des Brückentyps können
sich jedoch neue mögliche Schwachstellen im Bezug
auf andere Bedrohungsszenarien ergeben.
Aus dem Entwurf folgt unter Ansatz bestimmter
festgelegter Einwirkungen die entsprechende Bemessung.
Aus der Bemessung folgen wiederum
die benötigten Abmessungen, um die auftretenden
Einwirkungen aufnehmen zu können. Es ergibt
sich also die Möglichkeit, für eintretende Bedrohungsszenarien
zu bemessen. Dies bedeutet im
Allgemeinen, dass das Bauwerk auf erhöhte Lasten
bzw. erhöhte innere Kräfte aufgrund von möglichen
Umlagerungen bemessen wird, was üblicherweise
zu größeren Abmessungen, robusteren
Materialien bzw. größeren Bewehrungsmengen
führt.
Zur Konstruktion zählen Maßnahmen, die ergänzend
zu Entwurf und Bemessung die Robustheit
eines Bauwerks erhöhen oder die Schädigung reduzieren.
Im Rahmen eines Neubaus sind generell alle untersuchten
Maßnahmen möglich. Nachrüstungen
und Verstärkungen sind aufgrund der Konstruktion
der verschiedenen Bauwerke und örtlicher Randbedingungen
häufig nur bedingt möglich. Maßnahmen,
die sich für eine Nachrüstung eignen,
sind Tabelle 4 (grau hinterlegt) zu entnehmen, zudem
wird hierauf am Ende der jeweiligen Empfehlung
gesondert eingegangen.
4.2.1.1 B 01 – Zugangsverhinderung
Die Maßnahme wirkt gegen die Detonation einer
Koffer-Ladung. Durch den Einsatz einbruchhemmender
Bauteile wird der Zugang zum Brückeninnenraum,
also zum Hohlkasten oder Hohlpfeiler,
verhindert. Somit kann dort keine Sprengladung
platziert werden und keine Innenraumdetonation
eintreten.
Beim Entwurf neuer Brücken sollten Zugänge der
Widerstandsklasse WK 4 (einbruchhemmende
Bauteile für hohe Sicherheit) nach DIN V ENV
1627 [12] vorgesehen werden. Über WK 4 sind in
der Norm noch zwei höhere Widerstandsklassen
definiert, die für Hochsicherheitsbereiche vorgesehen
sind. Diese können im Einzelfall für exponierte
oder besonders symbolträchtige Bauwerke vorgesehen
werden, bei denen ein Tätertyp erwartet
wird, der unter Zuhilfenahme leistungsfähiger
Elektrowerkzeuge agiert. Hier kann evtl. auch zusätzliche
akustische oder optische Überwachung
mit Aufschaltung zu einer Überwachungszentrale
eingerichtet werden.
Bei der Bemessung ist zu berücksichtigen, dass
das Schutzniveau der an den Zugang grenzenden
Bauteile nicht unter dem von Tür und Schloss liegt.

25 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Bei der Nachrüstung bestehender Bauwerke ist
zu prüfen, ob die Zugänge mit Einstiegstüren entsprechend
der Widerstandsklasse WK 4 nachgerüstet
werden können, wovon i.d.R. ausgegangen
wird. Besonderer Wert ist auf die konstruktive Ausbildung
der Anschlussbereiche der Tür zum Bauwerk
zu legen. Es ist zu gewährleisten, dass sie
die gleiche Widerstandsfähigkeit haben oder erlangen,
wie die Tür selbst. Ggfls. sind in diesem
Bereich entsprechend der örtlichen Gegebenheiten
zusätzliche Verstärkungsmaßnahmen erforderlich.
4.2.1.2 B 02 – Verschließen der Bestandsunterlagen
Die Maßnahme wirkt gegen Ereignisse mit terroristischem
/ kriminellem Hintergrund. Für die Umsetzung
wird empfohlen, die Bauwerksunterlagen
dauerhaft unter Verschluss zu halten. Es sollte
stets sichergestellt werden, dass die Herausgabe
der Unterlagen nur an vertrauenswürdige Personen
oder Institutionen erfolgt, die diese für dienstliche
Zwecke benötigen.
Sollten die Bestandsunterlagen in die Hände potentieller
Attentäter gelangen, können diese bei
entsprechendem Sachverstand die Schwachstellen
der Bauwerke leicht identifizieren, bei Attentaten
gezielt vorgehen und so den Schaden am
Bauwerk sowie bei den Nutzern maximieren. Dies
betrifft insbesondere Sprengstoffanschläge, weil
mit geringer Ladungsmenge, z. B. einer Kofferbombe,
ein maximales Schadensausmaß erreicht
werden kann. Durch Verschließen der Bestandsunterlagen
werden Informationen zurückgehalten, so
dass ein Attentat schwieriger planbar ist und Attentäter
mangels Erfolgsaussichten möglicherweise
ganz von einem Anschlag absehen.
4.2.1.3 B 03 – Parkverhinderung unter Brücken
Die Maßnahme ist für Brand- und Explosionsereignisse
geeignet. Die Möglichkeit zum Abstellen von
Fahrzeugen wird eingeschränkt bzw. baulich verhindert
und dadurch die Gefährdung eines Bauwerkes
reduziert, im günstigsten Fall ganz ausgeschlossen.
Sie wirkt nicht bei einer Kofferladung,
da diese auch durch einen Fußgänger angebracht
werden kann.
Es wird empfohlen, unter der Brücke ein Halteverbot
einzuplanen. Dieses muss im Betrieb konsequent
überwacht werden. Alternativ sind bauliche
Maßnahmen in Form von Zäunen oder Pollern einsetzbar,
die bei höheren Investitionskosten wesentlich
geringere Betriebskosten und gleichzeitig
kein Ausfallrisiko aufweisen.
Die Maßnahme eignet sich auch zur Nachrüstung
bei Bestandsbauwerken.
4.2.1.4 B 04 - Hochleistungsbetone als
Konstruktionsbeton
Die Maßnahme ist für Anprallszenarien geeignet
und kann sich auch bei Einwirkungen aus Überflutung
und Wind positiv auswirken. Für diese Initialereignisse
erscheint sie jedoch aus wirtschaftlichen
Gründen nicht sinnvoll.
Beim Entwurf können anprallgefährdete Bereiche
von Stahlbeton-Unterbauten mit Hochleistungsbetonen
anstelle von Normalbetonen konstruiert werden.
Der anprallgefährdete Bereich kann analog zu
DIN-FB-102, Anhang 108 [13] festgelegt werden.
Eigenschaften und Zusammensetzung des Hochleistungsbetons
sind abhängig von den Anforderungen
des Bauherrn so zu spezifizieren, dass
Duktilität und Zähigkeit des Verbundwerkstoffes
maximiert werden.
Bei der Bemessung sind die Konstruktionselemente
aus Hochleistungsbeton so zu dimensionieren,
dass die Schäden an Bauteil und Bauwerk
durch Anprallereignisse reparabel sind und die
Tragfähigkeit des Bauwerks während und nach
dem Ereignis gewährleistet bleibt. Es ist insbesondere
darauf zu achten, dass die dynamischen Zusatzkräfte,
die die statischen Kräfte bis zu dreifach
übersteigen können, berücksichtigt werden.
In DIN 1045-1 [14] sind die Betone der Festigkeitsklassen
C12/15 bis C100/115 normativ geregelt,
Betone oberhalb C50/60 gelten als hochfeste Betone.
Für Betonfestigkeitsklassen größer als
C100/115 fehlen normative Grundlagen. Hier müssen
die jeweils gültigen Spannungs-Dehnungs-
Linien zu Grunde gelegt werden, woraus unter anderem
spezielle Interaktionsdiagramme resultieren.
Eine detaillierte nichtlineare Bemessung der Struktur
unter Anpralllasten ist aufwändig. Daher wird
vereinfachend vorgeschlagen, die Elemente „normal“
zu bemessen und den Normalbeton in den
gefährdeten Bereichen durch Hochleistungsbeton
zu ersetzen. Dies führt zu einer Vergrößerung des
Widerstands gegen Anprallszenarien im Vergleich
zum unverstärkten System.
Bei der Konstruktion bieten runde Strukturen
sicherheitstechnische Vorteile gegenüber rechteckigen
Querschnitten.
4.2.1.5 B 05 - Verstärkung / Aufbetonschicht /
Vorsatzschale aus mikrobewehrtem
Hochleistungsbeton
Diese Maßnahme ist sowohl gegen Explosions-
und Anprallszenarien als auch gegen Brandereignisse.
Beim Entwurf können die zugänglichen und
anprallgefährdeten Bereiche von Stahlbeton-
Unterbauten mit einer Vorsatzschale oder
Aufbetonschicht aus mikrobewehrtem Hochleistungsbeton
(z. B. DUCON) versehen werden. Als

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 26
zugängliche Bereiche werden die Bereiche definiert,
die ohne Hilfsmittel (Leiter, Hubsteiger, etc.)
von einer Person erreichbar sind. Der anprallgefährdete
Bereich kann analog zu DIN-FB-102, Anhang
108 [13] festgelegt werden.
Die Ausbildung der Aufbetonschicht bzw. Vorsatzschale
erfolgt in Abhängigkeit von Art und Größe
des vom Bauherrn geforderten Detonations- und
Anprallschutzes.
Bei der Bemessung ist eine Vorsatzschale oder
Aufbetonschicht so zu dimensionieren, dass die
darunter liegende tragende Struktur durch die
Szenarien Explosion bzw. Anprall nicht oder nur
geringfügig geschädigt wird.
Da nur ungenügend normative Regelungen zur
Bemessung der erforderlichen Material- und Betriebseigenschaften
von Vorsatzschalen gegenüber
Explosionen und Anpralllasten existieren,
werden entsprechende Detailuntersuchungen vorgeschlagen,
die zur Vorbereitung einer
Normgebung führen. Erste Anhaltswerte für die
Vorsatzschale wurden aus Versuchen des Fraunhofer-Instituts
für Kurzzeitdynamik gewonnen.
Demnach ist die Vorsatzschale mit einer Mindestdicke
von 20 cm auszuführen und Hochleistungsbetone
mit hohen Druckfestigkeiten (z. B. 100
MPa) zu verwenden.
Bei der Konstruktion bieten runde Strukturen
sicherheitstechnische Vorteile gegenüber rechteckigen
Querschnitten. Vorsatzschalen sollten bis
2 m über die möglichen Schädigungszonen hinaus
vorgesehen werden.
Die Nachrüstung bei Bestandsbauwerken ist
möglich, sofern die geforderten Mindestabstände
bzw. lichten Weiten durch die Verstärkung nicht
unterschritten werden.
4.2.1.6 B 06 – Verbesserter Entwurf: Statisch
unbestimmtes System
Die Maßnahme ist für Brandereignisse, Explosionsszenarien,
Überflutung, Wind sowie Anprall geeignet.
Beim Entwurf sollten Tragwerke mit hoher statischer
Unbestimmtheit bevorzugt werden, da hier
bei einem Querschnittsausfall eine Umlagerung
der Lasten erfolgen kann. So können z. B. Durchlaufträger
oder Rahmentragwerke anstelle von
Einfeldträgern zum Einsatz kommen. Andere
hochgradig statisch unbestimmte Konstruktionen
sind stählerne Schrägseilbrücken oder Bogenbrücken
mit abgehängter Fahrbahn.
Bei langen Bauwerken ist alternativ eine Segmentierung
zur Begrenzung von Schadensbereichen
möglich.
Im Rahmen der Bemessung sollte zum Schutz
gegen Explosionsszenarien eine Ausfallbemessung
in Analogie zu DIN EN 1991-1-7 [15] zur Sicherstellung
der Robustheit des Tragwerks erfolgen.
Statisch unbestimmte Systeme bieten bei einer lokalen
Querschnittsschwächung oder bei Ausfall
von Tragwerksteilen die Möglichkeit einer Lastumlagerung,
auf die das restliche Tragwerk ausgelegt
werden muss. Die einzelnen Ausfallszenarien für
Haupt-Tragelemente müssen bauwerksspezifisch
im Rahmen der Bauwerksplanung festgelegt werden,
typische Beispiele sind die Untersuchung des
Ausfalles einer Einzelstütze aus einer Stützenreihe
oder die Berücksichtigung von Fehlflächen in der
Fahrbahn.
4.2.1.7 B 07 – Pfeilerscheibe statt Stütze
Die Maßnahme ist für Explosionsszenarien sowie
mechanische Einwirkungen geeignet. Sie verhindert
den Stützenausfall mit möglichem Bauwerkskollaps
infolge einer Explosion, da Wandscheiben
eine robustere Konstruktion darstellen als Einzelstützen
Beim Entwurf sollten bis zu einer Entfernung von
8 m zwischen einem möglichen Explosionsort bzw.
dem Fahrbahnrand keine Einzelstützen gewählt
werden. Stattdessen sind Wandscheiben zu verwenden.
Ab einem Abstand von 8 m zum möglichen
Explosionsort sind Einzelstützen für die untersuchten
Szenarien nicht mehr wesentlich gefährdet
und können umgesetzt werden.
Die im kritischen Abstandsbereich von bis zu 8 m
zum Explosionsort angeordneten Pfeilerscheiben
(als Ersatz von Einzelstützen) erfahren durch Explosionsszenarien
eine Zerstörung. Bei der Bemessung
ist der zerstörte Bereich durch eine runde
Fehlfläche ab Oberkante Fahrbahn bzw. möglicher
Standfläche zu berücksichtigen.
4.2.1.8 B 08 – Freibordvergrößerung
Die Maßnahme ist für Überflutungsereignisse geeignet.
Als Folge des Klimawandels prognostizieren Klimaforscher
für Deutschland u. a. erhöhte Niederschlagsmengen
[2]. Diese Erhöhung des Niederschlages
im Einzugsgebiet eines Flusses kann in
Abhängigkeit vom Flussquerschnitt zu einem deutlichen
Anstieg des Wasserpegels führen. Durch die
Vergrößerung des Freibords wird die Eintrittswahrscheinlichkeit
einer spontanen Überflutung und die
einer möglichen Verklausung (Zusetzen des Freibordes
durch Treibgut) verringert.
Die Erhöhung des Freibords auf 1 m (bezogen auf
das 100-jährige Hochwasserereignis) sollte unter
Beachtung der örtlichen Gegebenheiten und möglicher
Änderungen des Niederschlags im Einzugsgebiet
berücksichtigt werden.

27 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
4.2.1.9 B 09 – Bemessung auf höhere Anpralllasten
Die Maßnahme ist für mechanische Einwirkungen
aus Fahrzeuganprall geeignet.
Die gültigen Normen und Regelwerke enthalten
Bemessungsansätze zur Berücksichtigung von
Fahrzeuganprall. Diese sind jedoch zu überprüfen,
da sich im Verkehrsfluss bedeutende Änderungen
einstellen können. Eine Bemessung mit neuen,
aus aktuellen Verkehrsdaten ermittelten, höheren
Anpralllasten führt zu einer größeren Tragwerkssicherheit
für Anprallszenarien.
Für die Bemessung wird empfohlen, die horizontale
Ersatzlast in Fahrtrichtung von den gegenwärtigen
1000 kN auf 1500 kN zu erhöhen. Die horizontale
Ersatzlast quer zur Fahrtrichtung sollte um
denselben Faktor auf 750 kN angehoben werden.
Passive Schutzeinrichtungen und Rückhaltesysteme
sollten (bei Einhaltung der Mindestabstände)
über Reduktionsfaktoren berücksichtigt werden.
4.2.1.10 B 10 – Anprallschutz
Die Maßnahme wirkt gegen mechanische Einwirkungen
aus Fahrzeuganprall.
Beim Entwurf von Brückenpfeilern sollte die Gestaltung
von Anprallschutzmaßnahmen wie Betonsockel
und Fahrzeugrückhaltesysteme an die
Empfehlung der Maßnahme „BB 06 Höhere Anpralllasten“
angepasst werden. Die hieraus resultierenden
höheren Lasten sollten analog auch für
den Anprallschutz berücksichtigt werden. Dazu
sind ggfls. größere Baubreiten der Anprallschutzmaßnahmen
gegenüber den aktuellen Ausführungen
erforderlich.
Die aktuell eingesetzten Anprallschutzmaßnahmen
(Betonsockel oder Fahrzeugrückhaltesysteme)
sind für einen bestimmten Verkehr hinsichtlich seiner
Dichte und Zusammensetzung ausgelegt. Sofern
aber der Empfehlung zur Maßnahme B 09 –
Bemessung auf höhere Anpralllasten gefolgt wird,
sind bei der Bemessung die Einwirkungen aus
Anprall um das 1,5-fache zu erhöhen. Bei dieser
Erhöhung sollten auch die Anprallschutzmaßnahmen
entsprechend angepasst werden. Das beinhaltet
eine Anpassung der Bemessung des Anprallsockels
für höhere Einwirkungen sowie eine
Anpassung der DIN EN 1317 „Rückhaltesysteme
an Straßen“ für die Anprallprüfung von Fahrzeugrückhaltesystemen.
Der Anprallschutz kann auch als Nachrüstung realisiert
werden. Sowohl Betonsockel als auch
Fahrzeugrückhaltesysteme können nachträglich
zum Schutz von Pfeilern angebracht werden, wenn
ausreichend Platz für einen Sockel oder ein Rückhaltesystem
zur Verfügung steht.
Beide Varianten von Schutzmaßnahmen verhin-
dern zusätzlich eine Nahdetonation, da beispielsweise
Fahrzeuge auf Abstand gehalten werden.
4.2.1.11 B 11 – Lagerschutz
Der Lagerschutz ist eine realisierbare Nachrüstungsmaßnahme,
mit der ein unmittelbares Platzieren
von Explosionsstoffen (Kofferbombe) im Lagerbereich
verhindert wird. Mit dem nachträglichen
Verschluss des Lagerspaltes wird der Abstand
zwischen Explosionsquelle und Lager vergrößert
und somit die Schädigungswirkung signifikant gemindert.
Der Lagerspaltverschluss dient gleichzeitig
auch der Vogelabwehr.
Für den Entwurf wird empfohlen, sofern ein Lagerspaltverschluss
mit platten- oder gitterförmigen
Elementen nicht bereits zum Schutz vor Verschmutzung
vorgesehen ist, diesen zum Schutz
vor Detonationen vorzusehen.
Im Rahmen der Konstruktion kann der Verschluss
des Lagerspaltes zur Verhinderung des
Ablegens von Explosionsstoffen und des Nistens
von Vögeln z. B. entsprechend der Richtzeichnung
VES 1 [16] oder durch Maschendrahtblenden mit
Winkelprofilrahmen realisiert werden. Im Hinblick
auf die Lagerinspektion im Zuge von Brückenprüfungen
ist der Lagerschutz demontierbar auszubilden.
Mit speziellen gelochten Elementen anstelle der
Maschendrahtblenden lassen sich Explosionseinwirkungen
noch weiter reduzieren. Derartige Konstruktionen
sind im Einzelfall hinsichtlich der Ausgestaltung
zu planen und zu dimensionieren.
Ein Lagerschutz ist auch bei der Nachrüstung bestehender
Bauwerke realisierbar.
4.2.1.12 B 12 – Globale Redundanz
Die Maßnahme ist geeignet für Brand- und Explosionsereignisse
und kann auch einen Schutz für
Anprall bieten. Sie dient zur Aufrechterhaltung des
Verkehrs über den ungeschädigten Brückenquerschnitt
nach einem eingetretenen Ereignis, insbesondere
bei Ereignissen auf der Brücke. Bei
Brandereignissen unter der Brücke können beide
Überbauten betroffen sein. In diesem Fall ist die
Maßnahme nicht wirksam.
Für den Entwurf wird empfohlen, eine Längsteilung
der Brücke (Über- und ggfls. Unterbau) vorzusehen,
soweit es ohne nennenswerte Mehrkosten
möglich ist. Bei vielen Bauwerken wird die
Maßnahme herstellungsbedingt beim Entwurf berücksichtigt,
so dass keine Mehrkosten entstehen.
Bei der Konstruktion ist die Umsetzung der globalen
Redundanz mit Längsfugen in Brückenkonstruktionen
eine gebräuchliche Bauart. Hierzu liegen
Richtzeichnungen der Bundesanstalt für Straßenwesen
vor, z. B. [14], Kap. 3, 4, 9, 10. Die kon-

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 28
sequente Trennung der Brückenhälften ist auch
bei den Unterbauten bzw. der Gründung umzusetzen.
4.2.1.13 B 13 – Windschutzwände
Die Maßnahme ist für das Szenario Windeinfluss
geeignet und dient dem Nutzerschutz. Bei starkem
Wind bzw. Sturm ist die Sicherheit der Nutzer auf
einer Brücke gefährdet. Fahrzeuge, vor allem
LKWs mit geringem Gewicht, können bei starken
Seitenwinden von der Fahrbahn abkommen. Darüber
hinaus können Windschutzwände in Abhängigkeit
der Konstruktion eine zusätzliche Rückhaltewirkung
für abkommende Fahrzeuge bieten.
Bei Brücken in exponierter Lage mit der Gefahr
von starken Seitenwinden wird die Anordnung von
Windschutzwänden zum Schutz der Bauwerksnutzer
empfohlen. Diese dienen bei entsprechender
Ausbildung auch dem Lärmschutz.
Die konstruktive Ausbildung der Windschutzwände
sollte anhand der für Lärmschutzwände geltenden
Vorschriften der RIZ-ING [16] erfolgen. Es muss
darauf geachtet werden, dass die Weiterleitung der
Kräfte über die Kappen in den Überbau gewährleistet
ist. Dies sollte anhand der ebenfalls in der
RIZ-ING festgelegten Ausbildung der Kappen erfolgen.
Die Nachrüstung einer Brücke mit einer Windschutzwand
ist grundsätzlich möglich. Es muss allerdings
geprüft werden, ob das Bauwerk die zusätzlichen
Windlasten, insbesondere in Querrichtung,
aufnehmen kann. Gegebenenfalls muss eine
Verstärkung erfolgen.
4.2.2 Empfehlungen zur Vorgehensweise
bei der Maßnahmenanwendung
4.2.2.1 Bei Neubauten
Im Rahmen eines Neubaus sind für einen Bauwerkseigentümer,
der Schutzmaßnahmen an Brückenbauwerken
vorsehen möchte, generell alle erarbeiteten
Maßnahmen möglich. Besonders die
Bereiche Entwurf und Bemessung bieten die große
Möglichkeit, zusätzliche Sicherheiten bezüglich eines
Bedrohungsszenarios mit vergleichsweise geringem
Aufwand und Eingriff in das Bauwerk einzuarbeiten.
Die Anhebung des Sicherheitsniveaus führt dennoch
zu einer Kostensteigerung. Damit ergibt sich
eine neue Fragestellung für die frühe Phase eines
Planungsprozesses: Welche Bedeutsamkeit hat
das neue Bauwerk in der Zukunft und welches
Schutzniveau für welches Szenario (oder welche
Szenarien) soll oder muss eingehalten bzw. eingeplant
werden.
Im Ergebnis muss der Bauwerkseigentümer mit
Unterstützung seiner Fachberater diese Entschei-
dung treffen. Von ihm ist am Ende für das konkrete
Projekt zu definieren, wogegen und in welcher
Höhe Schutzmaßnahmen ergriffen werden sollen.
SKRIBT kann bei dieser Entscheidung keine direkte
Antwort beisteuern, aber Möglichkeiten aufzeigen.
Der Ablauf zur Entscheidungsfindung wird in
den Kapiteln 1 und 3 beschrieben. Die Grundlage
für die Entscheidung der Bauwerkseigentümer wird
dazu von der Politik und nicht zuletzt von der Gesellschaft
zu treffen sein, die festlegen muss, wie
viel ihr die zivile Sicherheit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken
wert ist und was sie bereit ist, dafür
auszugeben. Private Betreiber treffen ihre diesbezüglichen
Entscheidungen in der Regel vor dem
Hintergrund ihrer Betrachtungen zur langfristigen
Absicherung ihrer Einnahmen und der Lebenszykluskosten
des Bauwerks, siehe auch Kapitel 6.
Vom Bauwerkseigentümer ist daher stets für ein
konkretes Projekt anhand der spezifischen Gegebenheiten
das gewünschte Schutzziel zu bestimmen.
Weiter ist die Umsetzung der resultierenden
Schutzmaßnahmen vom Bauwerkseigentümer
festzulegen und gegenüber dem Planer im Einzelnen
abzufordern. Damit wird dem Umstand Rechnung
getragen, dass die Maßnahmen, die mit mehr
oder weniger hohen Zusatzaufwendungen verbunden
sind, zielgerichtet und anforderungsgemäß
umgesetzt werden und dem Gebot der Wirtschaftlichkeit
entsprechen.
4.2.2.2 Bei Nachrüstung
Für die öffentliche Hand als Bauwerkseigentümer
stellt sich das Thema Nachrüstung bzw. Verstärkung
von Brückenbauwerken neben dem Identifizieren
der für das jeweils betrachtete Einzelbauwerk
angemessenen Maßnahme bzw. Maßnahmenkombination
infolge des großen Bauwerksbestandes
als Mengenproblem und in der Folge davon
als Finanzierungsproblem dar. Wo setzt man
in dieser Situation die knappen Finanzmittel ein
und welches Sicherheitsniveau ist jeweils mindestens
zu gewährleisten? Für private Betreiber stehen
bei den Überlegungen zur nachträglichen
Nachrüstung bzw. Verstärkung ihrer Bauwerke vor
allem die Fragen der betriebswirtschaftlichen Notwendigkeit
sowie des wirtschaftlichen Nutzens im
Vergleich zum finanziellen Aufwand im Vordergrund.
Die Nachrüstung bzw. Verstärkung von Bauwerken
im Hinblick auf mögliche Bedrohungsszenarien erfordert
daher eine hierarchisch strukturierte Vorgehensweise,
mit mehreren Prüfstufen, bevor für das
konkrete Bauwerk bauliche oder sonstige bauwerksschützende
Maßnahmen ergriffen werden
können.
Wurde ein Bauwerk anhand des Identifizierungsverfahrens
als gefährdet herausgefiltert, muss die
Frage geklärt werden: Gegen welches Szenario

29 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
sind nachträgliche Schutzmaßnahmen zu ergreifen,
gibt es überhaupt solche dafür und sind sie
bezogen auf das individuelle Bauwerk wirksam und
angemessen? Dann können die am Objekt möglichen
und wirtschaftlichen Maßnahmen ausgewählt
werden. Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, sind bautechnische
Maßnahmen in relativ überschaubarem
Rahmen möglich.
Es folgen Planung und Ausschreibung der Nachrüstung
/ Verstärkung durch spezialisierte Fachplaner.
Nach der Vergabe der baulichen oder
sonstigen Leistungen durch den Bauwerkseigentümer
bildet die Realisierung den letzten Punkt der
Vorgehenskette.
4.2.2.3 Bei Instandsetzung
Ist ein Brückenbauwerk durch ein Initialereignis,
sei es Brand, Explosion, Kontamination, Naturgewalten
oder mechanische Einwirkungen, beschädigt
worden, geht dies in der Regel mit einer Verkehrsbeeinträchtigung,
im schlimmsten Fall mit einer
Vollsperrung, einher. Vor dem Hintergrund der
Verfügbarkeit der Verkehrsinfrastruktur in volkswirtschaftlicher
Hinsicht und der Minimierung des
Ausfalls von Mauteinnahmen bei privat betriebenen
Brücken ist eine möglichst schnelle Instandsetzung
des zerstörten Bauwerkes herbeizuführen.
Je nach verkehrlicher Bedeutung ist das Anforderungsniveau
an die Wiederherstellungszeit sehr
hoch. Dies bedeutet, dass konventionelle Vorgehensweisen
- wie bei einem Neubau - aufgegeben
werden müssen, um Zeit zu sparen.
Die Bauwerksinstandsetzung gliedert sich in 4
Phasen. Diese sind
� Vorlaufende Arbeiten
� Planung
� Ausschreibung und Vergabe
� Baudurchführung.
Bei allen Phasen ist im Regelfall in kürzester Zeit
das jeweilige Ergebnis zu realisieren, worunter
Sorgfalt und Qualität der Arbeit nicht leiden dürfen.
� Vorlaufende Arbeiten
Als vorlaufende Arbeiten sind unmittelbar nach
dem Ereignis Sofortmaßnahmen, wie z. B. das
Sperren des Bauwerks und die Einrichtung von
Verkehrsumleitungen, zu ergreifen. Weiter können
Sicherungsmaßnahmen am Bauwerk selbst oder
an angrenzenden Gebäuden und Anlagen notwendig
werden.
Nachdem die notwendigen Sicherungsmaßnahmen
durchgeführt wurden, folgen Schadensbesichtigungen
und Schadensbegutachtungen. Bei
schweren Schäden ist davon auszugehen, dass
die Staatsanwaltschaft tätig wird und Ermittlungen
aufnimmt. Hierzu werden vielfach Experten einge-
bunden, die die Ursachen des Ereignisses klären
sollen. Häufig werden auch Versicherungs-
Sachverständige tätig, die das Ausmaß des Schadens
und die Ursache aus Sicht der Assekuranz
klären.
Wenn bis dahin noch nicht geschehen, sind nach
der Bauwerksfreigabe durch die Staatsanwaltschaft
erste Aufräumarbeiten mit anschließenden
weitergehenden gutachterlichen Untersuchungen
zur Tragwerksschädigung auszuführen. Es wird
geklärt, was von der Tragkonstruktion verbleiben
kann und was abgebrochen werden muss.
Am Ende der vorlaufenden Arbeiten sollten die
Schadensursache und ihr Ausmaß klar und entsprechend
dokumentiert sein. Vorgaben für die
Reparaturmaßnahmen und somit die Randbedingungen
für die Wiederherstellungsplanung liegen
nun vor.
� Planung
Bei größeren Schäden ist im Regelfall zur Instandsetzung
des Bauwerkes eine Planung zu erstellen.
Bei kleineren Schäden wird diese Leistung wahrscheinlich
nicht notwendig, so dass hier eine
schnellere Vorgehensweise möglich ist. Für die
Planung sind erfahrene und kompetente Planungspartner
für den Bauwerkseigentümer unerlässlich.
Sofern nicht bereits parallel zur Schadensfeststellung
die Planerauswahl erfolgt ist, muss
diese mit den vorliegenden Schadensausmaßerkenntnissen
schnellstmöglich vollzogen werden.
Für öffentliche Auftraggeber gelten einzuhaltende
Vergaberegularien. Nach der Verdingungsordnung
für freiberufliche Leistungen (VOF) [17] können
Planerleistungen bis zu einem Schwellenwert von
ca. 200.000 €, dies entspricht einer Wiederherstellkostengröße
von etwa 3,2 Mio. €, sofort freihändig
an einen geeigneten Planer vergeben werden.
Planerleistungen ab diesem Schwellenwert
sind öffentlich auszuschreiben.
Ein normal ablaufendes VOF-Verfahren dauert bei
günstigem Ablauf mindestens 10 Wochen, daher
muss ein schnellerer Weg beschritten werden. Für
derartige Probleme ist nach VOF § 3 (4) d zu verfahren
und das Verhandlungsverfahren ohne Teilnahmewettbewerb
durchzuführen. Der Auftraggeber
wird hierbei Gespräche mit geeigneten Planern
führen, die mindestens 5 Tage bis zur Angebotsabgabe
in Anspruch nehmen. Die Auswertung mit
anschließender Einspruchsfrist dauert 15 Tage, so
dass nach etwa 3 Wochen der Planungspartner
feststehen kann.
Bei privaten Betreibern werden die Planungsarbeiten
in der Regel im Rahmen einer beschränkten
Ausschreibung oder einer freien Vergabe an die
dem Betreiber zugehörigen Bauunternehmen übertragen.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 30
Sehr früh muss geklärt werden, ob beim vorliegenden
Alter des Bauwerkes eine Reparatur sinnvoll
ist oder ein Neubau unter Würdigung künftiger
Entwicklungen (z. B. höhere Verkehrslasten oder
stärkere Robustheit gegenüber Naturkatastrophen
oder Terroranschlägen) eine geeignetere Alternative
darstellt. Ebenso sind die vorliegenden Prüfbefunde
zum Bauwerkszustand vor dem Schadensereignis
einzubeziehen. Nach Klärung des Vorgehens
kann mit der eigentlichen Planung zur Sanierung
oder zum Neubau begonnen werden.
Wird die Entscheidung für eine Wiederherstellung
gefällt, ist entsprechend dem Schadensausmaß
ein Sanierungskonzept zu entwickeln und ausschreibungsreif
durchzuplanen. Ergänzende statische
Entwurfsberechnungen sind parallel durchzuführen.
Für die Planung der Sanierungsmaßnahme
ist im Normalfall kein zeitaufwändiges Zustimmungsverfahren
(z. B. BMVBS-Entwurfszustimmung)
durchzuführen, statt dessen sollten im Hinblick
auf die Zeitschiene schnellstmöglich Zustimmungen
und Entscheidungen zu den Planungsinhalten
erfolgen. Selbstredend ist die Forderung an
den Planer, einen maximalen Ressourceneinsatz
zu gewährleisten, um die Ausschreibung kurzfristig
fertig zu stellen.
Bei der Entscheidung für einen Neubau anstelle
einer Wiederherstellung muss das Ziel verfolgt
werden, die Planung im Zeitrahmen einer Wiederherstellung
zu erbringen. Dies ist ein hoher Anspruch,
der aber mit partnerschaftlicher Zusammenarbeit
zwischen Planer und Bauherr umgesetzt
werden kann.
� Ausschreibung und Vergabe
Das Vorgehen für Ausschreibung und Vergabe von
Wiederherstellungsarbeiten richtet sich nach der
VOB/A [18], für öffentliche Auftraggeber nach dem
Abschnitt 2 VOB/A. Wie bei der Planung bereits
dargestellt, sind die Wiederherstellungsmaßnahmen
nach einem Schadensereignis als sehr vordringlich
einzustufen, so dass das reguläre offene
Verfahren bzw. die öffentliche Ausschreibung nicht
zur Anwendung gelangen kann.
Mit der gleichen Dringlichkeit wie bei der Planung
kann der öffentliche Auftraggeber bis 10.000,00 €
Wiederherstellkosten freihändig (VOB/A § 3 (5))
und bis 150.000,00 € beschränkt ohne vorgeschalteten
Teilnahmewettbewerb vergeben (nicht offenes
Verfahren nach VOB/A § 3 a (3)). Darüber
hinaus kann nur ein Verhandlungsverfahren, das
an die Stelle der freihändigen Vergabe tritt (VOB/A
§ 3 a (1) 4.), weiterverfolgt werden. Im Hinblick auf
die Dringlichkeit kann aber auf den öffentlichen
Teilnahmewettbewerb verzichtet werden (VOB/A §
3 a (6) Nr. 4).
Der Zeitbedarf für Ausschreibung und Vergabe,
d.h. für Angebotskalkulation, Submission, Ange-
botswertung und Vergabe der Leistung, wird bei
umfänglichen Wiederherstellungsleistungen eine
größere Zeitspanne erfordern. Aus der VOB/A § 10
a (2) Nr. 4b ergeben sich die Mindestzeiten für die
Abgabe der Angebote beim nicht offenen Verfahren.
Es folgen Verhandlungen mit den Bietern und die
Auswahl des künftigen Baupartners. Anschließend
ist der Auftrag zu formulieren, die nicht gewählten
Bieter erhalten eine Benachrichtigung, an die sich
eine 14-tägige Einspruchsfrist anschließt. Dann ist
der obsiegende Bieter nach maximal 3 Monaten
beauftragt.
Bei privaten Betreibern werden die Sanierungsarbeiten
analog den Planungsarbeiten in der Regel
ebenfalls im Rahmen einer beschränkten Ausschreibung
oder einer freien Vergabe an die dem
Betreiber zugehörigen Bauunternehmen übertragen.
� Baudurchführung
Sofort nach der Vergabe muss mit der Baudurchführung,
der Wiederherstellung oder dem Neubau,
begonnen werden. Wie bei den vorhergehenden
Ablaufschritten ist auch beim Bau die Zeit im Hinblick
auf die Wiederverfügbarkeit der entscheidende
Faktor. Aus diesem Grund sind Mehrschichtbetrieb
sowie Arbeiten am Wochenende trotz erhöhter
Kosten notwendige Maßnahmen. Die Mehrkosten
relativieren sich sehr schnell über die volkswirtschaftlichen
oder privatwirtschaftlichen Verluste,
die ein Vielfaches der Mehraufwendungen darstellen.
Bei der Baudurchführung muss ein bis auf die letzte
Aktivität optimierter Bauablauf umgesetzt werden.
Die erforderliche Logistikleistung muss von
den Baufirmen abgefordert und gesondert vergütet
werden. Hierdurch werden aber die Abläufe so gestrafft,
dass Bauzeit gespart und damit die Gesamtkosten
minimiert werden.
� Angemessene Lösungen
Die angemessene Lösung für die Instandsetzung
einer Brücke nach einer Beschädigung hat sich im
Wesentlichen nach der Art und dem Ausmaß des
Schadens, der Bauart und dem Alter der Brücke
sowie den relevanten Standortfaktoren (z. B. regionale
Lage, verkehrliche Anforderungen, zukünftige
Entwicklungen, etc.) zu richten.
Aufgrund der vielfältigen Ausprägungsmöglichkeiten
von Schäden, Bauwerkseigenschaften und
Standortfaktoren kann es keinen allgemein gültigen
Lösungsansatz für eine angemessene Bauwerksinstandsetzung
geben. Vielmehr muss für jeden
Fall eine individuelle Lösung unter Berücksichtigung
einer möglichst schnellen Realisierung der
Sanierung sowie der Angemessenheit der resultierenden
Kosten erarbeitet werden. Hierzu ist eine

31 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
vertrauensvolle sowie zeit- und kostenorientierte
Zusammenarbeit zwischen Bauwerkseigentümer
und einem kompetenten Brückenplaner unabdingbar.
Zusätzlich zur Wiederherstellung ihrer verkehrlichen
Funktion sollte die Brücke im Zuge ihrer Instandsetzung
natürlich mit entsprechenden
Schutzmaßnahmen ausgerüstet werden, die den
durch das gegebene Ereignis eingetretenen Schaden
oder weitere, aufgrund des Schadenseintritts
neu bewertete Schadensrisiken in Zukunft verhindern
oder zumindest auf ein akzeptables Maß mit
ausreichender Sicherheit reduzieren. Prinzipiell
gelten hierfür alle für den Fall der Nachrüstung /
Verstärkung beschriebenen Lösungen sinngemäß.
Grundsätzlich hat die Erfahrung mit der Instandsetzung
von lokal geschädigten Brücken gezeigt,
dass die Bestimmung, welche Bauwerksteile noch
ausreichend funktionstüchtig sind und welche Bereiche
saniert werden müssen, in der Regel sehr
komplex ist. Zudem sind die Detailplanung und
Ausführung des Anschlusses der wiederherzustellenden
Bauteile an den unbeschädigten Bauwerksbestand
schwierig und aufwändig. Vor diesem
Hintergrund ist unter Berücksichtigung des
Schadensausmaßes, des Bauwerksalters und der
zukünftigen Beanspruchung für jeden Einzelfall
genau abzuwägen, ob eine Instandsetzung mittels
Reparatur oder ein kompletter Neubau der Brücke
die zeitlich und wirtschaftlich bessere Lösung darstellt.
4.2.3 Empfehlungen zur schnellen
Wiederinbetriebnahme
Die Abläufe von den ersten Rettungs- und Sicherungsmaßnahmen
nach dem Eintritt eines Ereignisses
bis zur Wiederinbetriebnahme nach erfolgter
Bauwerkssanierung sind, wie die Instandsetzungslösungen
selbst, je nach Schadensausmaß,
Bauwerksart und –alter sowie lokalen Standortfaktoren
völlig unterschiedlich. Die Erarbeitung eines
allgemein gültigen Leitfadens für die Wiederinbetriebnahme
einer Brücke ist daher praktisch unmöglich.
Lediglich das Ziel, jede Wiederinbetriebnahme
so schnell wie möglich unter Einhaltung eines
angemessenen Kostenrahmens zu realisieren,
ist für jedes individuell zu erarbeitende Konzept als
übergeordnet und allgemein gültig zu betrachten.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es sinnvoll, im
Rahmen der Sicherheitsdokumentation für jedes
Brückenbauwerk bereits im Vorfeld der Eröffnung
grundsätzliche Konzeptstrategien zu entwickeln,
die alle für die Brücke relevanten, vom Schadensereignis
und Schadensausmaß unabhängigen Einflussgrößen
(z. B. lokale Standortfaktoren, betreiberspezifische
Rahmenbedingungen) bereits berücksichtigen.
Auf Basis dieser allgemeinen Strategien
müssen dann im Schadensfall detaillierte
Ablaufkonzepte unter Berücksichtigung aller ereignis-
und schadensrelevanten Parameter erarbeitet
und umgesetzt werden.
Eine Lösungsmöglichkeit für diesen Ansatz ist es,
die Betriebs- und Sicherheitsdokumentation, in der
Vorgehensweisen für vorhersehbare Schadensszenarien
(z. B. Betriebsstörungen durch Unfall,
oder begrenzter Brand) definiert werden, um Vorgaben
für das Management einer Krise zu erweitern.
Als Krise können hierbei z. B. alle Vorgänge
definiert werden, die die Sicherheit und Gesundheit
von Bauwerksnutzer und Betriebspersonal,
des Bauwerks und / oder der Umwelt auf unvorhergesehene
Weise und in hohem Maße gefährden.
Die Reaktion auf solche Vorgänge liegt jenseits
der unmittelbaren Kontrolle des Betreibers.
Die Definition folgender grundsätzlicher Konzepte
im Vorfeld des ereignisbezogenen Krisenmanagements
kann die Vorgänge und Lösungen zur Instandsetzung
und Wiederinbetriebnahme eines
beschädigten Bauwerks deutlich beschleunigen:
� Definition der Zusammensetzung eines interdisziplinären
Krisenmanagement-Teams aus
betreiberinternen und externen Spezialisten
sowie eines entsprechenden Koordinators und
Ablage der entsprechenden Kontaktdaten aller
Teammitglieder in einer zentralen und für alle
Mitarbeiter zugänglichen Datenbank
� Vorbereitung eines Einsatzzentrums für das
Krisenmanagement-Team
� Definition von 24 Std./Tag Bereitschafts-, Entscheidungs-,
Planungs- und Handlungsverantwortlichkeiten.
Die Erfahrung aus konkreten
Einzelfällen zeigt, dass es sinnvoll sein kann,
erfahrenen Vor-Ort-Mitarbeitern für den Zeitraum
der Krisenbewältigung weit reichende
Möglichkeiten zur Eigeninitiative mit entsprechenden,
auch finanziellen Handlungsermächtigungen
zu übertragen.
� Einrichtung von krisensicheren, redundanten
Kommunikationsnetzen, die auch in Worst-
Case-Szenarien (z. B. kompletter Stromausfall
und kein Handy-Betrieb möglich) funktionieren
� Festlegung kontinuierlicher Informationsweitergabe
innerhalb des Krisenmanagement-Teams
und aller Beteiligten (z. B. im Rahmen von regelmäßigen
Koordinationstreffen oder durch regelmäßige
Übermittlung eines Fortschrittberichts
der verschiedenen Einsatzgruppen an alle
Mitarbeiter)
� Festlegung schneller Kooperationswege zwischen
allen notwendigen Beteiligten (z. B. Betreiber,
Versicherungsvertreter, Genehmigungsbehörden,
Planer, Bau- und Betriebsdienstleister)

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 32
� Klare und entsprechend verbreitete Dokumentation
des Versicherungsschutzes für alle denkbaren
Schadensszenarien (Versicherungsbedingungen,
entsprechende Deckungssummen,
welche Einbehalte)
� Erstellung von Finanzierungsplänen für die
schnelle Instandsetzung großer Schäden und
den ggfls. notwendigen kompletten Abriss und
Neuaufbau.
Zudem sollten ebenfalls frühzeitig folgende grundlegende
Konzepte zur Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigung
im Krisenfall erarbeitet werden:
� Einrichtung von krisensicheren, redundanten
Verkehrskontrollsystemen
� Verkehrsführungskonzepte für den Fall einer
Teilsperrung der Brücke
� Umleitungskonzept zur Aufrechterhaltung der
regionalen Verkehrsverbindungen für den Fall
einer notwendigen Vollsperrung der Brücke
� Bauwerksnahe Bevorratung von Absperr- und
Umleitungsmaterial und entsprechender Verkehrszeichen
� Konzept für die schnelle Errichtung einer Behelfsbrücke,
sofern die regionalen Bedingungen
eine solche Konstruktion zulassen
Die Praxiserfahrung zeigt, dass die Ausgabe klarer
und zielgerichteter Rahmenvorgaben zur Bewältigung
derartiger Krisen durch die verantwortliche
Leitung des Betreibers eminent wichtig ist. Hierbei
sind neben den Entscheidungs- und Handlungsverantwortlichkeiten
auch die Priorisierung bzgl.
Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigung gegenüber
einer möglichst schnellen Bauwerksinstandsetzung
festzulegen. Z. B. kann die Aufrechterhaltung
einer Teilpassierbarkeit der Brücke priorisiert
werden, auch wenn daraus eine deutlich längere
Instandsetzungszeit resultiert.
Alle im Rahmen einer Instandsetzung und Wiederinbetriebnahme
gemachten Erfahrungen sind zur
besseren Bewältigung künftiger Krisen und Beschleunigung
der Wiederinbetriebnahme zu analysieren
und zu dokumentieren, die Sicherheitsdokumentation
für den Krisenfall ist entsprechend
fortzuschreiben.
4.3 Empfehlungen zur Maßnahmenanwendung
für Betreiber und Einsatzdienste
Im folgenden Kapitel werden drei betriebliche, eine
bautechnische und eine organisatorische Maßnahme
für Brücken erläutert, die dem Nutzerschutz
dienen. Da für ihre Umsetzung nicht die Nutzer
selbst, sondern entweder der Eigentümer / Betreiber
der Brücke oder die Einsatzdienste verantwortlich
sind, werden die Empfehlungen für die einzel-
nen Maßnahmen an diese Zielgruppen gerichtet
formuliert.
Eine Unterscheidung zwischen Neubau, Nachrüstung
und Instandsetzung wie bei den Maßnahmen
zum Bauwerksschutz erfolgt hier nicht, da Unterschiede,
wenn überhaupt, nur bei den Investitionskosten
bestehen. Eine detaillierte Beschreibung
der Maßnahmen ist den angehängten Maßnahmenblättern
zu entnehmen.
4.3.1 Empfehlungen für Betreiber
4.3.1.1 B 14 – Windgeschwindigkeitswarnanlage
Hohe Windgeschwindigkeiten können die Verkehrslage
gefährden und damit direkt Unfälle verursachen,
die in schweren Fällen auch das Bauwerk
schädigen können. Bislang werden in erster
Linie Windsäcke verwendet, um Fahrzeuglenker
visuell auf die Windstärke und -richtung hinzuweisen.
Windgeschwindigkeitswarnanlagen messen
hingegen die herrschenden Windgeschwindigkeiten
und die Richtung sehr genau und können die
Nutzer zeitnah warnen und auf besonders vorsichtige
Fahrweise hinweisen. Mittels einer nachgeschalteten
Verkehrsbeeinflussungsanlage (VBA)
kann eine Reduzierung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit
ausgelöst werden, um so Unfällen
vorzubeugen. Im Extremfall ist mittels solcher Anlagen
eine automatische Sperrung des Bauwerks
für den Verkehr möglich.
Eine Windgeschwindigkeitswarnanlage besteht
aus einem Anemometer (welches auch die Windrichtung
ermittelt), einer zentralen Steuer- und
Auswerteinheit sowie einem oder mehreren Wechselverkehrszeichen,
gegebenenfalls mit der Möglichkeit,
auch kurze Texte zur Information der Benutzer
auszugeben.
Die Kosten für die oben beschriebene Anlage sind
sehr moderat. Abhängig von der verwendeten
Sensorik (Windrad oder Ultraschallmessanlage)
fallen geringe oder sehr geringe Unterhalts- und
Wartungskosten an. Wenn eine solche Anlage als
Zusatz zu einer eventuell auszuführenden oder
bestehenden Glatteiswarnanlage installiert wird,
verringern sich die Investitionskosten weiter.
Es wird empfohlen, besonders exponierte Bauwerke
(sehr lange bzw. hohe Brücken und Brücken,
die in sturmgefährdeten Gebieten liegen) mit
Windgeschwindigkeitswarnanlagen auszurüsten,
um Unfällen vorzubeugen. Dies gilt besonders, da
Extremwetterlagen in den letzen Jahren immer
häufiger geworden sind und Klimaforscher eine
weitere Zunahme im Zuge der fortschreitenden
globalen Klimaerwärmung voraussagen [2].
4.3.1.2 B 15 – Pegelmessungen
Pegelmessungen wirken ausmaßmindernd bei

33 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Überflutungsszenarien. Sie ermöglichen ein frühzeitiges
Erkennen von bedrohlich hohen Wasserständen
im Brückenbereich. Dadurch können
Maßnahmen wie z. B. eine Alarmierung oder die
Sperrung des Bauwerks früher eingeleitet werden.
Die gängigsten Verfahren zur Pegelmessung sind
Pegellatte, Pegeluhr und die registrierende Messung.
Heutzutage findet hauptsächlich die registrierende
Messung Verwendung. Hierbei wird der
Pegel mit Schwimmern, Drucksonden, Druckluftwaagen,
Radar- und Ultraschallgeräten gemessen.
Die ermittelten Werte können digital ausgewertet
und weiterverarbeitet werden.
Aufgrund der Verbesserung der Nutzer- und der
Bauwerkssicherheit bei Hochwasser wird die
Durchführung von Pegelmessungen für hochwassergefährdete
Brückenbauwerke empfohlen.
4.3.1.3 B 16 – Sperreinrichtungen
Die Maßnahme ist für alle Bedrohungsszenarien
geeignet. Sie ermöglicht die Sperrung des Bauwerks
im Ereignisfall. Je nach Zeitpunkt der Detektion
eines Bedrohungsereignisses kann dadurch
die Anzahl gefährdeter Nutzer signifikant reduziert
werden.
Die Sperreinrichtung besteht aus elektrisch angetriebenen
Schranken, die ferngesteuert geschlossen
werden, und Lichtsignalanlagen sowie Wechselverkehrszeichen,
die im Sperrfall die zulässige
Höchstgeschwindigkeit schrittweise verringern. Die
Auswahl der einzelnen Elemente der Sperreinrichtung
für Brücken ist in Anlehnung an die Grundausstattung
für Sperreinrichtungen für Tunnel nach
RABT 2006 vorzunehmen.
Aufgrund der Verbesserung der Nutzersicherheit
im Ereignisfall können Sperreinrichtungen für Brückenbauwerke
in Analogie zu Tunnelbauwerken ab
einer Länge von 400 m und einer Verkehrsstärke ≥
15.000 Kfz/d/Fahrstreifen empfohlen werden.
4.3.2 Empfehlungen für Einsatzdienste
4.3.2.1 Allgemeines
Eine Brücke wird von Nutzern und Einsatzdiensten
nicht immer direkt als solche wahrgenommen. Entsprechend
ist die Angst der Nutzer, es könnte ihnen
auf einer Brücke etwas passieren, wenig ausgeprägt.
Auch bei den Einsatzdiensten gibt es keine
besondere Vorbereitung auf Ereignisse, die
sich auf Brücken ereignen können. Bei Schadensereignissen
auf Brücken entspricht der Einsatzablauf
dem auf freier Strecke. Auch für größere Brückenbauwerke
gibt es keine Alarmpläne oder spezielle
Notfallkonzepte.
Allerdings weisen Einsätze auf Brücken einige Besonderheiten
auf, die einsatztaktisch zu berücksichtigen
sind.
Bei Explosionen können beispielsweise die Angriffswege
durch einen Zusammenbruch von Brückenteilen
erschwert oder unterbrochen werden.
Die Rettung / Bergung von Personen, die sich
dann auf einem verbleibenden Teil der Brücke befinden,
kann dadurch den Einsatz der Höhenrettung
erforderlich machen.
Beim Umgang mit Kontaminations-Ereignissen
bzw. CBRN-Unfällen ist für die Feuerwehren zum
Eigenschutz die Feuerwehrdienstvorschrift 500
(FwDV 500) [19] einzuhalten. Hiernach muss bei
einem Kontaminationsereignis „zur Menschenrettung
[…] unter Umständen eine erhöhte Eigengefährdung
der Einsatzkräfte in Kauf genommen
werden. Nach Entscheidung des Einsatzleiters
können Einsatzkräfte zunächst ohne vollständige
Sonderausrüstung vorgehen. Sie sind jedoch mindestens
mit Isoliergeräten als Atemschutz auszurüsten.“
Darüber hinaus muss „ein wesentliches
Ziel der Einsatzmaßnahmen nach der Menschenrettung
[…] sein, Freisetzung und Ausbreitung mit
geeigneten Mitteln zu verhindern.“
Bei allen Ereignissen gilt, dass es seitlich keine
Bereiche gibt, in denen sich die Einsatzkräfte entfalten
können, es besteht zudem Absturzgefahr,
was zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erfordert.
Um den Ablauf in der Rettungskette auf Brückenbauwerken
zu optimieren, werden die im Folgenden
beschriebenen Maßnahmen vorgeschlagen.
4.3.2.2 B 17 - Notruf auf Brücken
Viele Notrufe erfolgen heute über das Mobiltelefon.
Ein Problem hierbei ist, dass die Verkehrsteilnehmer
aufgrund fehlender Ortskenntnis häufig nicht
in der Lage sind, den Leitstellen der Polizei oder
der Feuerwehr den Unfallort präzise anzugeben.
Dies führt dazu, dass die Einsatzkräfte den Unfallort
erst suchen müssen, wodurch wertvolle Zeit für
Rettungsmaßnahmen verloren geht.
Um im Ereignisfall eine schnellere Alarmierung der
Rettungskräfte durchführen zu können und eine
bessere Verortung des Ereignisorts zu ermöglichen,
sind auf längeren Brückenbauwerken Notrufsäulen
oder Schildertafeln mit Standortangaben
vorzusehen.
Notrufsäulen werden auf Brücken derzeit in Abständen
wie auf freier Strecke (Abstand 2 km) angeordnet.
Dies kann im Ereignisfall unter Umständen
zu sehr langen Alarmierungszeiten durch den
Verkehrsteilnehmer führen.
Das Aufstellen von Notrufsäulen im dichteren Abstand
trägt dazu bei, dass im Ereignisfall eine
schnellere Alarmierung der Rettungskräfte durch
den Verkehrsteilnehmer erfolgen kann. Beim Melden
des Ereignisses über die Notrufsäule ist vor allem
eine genaue Lokalisierung des Ereignisorts

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 34
gegeben. Daher sind insbesondere auf langen
Brückenbauwerken Notrufsäulen im Abstand von
300 m bis 500 m vorzusehen.
Um die Bestimmung der genauen Position des Ereignisorts
beim Absetzen eines Notrufs per Mobiltelefon
zu erleichtern, sollten Schildertafeln aufgestellt
werden, die folgende Standortangaben enthalten:
„Ihr Standort: A1 Richtung Bremen, Name der Brücke,
16,5 km“.
Solche Schildertafeln mit Angabe der Fahrtrichtung
und der Kilometrierung finden sich bereits im Zuge
von Baustellenstreckenabschnitten. Die Kennzeichnung
der Standorte mit Schildertafeln, die in
einem Abstand von max. 100 m aufgestellt sein
sollten, würde bei telefonischer Meldung ganz wesentlich
zur Verkürzung der Alarmierungszeiten
beitragen.
Die Aufstellung von Tafeln mit Standortangaben
stellt eine einfache und kostengünstige Maßnahme
dar, die bei längeren Brückenbauwerken zum Tragen
kommen sollte. Grundsätzlich ist zu empfehlen,
am Brückenbeginn (z. B. unterhalb der Tafel
mit dem Brückennamen) und am Brückenende die
Standortangaben anzubringen.
4.3.2.3 B 18 - Notfallübungen auf Brücken
Bisher werden Notfallübungen der Einsatzkräfte an
Verkehrsbauwerken nur in Tunneln durchgeführt.
Brücken stellen für die Einsatzkräfte kein besonderes
Objekt dar, die Einsatzleiter vor Ort haben ein
unmittelbares Lagebild und können die notwendigen
Rettungsmaßnahmen einleiten. Spezielle
Alarm- und Gefahrenabwehrpläne nur für Brückenbauwerke
– wie z. B. für Tunnel – gibt es
nicht.
Im Ereignisfall sind aber sowohl die Selbstrettung
als auch die Fremdrettung auf Brücken erschwert,
da diese u.a. keine Ausweichmöglichkeiten zu den
Seiten bieten. Es besteht zudem Absturzgefahr,
was zusätzliche Sicherungsmaßnahmen erfordert.
Je nach Lage des Bauwerks (Tal-, Fluss-, Straßenbrücke)
muss es daher unterschiedliche Einsatzoptionen
und Rettungsmittel (Luftrettung, Rettung
von Booten aus etc.) geben, die praxisnah
geprobt werden sollten.
Eine Notfallübung auf großen Brücken bietet den
Einsatzkräften die Möglichkeit, das Bauwerk, seine
Schwachstellen aus der Sicht der Einsatzkräfte,
sowie mögliche Angriffswege kennen zu lernen
und damit den Einsatz im Ereignisfall zu erleichtern.
Mit Blick auf die im Projekt SKRIBT betrachteten
Schadensszenarien, wie z. B. Großbrand, Explosion
oder Kontamination, deren unmittelbaren Folgen
für die Nutzer und das Bauwerk gravierend
sein können, sollten zumindest für exponierte Brückenbauwerke
Übungskonzepte erstellt und die
Bauwerke in regelmäßige Übungen einbezogen
werden.
4.3.3 Empfehlungen für Nutzer
Ein Ereignis auf eine Brücke erfordert kaum andere
Reaktionen der Nutzer als ein Ereignis auf offener
Straße. Beispielsweise ist die Gefahr, die von
einem Brand auf einer Brücke für die Nutzer ausgeht,
deutlich geringer als bei einem Tunnelbrand.
Die Faktoren Dunkelheit, Enge und Monotonie,
welche ein Risiko für Tunnelnutzer darstellen,
kommen außerdem auf Brücken nicht zum Tragen.
Dagegen müssen brückenspezifische Risikofaktoren,
wie etwa Seitenwind und das Fehlen von
Ausweichmöglichkeiten, besonders beachtet werden.
Im Rahmen von SKRIBT wurden allerdings
bisher keine Maßnahmen entwickelt, die speziell
das Nutzverhalten auf Brücken optimieren. Dennoch
sollten in weiteren Untersuchungen speziell
nutzerbezogene Aspekte berücksichtigt werden.

35 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
5 Schutzmaßnahmen für Tunnel
und ihre Nutzer
5.1 Allgemeines
Im Folgenden werden Empfehlungen für 27 nach
derzeitigem Erkenntnisstand realisierungsfähige
und realisierungswürdige Maßnahmen zum Schutz
von Tunneln und ihren Nutzern ausgesprochen.
Sie sind Ergebnis der „Wirksamkeitsanalyse von
Maßnahmen“ [8][9][10], in der sie auf ihre Wirkung
bei den in der „Bedrohungsanalyse“ [11] erarbeiteten
Initialereignissen Brand, Explosion, Kontamination,
Überflutung und Anprall, untersucht wurden.
Hierbei sind einige Maßnahmen auf eine bestimmte
Ereigniskategorie zugeschnitten, andere decken
verschiedene ab. Berücksichtigt wurden zudem die
gesellschaftlichen Akzeptanz sowie betriebs- und
volkswirtschaftliche Aspekte.
Es handelt sich um bautechnische, betriebliche
und organisatorische Maßnahmen, für deren Umsetzung
Bauwerkseigentümer, Bauwerksbetreiber
Einsatzdienste und Bauwerksnutzer verantwortlich
sind.
Die Maßnahmen wirken zum überwiegenden Teil
ausmaßmindernd im Ereignisfall, einige verhindern
den Eintritt eines Ereignisses oder minimieren seine
Wahrscheinlichkeit. Letztere werden im Folgenden
kurz als „präventiv“ bezeichnet. Diese Maßnahmen
dienen gleichermaßen dem Bauwerks-
wie dem Nutzerschutz.
Die ausmaßmindernden Maßnahmen werden unterteilt
in Maßnahmen zum Bauwerksschutz und
Maßnahmen zum Nutzerschutz. Hierbei zielen
bautechnische Maßnahmen in der Regel primär
auf den Bauwerksschutz ab, dienen aber durch eine
erhöhte Robustheit des Bauwerks oft auch dem
Nutzerschutz. Betriebliche und organisatorische
Maßnahmen hingegen dienen hauptsächlich der
Verbesserung des Nutzerschutzes und nur nachgeordnet
dem Bauwerksschutz, indem sie beispielsweise
Löscharbeiten begünstigen und daher
eine geringere Schädigung des Bauwerks bewirken.
Eine Übersicht über alle untersuchten Schutzmaßnahmen
und ihre initialereignisbezogene Wirkung
bietet Tabelle 5. Präventive Maßnahmen sind violett,
Maßnahmen zum Bauwerksschutz rot und
Maßnahmen zum Nutzerschutz blau dargestellt.
Ein (X) bedeutet hier, dass die Maßnahme die
Nutzer nicht vor dem Ereignis selbst schützt, aber
die Rettung überlebender Personen nach dem Ereignis
begünstigt.
Maßnahmen, die sich auch für eine Nachrüstung
eignen, sind grau hinterlegt. Zudem sei an dieser
Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass bei Detonationen
vorausgesetzt wird, dass es sich um
bewusst herbeigeführte Ereignisse mit kriminellem/terroristischem
Hintergrund handelt, s. Kap.
3.2.2.
Zur einfachen und übersichtlichen Handhabung
wurde für jede Maßnahme ein Maßnahmenblatt
erstellt, in dem die Untersuchungsergebnisse in
einheitlicher Struktur zusammengefasst sind. Diese
Maßnahmenblätter sind dem vorliegenden Bericht
als Anhang beigefügt. Die ausführlichen
Untersuchungsergebnisse sind den Berichten zur
„Wirksamkeitsanalyse von Maßnahmen“ [8][9][10]
zu entnehmen.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 36
Eigentümer
Betreiber
B & E
Nutzer
Nr. Maßnahme
Tabelle 5: Schutzmaßnahmen für Tunnel
TB 01 - Kontinuierlicher Lachenbrand
T 01 Hochleistungsbeton als Konstruktionsbeton 1
T 02
Vorsatzschale aus mikrobewehrtem
Hochleistungsbeton
T 03 Brandschutzbeton X X X X
T 04 Brandschutzbekleidungen X X X X
TB 02 - Spontaner Lachenbrand
TB 03 - Freistrahlbrand
TE 01 - BLEVE
TE 02 - Detonation LKW-Ladung
TE 03 - Detonation PKW-Ladung
X X X X X X 1
T 05 Dimensionierung für Explosionslasten X X
T 06 Dämpferbeton X X X
T 07
Designvorgabe Tunnelbrand: Verlängerte
Vollbrandphase
X X X X
T 08 Zweischalige Bauweise X X X X X X
T 09 Globale Redundanz X X X X X X X X X X
T 10 Verkürzte Notausgangsabstände X X X X (X) (X) (X) X X X
T 11 Detektion überhitzter Fahrzeuge X X X X
T 12 Gefahrgutbeschränkung / -kategorisierung X X X X X X
T 13 Gefahrguterkennung Video X X X X X X
T 14 Gefahrguterkennung RFID X X X X X X
T 15 ITCC Integration X X X X (X) (X) (X) X X X
T 16 Gasdetektion X X
T 17 Schnellere Ereignisdetektion X X X X X X X
T 18 Dynamische Fluchtwegkennzeichnung 2 2 2 2 2 2
T 19 Rauchabsaugung X X X X X X
T 20 Softstop Barriere X X X X (X) (X) (X) X X X
T 21 Tunnelkommunikation X X X X (X) (X) (X) X X X
T 22 Automatische Brandbekämpfungsanlage X X
T 23 TLZ-Operatoren Training X X X X (X) (X) (X) X X X
T 24 Alarm- und Gefahrenabwehrpläne X X X X (X) (X) (X) X X X
T 25 Übungen der Betriebs- und Einsatzdienste X X X X (X) (X) (X) X X X
T 26 Vorinformation Tunnelnutzer X X X X (X) (X) (X) X X X
T 27 Situationstraining Tunnelnutzer X X X X (X) (X) (X) X X X
TE 04 - Detonation Koffer-Ladung
TK 01 - Kontinuierliche Kontamination
TK 02 - Spontane Kontamination
TN 01 - Überflutung
TM 01 - LKW-Anprall

37 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
5.2 Empfehlungen für Bauwerkseigentümer
5.2.1 Empfehlungen zur
Maßnahmenanwendung
5.2.1.1 Allgemeines
Nachfolgend werden Empfehlungen für neun bautechnische
Maßnahmen zum Bauwerksschutz und
ein Maßnahme zum Nutzerschutz ausgesprochen,
die beim Entwurf, bei der Bemessung und/oder bei
der Konstruktion von Tunneln umgesetzt werden
können.
Bei einem Tunnelneubau lassen sich Schutzmaßnahmen
bereits beim Entwurf umsetzen und das
Tragwerk robuster gestalten.
Aus dem Entwurf folgt unter Ansatz bestimmter
festgelegter Einwirkungen die entsprechende Bemessung.
Aus der Bemessung erfolgen wiederum
die benötigten Abmessungen, um die auftretenden
Einwirkungen aufnehmen zu können. Es ergibt
sich also die Möglichkeit, für eintretende Bedrohungsszenarien
zu bemessen. Dies bedeutet im
Allgemeinen, dass das Bauwerk auf erhöhte Lasten
bzw. erhöhte innere Kräfte aufgrund von möglichen
Umlagerungen bemessen wird, was üblicherweise
zu größeren Abmessungen, robusteren
Materialien bzw. größeren Bewehrungsmengen
führt.
Zur Konstruktion zählen Maßnahmen, die ergänzend
zu Entwurf und Bemessung die Robustheit
eines Bauwerks erhöhen oder die Schädigung reduzieren.
Im Rahmen eines Neubaus sind generell alle untersuchten
Maßnahmen möglich. Nachrüstungen
und Verstärkungen sind aufgrund der Konstruktion
der verschiedenen Bauwerke und örtlicher Randbedingungen
häufig nur bedingt möglich. Maßnahmen,
die sich für eine Nachrüstung eignen,
sind Tabelle 5 zu entnehmen, zudem wird hierauf
am Ende der jeweiligen Empfehlung gesondert
eingegangen.
5.2.1.2 T 01 – Hochleistungsbeton als
Konstruktionsbeton
Diese Maßnahme wirkt bei Anprallszenarien und
im begrenzten Umfang gegen lokale Schädigungen
aus Explosionsszenarien (Krater- bis Durchbruchbildung).
Die Verwirklichung dieser Schutzmaßnahme ist direkt
im Entwurf zu berücksichtigen. Nach Definition
von Schutzzielen hinsichtlich der Anprallbeanspruchung
sind die Bauteil- bzw. Schalenstärke
sowie die Materialeigenschaft daraus abzuleiten.
Im Regelfall sollte die Bauteilstärke, die durch die
statische Vordimensionierung vorgegeben ist, nicht
vergrößert werden. Die Materialeigenschaften, insbesondere
Festigkeit und Zähigkeit, können durch
die maßgebenden Parameter Zementgehalt,
Microsilica-Zugabe sowie Fasergehalt und
Faserart gesteuert werden. Als Anhaltswerte können
gelten: Betonfestigkeitsklasse C90, Stahlfasergehalt
80 kg/m 3 .
Bei der Bemessung können die verbesserten Materialeigenschaften
berücksichtigt werden. Die höhere
Druckfestigkeit und die höhere Biegezugfestigkeit
führen bei der Regelfall-Bemessung zu Einsparungen
im Bereich der Biegebewehrung, der
Schubbewehrung und, bei hoch beanspruchten
Druckgliedern, bei der Druckbewehrung.
Dem entgegen steht allerdings die Notwendigkeit,
die verbesserten Materialeigenschaften und die
daraus resultierenden Materialkennwerte versuchstechnisch
zu ermitteln (Eignungsprüfung)
und in der Ausführung zu garantieren (Güteüberwachung).
Gegebenenfalls und insbesondere bei
Ausnutzung der Stahlfaserbetoneigenschaften ist
auch eine Zulassung im Einzelfall erforderlich.
Kosten und Nutzen der Maßnahme sind dementsprechend
von Projekt zu Projekt abzuwägen.
Bei der Konstruktion ist die Abstimmung der Betonrezeptur
hinsichtlich der Verarbeitbarkeit zu berücksichtigen.
Hochfeste und insbesondere ultrahochfeste
Betone neigen zu Klebrigkeit in der
Frischbetonphase. Dieser Nachteil wird noch verstärkt
durch die Faserzugabe. Bei hohen Stahlfaseranteilen
und in Verbindung mit PP-Faser-
Zugabe ist das Erzielen einer guten Pump- und
Verarbeitbarkeit ein nicht zu unterschätzendes
Problem. Zurzeit liegen diesbezüglich nur Erfahrungen
für die Tübbingherstellung vor. Im Rahmen
des Forschungsprojektes „TUNCONSTRUCT“ [20]
wurden ultrahochfeste Tübbings mit einer Festigkeit
von 135 MPa, einem Stahlfasergehalt von 90
kg/m³ und einem PP-Fasergehalt von 6 kg/m³ erfolgreich
hergestellt. Der Einsatz solcher Betone
für Ortbetonschalen oder –stützen ist bisher noch
nicht untersucht worden.
Die Bewehrungsführung ist an die Belange des
Stahlfaserbetons anzupassen.
5.2.1.3 T 02 – Mikrobewehrter Hochleistungsbeton
als Vorsatzschale
Diese Maßnahme ist sowohl gegen Explosions-
und Anprallszenarien als auch gegen Brandereignisse
geeignet. Die Wirkungsweise hinsichtlich
Brandbeanspruchung, die ohnehin vorhanden
ist, da die Vorsatzschale als Hitzeschutzschild für
die tragende Schale wirkt, kann durch Hinzufügen
bzw. Umsetzen der Kriterien für einen Brandschutzbeton
weiter verbessert werden.
Die Verwirklichung dieser Schutzmaßnahme ist direkt
im Entwurf zu berücksichtigen, da der für die

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 38
zusätzliche Schale erforderliche Raum geschaffen
werden muss. Im Regelfall bedeutet dies einen
entsprechend vergrößerten Ausbruchsquerschnitt.
Die Gesamtschalenstärke setzt sich dabei aus Außenschale
(falls vorhanden), Innenschale und Vorsatzschale
zusammen.
Im Regelfall werden Außen- und Innenschale entsprechend
der statischen Vordimensionierung
ausgeführt und eine Schale aus mikrobewehrtem
Hochleistungsbeton davor gesetzt. Für diese gelten
folgende Anhaltswerte: Betonfestigkeitsklasse
C90, Stahlgehalt 200 kg/m 3 . Das Bau- und Herstellverfahren
– vorgesetzte Platten, verlorene
Schalung, oder örtlich hergestellte Schale – sowie
die Befestigung an bzw. der Verbund mit der Tunnelschale
sind während der Entwurfsplanung in
Abhängigkeit voneinander festzulegen.
Die Wirkungsweise der Maßnahme besteht in der
Reduzierung der Bauteilschädigung durch die direkte
Spreng- oder Anprallwirkung. Dies ist insbesondere
für dünne Tunnelschalen von Bedeutung.
Aber auch bei dickeren Tunnelschalen besteht bei
ungünstigen geologischen Verhältnissen (fließfähiger
Boden, Grundwasser), insbesondere bei Absenktunneln,
die Gefahr eines Boden-
/Wassereinbruchs. Dem kann durch eine Vorsatzschale
aus mikrobewehrtem Hochleistungsbeton
begegnet werden. Dementsprechend kann diese
Maßnahme für alle Tunneltypen empfohlen werden.
Zu beachten ist jedoch, dass die Maßnahme hinsichtlich
der Auswirkungen auf die der Detonation
folgenden Druckwelle keine signifikanten Verbesserungen
bringt. Um den aus der Druckwelle resultierenden
Innendruck aufzunehmen bzw. Schäden
daraus zu reduzieren, ist eine Kombination mit weiteren
Maßnahmen erforderlich. Dies ist insbesondere
„T 05 - Dimensionierung für Explosionslasten“,
also eine Bemessung der eigentlichen Tunnelschale
für Explosionsinnendruck mit entsprechend
erhöhtem Stahlanteil.
Für Tübbingtunnel ist zur Aufnahme des Innendrucks
zusätzlich die Maßnahme „T 08 - Zweischalige
Bauweise“ erforderlich, da das Vielfugensystem
Tübbingschale nicht in der Lage ist, Ringzugkräfte
aufzunehmen.
Außerdem ist die Verbindung der Vorsatzschale
mit der tragenden Tunnelschale sowohl für den
Explosionslastfall, aber auch für den Regelfall des
laufenden Betriebs (Sog-/Druckwirkung) rechnerisch
nachzuweisen. Wird diese Verbindung als
schub- und zugfester Verbund hergestellt (bei Anordnung
der Vorsatzschale als verlorene Schalung
mit Verbundbewehrung ähnlich einer Filigranplatte),
ist eine Bemessung der Tunnelschale als
Verbundschale möglich. Dies kann zu einer Reduzierung
der Schalenstärke und zu Bewehrungsein-
sparungen führen.
Die Herstellung der mikrobewehrten Hochleistungsbetonteile
ist Stand der Technik. Es gibt entsprechend
markteingeführte Produkte, die bereits
eingesetzt werden (z. B. DUCON).
Bei der Konstruktion existieren für die Befestigung
der Vorsatzschale an der tragenden Tunnelschale
bzw. zur Erzielung einer Verbundwirkung
mehrere Möglichkeiten. Die gängigsten sind eine
nachträgliche Befestigung mittels Dübeln, der Einsatz
als verlorene Schalung mit entsprechender
Anschlussbewehrung in den Vorsatzschalelementen,
oder eine nachträglich aufbetonierte Vorsatzschale
mit Anschlusselementen in der Tunnelschale.
Falls der Lichtraum des vorhandenen Tunnels ausreichend
Reserven gegenüber dem erforderlichen
Lichtraumprofil bietet, kann eine Vorsatzschale im
Rahmen einer Nachrüstung angeordnet werden.
Bei erforderlichen Schalenstärken von mindestens
20 cm ist dies allerdings wohl nur in Ausnahmefällen
gegeben. Die Vorgehensweise entspricht dann
der bei einem Neubau mit nachträglich installierter
Vorsatzschale (einzeln aufgedübelte Platten).
5.2.1.4 T 03 – Brandschutzbeton
Diese Maßnahme wirkt bei Brandereignissen und
BLEVE. Die Wirkungsweise eines PPfaserverstärkten
Betons hinsichtlich Reduzierung
von Abplatzungen und daraus resultierenden weiteren
Schäden ist hinlänglich bekannt und Stand
der Technik. Nach Festlegung des Schutzzieles,
maßgeblich geprägt durch die Wahl der anzusetzenden
Brandkurve, ist die Betonzusammensetzung
in Abhängigkeit von der angestrebten Festigkeitsklasse
zu bestimmen. Dabei sind neben dem
PP- Fasergehalt (2-4 kg/m 3 ) die Zuschlagsart und
die Sieblinie die maßgebenden Parameter. Die
Wirkungsweise der ausgewählten Betonzusammensetzung
ist anschließend unter Berücksichtigung
der Bauteileigenschaften (insbesondere Bauteildicke
und Betondeckung) – durch Brandversuche
zu belegen.
Abgesehen von der geänderten Betonzusammensetzung
bleibt der Entwurf unbeeinflusst. Die
Maßnahme ist für alle Tunneltypen uneingeschränkt
zu empfehlen. Im Vergleich mit der nachfolgend
beschriebenen zweiten Brandschutzmaßnahme
(T 04 - Brandschutzbekleidungen) ergeben
sich für beide Maßnahmen spezifische Vor- und
Nachteile, die im Einzelfall abgewogen werden
müssen und zur Wahl der einen oder anderen
Maßnahme führen.
Vorteile von Brandschutzbeton gegenüber einer
Brandschutzbekleidung sind:

39 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
� längere Lebensdauer (Lebensdauer entspricht
der Lebensdauer der Tunnelschale während
Brandschutzbekleidungen nach 25 bis 30 Jahren
erneuert werden müssen),
� einfachere Inspektion der Tunnelschale, da diese
nicht verkleidet ist,
� der Brandschutz ist bereits im Bauzustand gewährleistet,
� kürzere Bauzeit, da Montage Brandschutzplatten
bzw. Aufbringung Brandschutzputz entfällt,
� geringerer Ausbruchsquerschnitt, da der Raum
für die Bekleidung (einschl. Unterkonstruktion
bis zu 10 cm) entfällt.
Wird ein Brandschutzbeton verwendet, so ist im
Regelfall eine „heiße Bemessung“ durchzuführen.
D.h., der Temperaturgradient zwischen Oberflächentemperatur
der Tunnelschale innen (Brandseite)
und außen (Erdseite) ist gemeinsam mit einer
mittleren Erwärmung der Schale auf das Gesamtsystem
Tunnel/Boden anzusetzen. Dies führt, in
Abhängigkeit von den Bettungsverhältnissen, zu
Zwangsbeanspruchungen in der Schale, die sich
mit den Beanspruchungen infolge Erd- und gegebenenfalls
Wasserdruck überlagern und mit entsprechenden
Sicherheiten nachgewiesen werden
müssen.
Bei der Konstruktion sind keine wesentlichen Besonderheiten
gegenüber einer herkömmlichen
Tunnelschale zu beachten. Lediglich die Betondeckung
muss so gewählt werden, dass die Bewehrung
ausreichend vor unzulässiger Erwärmung geschützt
ist.
5.2.1.5 T 04 – Brandschutzbekleidungen
Brandschutzbekleidungen sind die zweite wirksame
Maßnahme gegen Brandereignisse und
BLEVE. Dabei ist in Brandschutzplatten und
Brandschutzputze zu unterscheiden. Beide sind
Stand der Technik und wirken ausmaßreduzierend
bzgl. der Schädigung des Bauwerkes.
Durch die Anordnung von Brandschutzbekleidungen
wird die Schadensstufe nach Tabelle 2: Schadensstufen,
s. Kap. 2.4.3, bei allen Tunneltypen
auf 1 reduziert. Abplatzungen der Betonschale,
unzulässige Erwärmung der Bewehrung und Überbeanspruchungen
infolge von Zwangsschnittgrößen
werden durch die als Hitzeschutzschild wirkende
Bekleidung vollständig verhindert. Demnach
liefert diese Maßnahme die beste Schutzwirkung
bei Brandbeanspruchungen. Nach Festlegung des
Schutzzieles, maßgeblich durch die Wahl der anzusetzenden
Brandkurve, ist die Schichtdicke der
Bekleidung anhand der Herstellerangaben zu bestimmen.
Brandversuche sind im Regelfall nicht erforderlich,
da die einzelnen Systeme typgeprüft
sind.
Der Vergleich zum Brandschutzbeton zeigt, dass
beide Maßnahmen ihre spezifischen Vor- und
Nachteile haben. Vorteile von Brandschutzbekleidung
gegenüber Brandschutzbeton sind:
� optimale Wirksamkeit,
� schnellere und einfachere Instandsetzung nach
einem Schadensfall,
� besser anpassbar an bzw. auch schützend für
Einbauteile und Tunnelausrüstung.
Bei einem Neubau ist die Umsetzung dieser Maßnahme
direkt im Entwurf zu berücksichtigen.
Schalenstärke und Dimensionierung der tragenden
Tunnelschale bleiben zwar unverändert, aber der
für den Aufbau der Bekleidung erforderliche Raum
muss geschaffen werden. Im Regelfall bedeutet
dies einen geringfügig vergrößerten Ausbruchsquerschnitt,
bei Putzen um ca. 3-5 cm, bei Plattenbekleidungen
um bis zu 10 cm einschließlich Unterkonstruktion.
Die Maßnahme ist für alle Tunneltypen uneingeschränkt
zu empfehlen. Im Vergleich mit der zuvor
beschriebenen Maßnahme T 03 - Brandschutzbeton
ist im Einzelfall zu klären, welche die geeignetere
ist.
Bei Brandschutzbekleidungen ist die vorab beschriebene
„heiße Bemessung“ in der Regel nicht
erforderlich, da sich die tragende Tunnelschale
nicht so stark erwärmt, dass Überbeanspruchungen
aus Zwangsschnittgrößen entstehen.
Es ist jedoch eine Dimensionierung für die Festhaltekonstruktion
der Brandschutzbekleidung erforderlich.
Diese ist sowohl für den Betriebsfall
(Sog/Druck) als auch für den Sonderfall Brand
durchzuführen.
Die Konstruktion von Brandschutzbekleidungen
ist durch die Herstellervorgaben geregelt. Insbesondere
die Befestigung an der eigentlichen Tunnelschale
ist sorgfältig zu planen. Dies gilt sowohl
für Putze, die eine spezielle Untergrundvorbereitung
und ggfls. Verankerungselemente benötigen,
als auch für Plattenbekleidungen. Für letztere sind
entsprechende Unterkonstruktionen Bestandteil
der Komplett-Lösungen, die von den Herstellern
angeboten werden.
Falls der Lichtraum des vorhandenen Tunnels ausreichend
Reserven gegenüber dem erforderlichen
Lichtraumprofil bietet, kann eine Brandschutzbekleidung
auch im Rahmen einer Nachrüstung angeordnet
werden. In diesem Fall ist die Vorgehensweise
die gleiche wie bei einem Neubau, da
auch bei diesem die Bekleidung in einem separaten
Arbeitsgang auf die fertige Tunnelschale aufgebracht
wird.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 40
5.2.1.6 T 05– Dimensionierung für Explosionslasten
In einem Tunnel ergeben sich infolge einer Explosion
zwei Schadensmechanismen. Sofort nach der
Detonation folgt die so genannte Schockphase mit
sehr kurzer Dauer, die die Konstruktion lokal schädigt.
Daran schließt sich die so genannte Gasdruckphase
an, die den Querschnitt über einen
längeren Zeitraum mit teils sehr hohen Innendrücken
beansprucht, so dass Tunnel mit hoher Außenbelastung
weniger anfällig sind als Bauwerke
mit geringer Überdeckung (Belastung).
Eine Dimensionierung gegen Koffer-Ladungen ist
nicht erforderlich ist, da sie keine kritischen Gasdrücke
verursachen. Eine Bemessung gegen Lkw-
Ladungen hingegen wird als nicht realistisch angesehen,
Insofern ist die Maßnahme nur für die Initialereignisse
BLEVE und Detonation Pkw-Ladung
mit vertretbarem Aufwand geeignet.
Die Standsicherheit wird bei offen hergestellten
Tunneln durch die Ausbildung einer symmetrischen
Bewehrung in Feld- und Stützenbereichen
sowie einer Ausbildung von Rahmenecken für negative
und positive Eckmomente verbessert. Eine
signifikante Vergrößerung der Konstruktionsdicke
wird insbesondere für freitragende Decken wegen
des erheblichen zusätzlichen Gewichtes nicht
empfohlen. Für Zwischenwände bei mehrzelligen
Tunneln ist eine Konstruktionsdickenerhöhung,
verbunden mit einer Erhöhung der Bewehrung,
sinnvoll und grundsätzlich möglich. Für geschlossen
hergestellte Tunnel liegen noch keine Ergebnisse
für die Dimensionierung vor, da hierbei die
äußeren Bettungsverhältnisse eine erwartet große
Rolle spielen. Diese Einflüsse wurden in SKRIBT
nicht untersucht.
Bei der Bemessung sind objektspezifisch die lokalen
Schädigungen und die globalen dynamischen
Innendruckbelastungen zu klären. Anschließend
kann der dynamische Lastfaktor zur Berechnung
statischer Ersatzlasten anhand einer Eigenfrequenzanalyse
der Tunnelsubstrukturen (Sohle,
Wand, Decke) bestimmt werden. Mit den gewonnenen
statischen Ersatzlasten kann die abschließende
Bemessung für die Innen- und Außenbelastungen
erfolgen.
Alternativ kann die Bemessung anhand von strukturdynamischen
Verfahren durchgeführt werden.
Mit diesen Verfahren steigt der Berechnungsaufwand,
gleichzeitig aber auch die Rechengenauigkeit
und damit die Wirtschaftlichkeit der Ergebnisse.
Ebenso kann auch bei mehrzelligen Anlagen
der einzellige Restquerschnitt des Tunnels für alle
auf ihn wirkenden äußeren Lasten bemessen werden.
Für die Konstruktion ist folgendes zu beachten:
Bei Dimensionierung eines (offen hergestellten)
Tunnelbauwerkes für Explosionsbelastungen ist
eine symmetrische Bewehrungsanordnung auf der
Bauteilinnen- und -außenseite eine wirkungsvolle
konstruktive Maßnahme. Optimal ist eine innen
und außen gleich hohe Bewehrung.
Die symmetrische Bewehrung ist aber nicht nur in
den Feldbereichen vorzusehen. Auch die Rahmenecken
sind duktil für negative und positive Beanspruchungen
auszubilden. Je nach Beanspruchung
ergibt sich hierbei die Schwierigkeit, dass
die Bewehrung platzmäßig untergebracht werden
muss. Dazu sind u. U. Querschnittsverstärkungen
erforderlich.
5.2.1.7 T 06 – Dämpferbeton
Eine Vorsatzschale aus Dämpferbeton dient dem
Bauwerksschutz bei Explosionsereignissen.
Die Energie absorbierende Wirkung des Dämpferbetons
bewirkt eine deutliche Reduzierung der
durch die direkte Sprengwirkung verursachten Beschädigung
der Tunnelschale. Bei entsprechender
Dimensionierung kann ein Durchbruch verhindert
und die Kraterbildung minimiert werden, so dass
der Restquerschnitt in der Lage ist, den örtlichen
Beanspruchungen aus Erd- und Wasserdruck
standzuhalten.
Für die Gasdruckphase mit dem resultierenden Innendruck
im Tunnel ergibt sich keine signifikante
Verbesserung. Hierzu sind Kombinationen mit anderen
Maßnahmen (insbesondere „T 05 - Dimensionierung
für Explosionslasten“) erforderlich.
Hinsichtlich des erforderlichen Platzbedarfes gilt
das Gleiche wie bei der Maßnahme „T 02 – Vorsatzschale
aus mikrobewehrtem Hochleistungs-
Beton. Der Ausbruchsquerschnitt muss ggfls. erweitert
werden, um die zusätzliche Dämpferbetonschale
aufzunehmen.
Wegen seiner hohen Kosten ist der Dämpferbeton
nur an für das Gesamtbauwerk essentiell kritischen
Stellen einzusetzen.
Vor Entwurf und Umsetzung der Maßnahme bedarf
es allerdings noch eines Konformitätsnachweises
zu den ZTV-ING sowie eines brandtechnischen
Tauglichkeitsnachweises. Der im Rahmen von
SKRIBT untersuchte Dämpferbeton mit zerkleinerten
Maisspindeln und Flachsfasern als Füllstoff
zeigte im Brandversuch brandschutztechnische
Mängel, weshalb weitere Entwicklungsarbeiten
bzgl. der Betonzusammensetzung erforderlich
sind. Diese werden derzeit in einem dementsprechenden
Forschungsvorhaben [21] vorgenommen.
Bei der Bemessung ist die Dicke der Vorsatzschale
aus Dämpferbeton in Abhängigkeit von der Stärke
der Bemessungsexplosion, der
Absorbtionsfähigkeit von Detonationsenergie, der

41 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Stärke des Konstruktionsbetons sowie der Interaktion
zwischen Schutzschicht, Tunnelschale und
Bettung zu ermitteln. Die Absorbtionsfähigkeit des
Dämpferbetons ist gegeben durch seine plastische
Verformbarkeit und damit abhängig von seinem
Porenvolumen (z. B. 45 %).
Bei der Konstruktion werden die Fertigteile aus
Dämpferbeton an die Tunnelschale je nach Materialhärte
des Dämpferbetonelements entweder
mechanisch verankert oder geklebt. Die Fugen der
Tunnelschale werden dabei mit überdeckt und dadurch
geschützt. Zur Vermeidung von Schäden bei
Kontakt- und Nahbereichsladungen wird zur Lastverteilung
das zusätzliche Aufkleben eines Stahlblechs
erforderlich, damit bei der Nahbereichswirkung
der Detonation die Dämpferschicht nicht verdrängt
wird.
Falls der Lichtraum des vorhandenen Tunnels ausreichend
Reserven gegenüber dem erforderlichen
Lichtraumprofil bietet, kann eine Vorsatzschale
auch im Rahmen einer Nachrüstung angeordnet
werden. Bei den erforderlichen Schalenstärken ist
dies allerdings wohl, wie bei der Vorsatzschale aus
mikrobewehrtem Hochleistungsbeton, nur in Ausnahmefällen
gegeben. Die Vorgehensweise entspricht
der bei einem Neubau mit nachträglich installierter
Vorsatzschale (einzeln verankerte bzw.
geklebte Platten).
5.2.1.8 T 07 – Designvorgabe Tunnelbrand:
Verlängerte Vollbrandphase
Die Maßnahme wirkt bei Brandszenarien sowie
BLEVE und beinhaltet eine Verlängerung der Vollbrandphase
der ZTV-ING-Kurve um 30 min., so
dass die Gesamtbranddauer 170 min. anstatt 140
min. beträgt. So wird ein höheres Niveau für den
Schutz des Tunnelbauwerkes erreicht.
In den Regelwerken für Straßenverkehrsbauwerke,
z. B. in den ZTV-ING [22], sollte die verlängerte
Brandkurve als Designvorgabe für Tunnelbauwerke
implementiert werden und für Tunnel, bei denen
ein lokales Versagen des Tunnels infolge Brandbeanspruchung
zu einem Verlust des gesamten
Tunnels und/oder zu einem Verlust der Standsicherheit
von angrenzenden sensiblen Bauwerken
führt (z. B. Tunnel mit geringer Überdeckung, unter
Gewässern oder Absenktunnel) gelten.
Für weitere relevante Tunnelbauwerke sollen objektspezifische
Regelungen unter Berücksichtigung
der vorliegenden Randbedingungen getroffen werden.
Der Designvorgabe kann durch konstruktive Maßnahmen
beim Entwurf von Tunneln oder durch
materialtechnische Veränderungen begegnet werden.
Darüber hinaus kann das höhere Schutzniveau
auch durch zusätzliche Brandschutzbekleidung
erreicht werden.
Bei der Bemessung von Tunneln, die mit der Designvorgabe
einer Verlängerung der Vollbrandphase
der ZTV-ING-Kurve um 30 min. entworfen werden,
müssen diese erhöhten Brandeinwirkungen
berücksichtigt werden. Dazu sollten zunächst der
Schädigungsvorgang und der Schädigungsgrad
bei einer Brandbeanspruchung in Abhängigkeit
vom Tunneltyp und den äußeren Gegebenheiten
wie Geologie, Belastung und Betoneigenschaften
ermittelt werden. Anschließend sollte eine Auswahl
der Brandschutzmaßnahmen erfolgen.
5.2.1.9 T 08 – Zweischalige Bauweise
Als weitere Schutzmaßnahme bei Brand- und kleineren
Explosionsereignissen kann eine zusätzliche
Innenschale zur Erhöhung des Bauteilwiderstandes
vorgesehen werden. In einem solchen Fall ist
diese zusätzliche Innenschale als statisch nicht
zwingend relevant bzw. notwendig anzusehen und
demgemäß ohne äußere Lasten zu dimensionieren.
Sie bietet zusätzlichen Schutz gerade im Bereich
von Gewässerunterquerungen, wo bereits
geringfügige Schädigungen der Schale zu erheblichen
Schäden, vor allem durch Wassereinbruch in
das Bauwerk, führen können.
Zweischalige Bauweisen empfehlen sich vor allem
bei Bauwerken hoher Kritikalität, welche bereits bei
geringen Schädigungen durch eintretendes Wasser
gefährdet sind. Im Falle druckhaften Gebirges
und hoher Ausnutzung des Querschnitts kann die
zweite Schale u. U. zusätzliche statische Redundanzen
nach Prüfung im Einzelfall liefern.
Da es sich bei der zweiten Schale im Sinne der
hier definierten Maßnahme um eine bauliche Aufwertung
eines ansonsten funktionalen Bauwerks
handelt, entstehen für die Bemessung keine speziellen
Vorgaben aus der Maßnahme selbst. Eine
zweite Schale kann vielmehr den speziellen bauwerksspezifischen
Anforderungen (beispielsweise
Schutz vor Großbrandereignissen) angepasst werden.
Vor Beginn der Bemessung ist daher in Abhängigkeit
von relevanten Szenarien ein exaktes
Anforderungsprofil für den benötigten Bauteilwiderstand
zu definieren und die Bemessung dahingehend
anzupassen.
Bei der Konstruktion sind im Vergleich zu üblichen
Schalenkonstruktionen keine zusätzlichen
Eigenheiten zu berücksichtigen. Ausnahmen bilden
oben erwähnte besondere Anforderungen an
die zweite Schale.
5.2.1.10 T 09 – Globale Redundanz
Die Maßnahme ist geeignet für Brand-, Explosions-
und Kontaminationsereignisse sowie Überflutung
und dient der Teilverfügbarkeit / Restverfügbarkeit
nach dem Ereignis.
Für den Entwurf wird empfohlen, bei Gegenver-

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 42
kehrstunneln in bergmännischer Bauweise den üblicherweise
in Seitenlage angeordneten separaten
Rettungsstollen in einen Fahrquerschnitt umzuwandeln.
Auf diese Art wird eine Richtungs-
Verkehrs-Anlage mit getrennten Fahrröhren geschaffen.
Im Hinblick auf die Kosten wird ein Sonderquerschnitt,
bestehend aus einem Fahrstreifen
mit Seitenstreifen mit einer Breite von 6 m, zwischen
den Borden vorgeschlagen. Mit dieser
Querschnittsgestaltung kann im Schadensfall der
gesamte Verkehr über die Nachbarröhre im Gegenverkehr
abgewickelt werden.
Bei offen hergestellten Gegenverkehrstunneln
greift die Maßnahme nicht, da die teuren Rettungsstollen
meistens nicht ausgeführt und stattdessen
Treppenhäuser zur Oberfläche realisiert
werden.
Bei einer Richtungsverkehrs-Tunnelanlage in offener
Bauweise mit gemeinsamer Mittelwand oder
auch bei einer bergmännisch hergestellten Anlage
mit gemeinsamem Mittelpfeiler sollte im Hinblick
auf Explosionsbeanspruchungen die Mittelwand
verdickt und explosionssicher ausgebildet werden.
Dazu ist eine besondere Bemessung für die Explosionsbeanspruchung
wie in Maßnahme „T 05 –
Dimensionierung für Explosionslasten“ beschrieben
durchzuführen. Ebenso sind die dort beschriebenen
Konstruktionsmaßnahmen umzusetzen.
Eine Alternative stellt die Sicherstellung der Verfügbarkeit
/ Standsicherheit der dem Szenario abgewandten
Tunnelzelle dar. Bei diesem Ansatz
muss der verbleibende Restquerschnitt des Tunnels
nach dem Ereignis noch alle dann wirkenden
äußeren Lasten abtragen können, es werden u. U.
Zusatzmaßnahmen für die Horizontallasten erforderlich.
Empfohlen werden die bei Spundwänden
übliche Erdsporne.
Die globale Redundanz eines Bauwerkes kann im
Rahmen einer Nachrüstung im Regelfall nicht
hergestellt werden. Mit dem Bau wird die Konstruktion,
z. B. mit getrennten Richtungsfahrbahnen,
abschließend festgelegt. Bei einem einröhrigen
bergmännisch hergestellten Gegenverkehrstunnel
mit seitlichen Rettungsstollen aber kann (theoretisch
bei hohem Anforderungsgrad) eine zweite
Fahrröhre, mit einer Spur plus Standstreifen, entweder
an die Stelle des Rettungsstollens oder auf
der anderen Hauptröhrenseite nachträglich gebaut
werden. Das Prinzip entspricht dann dem Vorgehen
bei großen Tunnelprojekten, wo häufig aus
Kosten- und Kapazitätsgründen zunächst nur eine
von zwei im Endausbau geplanten Röhren realisiert
wird.
5.2.1.11 T 10 - Verkürzte Notausgangsabstände
Eine Verkürzung der Notausgangsabstände dient
dem Nutzerschutz und wirkt ausmaßmindernd bei
Brand, BLEVE, Kontamination und Überflutung.
Sie führt zu einer schnelleren Erreichbarkeit von
Notausgängen, wirkt hierdurch direkt auf den Nutzer
und verbessert so die Möglichkeit zur Selbstrettung.
Somit ist diese Maßnahme auch für Szenarien
der Verkehrssicherheit relevant. Dies setzt
allerdings voraus, dass die Nutzer richtig reagieren
und ihr Fahrzeug verlassen.
Ihre Wirksamkeit wurde durch computergestützte
Simulationen nachgewiesen. Die errechneten
Schadenserwartungswerte ließen sich durch eine
Verkürzung der Abstände von 300 m auf 60 m insbesondere
bei Brandereignissen drastisch reduzieren.
Bei den simulierten Benzinbränden sank der
Schadenserwartungswert auf weniger als ein
Zehntel des Wertes für den Fall ohne Maßnahme.
Die Kosten für eine Verkürzung der Abstände variieren
je nach Tunneltyp stark. Bei zweiröhrigen
Absenktunneln bzw. offener Bauweise können zusätzliche
Notausgänge relativ kostengünstig realisiert
werden, wohingegen der Einbau bei bergmännischer
Bauweise hohe Kosten verursacht.
Wird ein Tunnel neu gebaut, kann dieser finanzielle
Unterschied Kriterium für die Planung als Absenk-
oder Schildtunnel sein. Bei einer möglichen
Nachrüstung ist die Beeinträchtigung des fließenden
Verkehrs während der Baumaßnahmen zu berücksichtigen.
Bei der Planung eines Neubaus oder im Zuge von
Ertüchtigungs-/Instandsetzungsmaßnahmen sollte
für den Einzelfall geprüft werden, ob unter Berücksichtigung
der objektspezifischen bau- und betriebstechnischen
Gegebenheiten eine Reduzierung
der Notausgangsabstände zur Erhöhung der
Sicherheit beitragen kann. In diesem Fall wird ein
Abstand von 50 bis 100 m als zweckmäßig erachtet.
5.2.2 Empfehlungen zur Vorgehensweise
bei der Maßnahmenanwendung
5.2.2.1 Bei Neubauten
Im Rahmen eines Neubaus sind für einen Bauwerkseigentümer,
der Schutzmaßnahmen an Tunneln
vorsehen möchte, generell alle erarbeiteten
Maßnahmen möglich. Besonders die Bereiche
Entwurf und Bemessung bieten die große Möglichkeit,
zusätzliche Sicherheiten bezüglich eines Bedrohungsszenarios
mit vergleichsweise geringem
Aufwand und Eingriff in das Bauwerk einzuarbeiten.
Die Anhebung des Sicherheitsniveaus führt dennoch
zu einer Kostensteigerung. Damit ergibt sich

43 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
eine neue Fragestellung für die frühe Phase eines
Planungsprozesses: Welche Bedeutsamkeit hat
das neue Bauwerk in der Zukunft und welches
Schutzniveau für welches Szenario (oder welche
Szenarien) soll oder muss eingehalten bzw. eingeplant
werden.
Im Ergebnis muss der Bauwerkseigentümer mit
Unterstützung seiner Fachberater diese Entscheidung
treffen. Von ihm ist am Ende für das konkrete
Projekt zu definieren, wogegen und in welcher
Höhe Schutzmaßnahmen ergriffen werden sollen.
SKRIBT kann bei dieser Entscheidung keine direkte
Antwort beisteuern, aber Möglichkeiten aufzeigen.
Der Ablauf zur Entscheidungsfindung wird in
den Kapiteln 1 und 3 beschrieben. Die Grundlage
für die Entscheidung der Bauwerkseigentümer wird
dazu von der Politik und nicht zuletzt von der Gesellschaft
zu treffen sein, die festlegen muss, wie
viel ihr die zivile Sicherheit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken
wert ist und was sie bereit ist, dafür
auszugeben. Private Betreiber treffen ihre diesbezüglichen
Entscheidungen in der Regel vor dem
Hintergrund ihrer Betrachtungen zur langfristigen
Absicherung ihrer Einnahmen und der Lebenszykluskosten
des Bauwerks, siehe auch Kapitel 6.
Vom Bauwerkseigentümer ist daher stets für ein
konkretes Projekt anhand der spezifischen Gegebenheiten
das gewünschte Schutzziel zu bestimmen.
Weiter ist die Umsetzung der resultierenden
Schutzmaßnahmen vom Bauwerkseigentümer
festzulegen und gegenüber dem Planer im Einzelnen
abzufordern. Damit wird dem Umstand Rechnung
getragen, dass die Maßnahmen, die mit mehr
oder weniger hohen Zusatzaufwendungen verbunden
sind, zielgerichtet und anforderungsgemäß
umgesetzt werden und dem Gebot der Wirtschaftlichkeit
entsprechen.
5.2.2.2 Bei Nachrüstung
Für die öffentliche Hand als Bauwerkseigentümer
stellt sich das Thema Nachrüstung bzw. Verstärkung
von Tunnelbauwerken neben dem Identifizieren
der für das jeweils betrachtete Einzelbauwerk
angemessenen Maßnahme bzw. Maßnahmenkombination
infolge des großen Bauwerksbestandes
als Mengenproblem und in der Folge davon
als Finanzierungsproblem dar. Wo setzt man in
dieser Situation die knappen Finanzmittel ein und
welches Sicherheitsniveau ist jeweils mindestens
zu gewährleisten? Für private Betreiber stehen bei
den Überlegungen zur nachträglichen Nachrüstung
bzw. Verstärkung ihrer Bauwerke vor allem die
Fragen der betriebswirtschaftlichen Notwendigkeit
sowie des wirtschaftlichen Nutzens im Vergleich
zum finanziellen Aufwand im Vordergrund.
Die Nachrüstung bzw. Verstärkung von Bauwerken
im Hinblick auf mögliche Bedrohungsszenarien erfordert
daher eine hierarchisch strukturierte Vorge-
hensweise, mit mehreren Prüfstufen, bevor für das
konkrete Bauwerk bauliche oder sonstige bauwerksschützende
Maßnahmen ergriffen werden
können.
Wurde ein Bauwerk anhand des Identifizierungsverfahrens
als gefährdet herausgefiltert, muss die
Frage geklärt werden: Gegen welches Szenario
sind nachträgliche Schutzmaßnahmen zu ergreifen,
gibt es überhaupt solche dafür und sind sie
bezogen auf das individuelle Bauwerk wirksam und
angemessen? Dann können die am Objekt möglichen
und wirtschaftlichen Maßnahmen ausgewählt
werden. Wie aus Tabelle 4 ersichtlich, sind bautechnische
Maßnahmen in relativ überschaubarem
Rahmen möglich. Es folgen Planung und Ausschreibung
der Nachrüstung / Verstärkung durch
spezialisierte Fachplaner. Nach der Vergabe der
baulichen oder sonstigen Leistungen durch den
Bauwerkseigentümer bildet die Realisierung den
letzten Punkt der Vorgehenskette.
5.2.2.3 Bei Instandsetzung
Ist ein Tunnelbauwerk durch ein Initialereignis, sei
es Brand, Explosion, Kontamination, Naturgewalten
oder mechanische Einwirkungen, beschädigt
worden, geht dies in der Regel mit einer Verkehrsbeeinträchtigung,
im schlimmsten Fall mit einer
Vollsperrung, einher. Vor dem Hintergrund der Verfügbarkeit
der Verkehrsinfrastruktur in volkswirtschaftlicher
Hinsicht und der Minimierung des Ausfalls
von Mauteinnahmen bei privat betriebenen
Tunneln ist eine möglichst schnelle Instandsetzung
des zerstörten Bauwerkes herbeizuführen. Je nach
verkehrlicher Bedeutung ist das Anforderungsniveau
an die Wiederherstellungszeit sehr hoch.
Dies bedeutet, dass konventionelle Vorgehensweisen
- wie bei einem Neubau - aufgegeben werden
müssen, um Zeit zu sparen.
Die Bauwerksinstandsetzung gliedert sich in 4
Phasen. Diese sind
� Vorlaufende Arbeiten
� Planung
� Ausschreibung und Vergabe
� Baudurchführung.
Bei allen Phasen ist im Regelfall in kürzester Zeit
das jeweilige Ergebnis zu realisieren, worunter
Sorgfalt und Qualität der Arbeit nicht leiden dürfen.
� Vorlaufende Arbeiten
Als vorlaufende Arbeiten sind unmittelbar nach
dem Ereignis Sofortmaßnahmen, wie z. B. das
Sperren des Bauwerks und die Einrichtung von
Verkehrsumleitungen, zu ergreifen. Weiter können
Sicherungsmaßnahmen am Bauwerk selbst oder
an angrenzenden Gebäuden und Anlagen notwendig
werden.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 44
Nachdem die notwendigen Sicherungsmaßnahmen
durchgeführt wurden, folgen Schadensbesichtigungen
und Schadensbegutachtungen. Bei
schweren Schäden ist davon auszugehen, dass
die Staatsanwaltschaft tätig wird und Ermittlungen
aufnimmt. Hierzu werden vielfach Experten eingebunden,
die die Ursachen des Ereignisses klären
sollen. Häufig werden auch Versicherungs-
Sachverständige tätig, die das Ausmaß des Schadens
und die Ursache aus Sicht der Assekuranz
klären.
Wenn bis dahin noch nicht geschehen, sind nach
der Bauwerksfreigabe durch die Staatsanwaltschaft
erste Aufräumarbeiten mit anschließenden
weitergehenden gutachterlichen Untersuchungen
zur Tragwerksschädigung auszuführen. Es wird
geklärt, was von der Tragkonstruktion verbleiben
kann und was abgebrochen werden muss.
Am Ende der vorlaufenden Arbeiten sollten die
Schadensursache und ihr Ausmaß klar und entsprechend
dokumentiert sein. Vorgaben für die
Reparaturmaßnahmen und somit die Randbedingungen
für die Wiederherstellungsplanung liegen
nun vor.
� Planung
Bei größeren Schäden ist im Regelfall zur Instandsetzung
des Bauwerkes eine Planung zu erstellen.
Bei kleineren Schäden wird diese Leistung wahrscheinlich
nicht notwendig, so dass hier eine
schnellere Vorgehensweise möglich ist. Für die
Planung sind erfahrene und kompetente Planungspartner
für den Bauwerkseigentümer unerlässlich.
Sofern nicht bereits parallel zur Schadensfeststellung
die Planerauswahl erfolgt ist, muss
diese mit den vorliegenden Schadensausmaßerkenntnissen
schnellstmöglich vollzogen werden.
Für öffentliche Auftraggeber gelten einzuhaltende
Vergaberegularien. Nach der Verdingungsordnung
für freiberufliche Leistungen (VOF) [17] können
Planerleistungen bis zu einem Schwellenwert von
ca. 200.000 €, dies entspricht einer Wiederherstellkostengröße
von etwa 3,2 Mio. €, sofort freihändig
an einen geeigneten Planer vergeben werden.
Planerleistungen ab diesem Schwellenwert
sind öffentlich auszuschreiben.
Ein normal ablaufendes VOF-Verfahren dauert bei
günstigem Ablauf mindestens 10 Wochen, daher
muss ein schnellerer Weg beschritten werden. Für
derartige Probleme ist nach VOF § 3 (4) d zu verfahren
und das Verhandlungsverfahren ohne Teilnahmewettbewerb
durchzuführen. Der Auftraggeber
wird hierbei Gespräche mit geeigneten Planern
führen, die mindestens 5 Tage bis zur Angebotsabgabe
in Anspruch nehmen. Die Auswertung mit
anschließender Einspruchsfrist dauert 15 Tage, so
dass nach etwa 3 Wochen der Planungspartner
feststehen kann.
Bei privaten Betreibern werden die Planungsarbeiten
in der Regel im Rahmen einer beschränkten
Ausschreibung oder einer freien Vergabe an die
dem Betreiber zugehörigen Bauunternehmen übertragen.
Sehr früh muss geklärt werden, ob beim vorliegenden
Alter des Bauwerkes eine Reparatur sinnvoll
ist oder ein Neubau unter Würdigung künftiger
Entwicklungen (z. B. höhere Verkehrslasten oder
stärkere Robustheit gegenüber Naturkatastrophen
oder Terroranschlägen) eine geeignetere Alternative
darstellt. Ebenso sind die vorliegenden Prüfbefunde
zum Bauwerkszustand vor dem Schadensereignis
einzubeziehen. Nach Klärung des Vorgehens
kann mit der eigentlichen Planung zur Sanierung
oder zum Neubau begonnen werden.
Wird die Entscheidung für eine Wiederherstellung
gefällt, ist entsprechend dem Schadensausmaß
ein Sanierungskonzept zu entwickeln und ausschreibungsreif
durchzuplanen. Ergänzende statische
Entwurfsberechnungen sind parallel durchzuführen.
Für die Planung der Sanierungsmaßnahme
ist im Normalfall kein zeitaufwändiges Zustimmungsverfahren
(z. B. BMVBS-Entwurfszustimmung)
durchzuführen, statt dessen sollte im Hinblick
auf die Zeitschiene schnellstmöglich Zustimmungen
und Entscheidungen zu den Planungsinhalten
erfolgen. Selbstredend ist die Forderung an
den Planer, einen maximalen Ressourceneinsatz
zu gewährleisten, um die Ausschreibung kurzfristig
fertig zu stellen.
Bei der Entscheidung für einen Neubau anstelle
einer Wiederherstellung muss das Ziel verfolgt
werden, die Planung im Zeitrahmen einer Wiederherstellung
zu erbringen. Dies ist ein hoher Anspruch,
der aber mit partnerschaftlicher Zusammenarbeit
zwischen Planer und Bauherr umgesetzt
werden kann.
� Ausschreibung und Vergabe
Das Vorgehen für Ausschreibung und Vergabe von
Wiederherstellungsarbeiten richtet sich nach der
VOB/A, [18] für öffentliche Auftraggeber nach dem
Abschnitt 2 VOB/A. Wie bei der Planung bereits
dargestellt, sind die Wiederherstellungsmaßnahmen
nach einem Schadensereignis als sehr vordringlich
einzustufen, so dass das reguläre offene
Verfahren bzw. die öffentliche Ausschreibung nicht
zur Anwendung gelangen kann.
Mit der gleichen Dringlichkeit wie bei der Planung
kann der öffentliche Auftraggeber bis 10.000,00 €
Wiederherstellkosten freihändig (VOB/A § 3 (5))
und bis 150.000,00 € beschränkt ohne vorgeschalteten
Teilnahmewettbewerb vergeben (nicht offenes
Verfahren nach VOB/A § 3 a (3)). Darüber
hinaus kann nur ein Verhandlungsverfahren, das
an die Stelle der freihändigen Vergabe tritt (VOB/A
§ 3 a (1) 4.), weiterverfolgt werden. Im Hinblick auf

45 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
die Dringlichkeit kann aber auf den öffentlichen
Teilnahmewettbewerb verzichtet werden (VOB/A §
3 a (6) Nr. 4).
Der Zeitbedarf für Ausschreibung und Vergabe,
d.h. für Angebotskalkulation, Submission, Angebotswertung
und Vergabe der Leistung, wird bei
umfänglichen Wiederherstellungsleistungen eine
größere Zeitspanne erfordern. Aus der VOB/A § 10
a (2) Nr. 4b ergeben sich die Mindestzeiten für die
Abgabe der Angebote beim nicht offenen Verfahren.
Es folgen Verhandlungen mit den Bietern und die
Auswahl des künftigen Baupartners. Anschließend
ist der Auftrag zu formulieren, die nicht gewählten
Bieter erhalten eine Benachrichtigung, an die sich
eine 14-tägige Einspruchsfrist anschließt. Dann ist
der obsiegende Bieter nach maximal 3 Monaten
beauftragt.
Bei privaten Betreibern werden die Sanierungsarbeiten
analog den Planungsarbeiten in der Regel
ebenfalls im Rahmen einer beschränkten Ausschreibung
oder einer freien Vergabe an die dem
Betreiber zugehörigen Bauunternehmen übertragen.
� Baudurchführung
Sofort nach der Vergabe muss mit der Baudurchführung,
der Wiederherstellung oder dem Neubau,
begonnen werden. Wie bei den vorhergehenden
Ablaufschritten ist auch beim Bau die Zeit im Hinblick
auf die Wiederverfügbarkeit der entscheidende
Faktor. Aus diesem Grund sind Mehrschichtbetrieb
sowie Arbeiten am Wochenende trotz erhöhter
Kosten notwendige Maßnahmen. Die Mehrkosten
relativieren sich sehr schnell über die volkswirtschaftlichen
oder privatwirtschaftlichen Verluste,
die ein Vielfaches der Mehraufwendungen darstellen.
Bei der Baudurchführung muss ein bis auf die letzte
Aktivität optimierter Bauablauf umgesetzt werden.
Die erforderliche Logistikleistung muss von
den Baufirmen abgefordert und gesondert vergütet
werden. Hierdurch werden aber die Abläufe so gestrafft,
dass Bauzeit gespart und damit die Gesamtkosten
minimiert werden.
� Angemessene Lösungen
Die angemessene Lösung für die Instandsetzung
eines Tunnels nach einer Beschädigung hat sich
im Wesentlichen nach der Art und dem Ausmaß
des Schadens, der Bauart und dem Alter des Tunnels
sowie den relevanten Standortfaktoren (z. B.
regionale Lage, verkehrliche Anforderungen, zukünftige
Entwicklungen, etc.) zu richten.
Aufgrund der vielfältigen Ausprägungsmöglichkeiten
von Schäden, Bauwerkseigenschaften und
Standortfaktoren kann es keinen allgemein gülti-
gen Lösungsansatz für eine angemessene Bauwerksinstandsetzung
geben. Vielmehr muss für jeden
Fall eine individuelle Lösung unter Berücksichtigung
einer möglichst schnellen Realisierung der
Sanierung sowie der Angemessenheit der resultierenden
Kosten erarbeitet werden. Hierzu ist eine
vertrauensvolle sowie zeit- und kostenorientierte
Zusammenarbeit zwischen Bauwerkseigentümer
und einem kompetenten Tunnelplaner unabdingbar.
Zusätzlich zur Wiederherstellung ihrer verkehrlichen
Funktion sollte der Tunnel im Zuge ihrer Instandsetzung
natürlich mit entsprechenden
Schutzmaßnahmen ausgerüstet werden, die den
durch das gegebene Ereignis eingetretenen Schaden
oder weitere, aufgrund des Schadenseintritts
neu bewertete Schadensrisiken in Zukunft verhindern
oder zumindest auf ein akzeptables Maß mit
ausreichender Sicherheit reduzieren. Prinzipiell
gelten hierfür alle für den Fall der Nachrüstung /
Verstärkung beschriebenen Lösungen sinngemäß.
Grundsätzlich hat die Erfahrung mit der Instandsetzung
von lokal geschädigten Tunneln gezeigt,
dass die Bestimmung, welche Bauwerksteile noch
ausreichend funktionstüchtig sind und welche Bereiche
saniert werden müssen, in der Regel sehr
komplex ist. Zudem sind die Detailplanung und
Ausführung des Anschlusses der wiederherzustellenden
Bauteile an den unbeschädigten Bauwerksbestand
schwierig und aufwändig. Vor diesem
Hintergrund ist unter Berücksichtigung des
Schadensausmaßes, des Bauwerksalters und der
zukünftigen Beanspruchung für jeden Einzelfall
genau abzuwägen, ob eine Instandsetzung mittels
Reparatur oder ein kompletter Neubau des Tunnels
die zeitlich und wirtschaftlich bessere Lösung
darstellt.
5.2.3 Empfehlungen zur schnellen
Wiederinbetriebnahme
Die Abläufe von den ersten Rettungs- und Sicherungsmaßnahmen
nach dem Eintritt eines Ereignisses
bis zur Wiederinbetriebnahme nach erfolgter
Bauwerkssanierung sind, wie die Instandsetzungslösungen
selbst, je nach Schadensausmaß,
Bauwerksart und –alter sowie lokalen Standortfaktoren
völlig unterschiedlich. Die Erarbeitung eines
allgemein gültigen Leitfadens für die Wiederinbetriebnahme
eines Tunnels ist daher praktisch unmöglich.
Lediglich das Ziel, jede Wiederinbetriebnahme
so schnell wie möglich unter Einhaltung eines
angemessenen Kostenrahmens zu realisieren,
ist für jedes individuell zu erarbeitende Konzept als
übergeordnet und allgemein gültig zu betrachten.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es sinnvoll, im
Rahmen der Sicherheitsdokumentation für jedes
Tunnelbauwerk bereits im Vorfeld der Eröffnung
grundsätzliche Konzeptstrategien zu entwickeln,

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 46
die alle für den Tunnel relevanten, vom Schadensereignis
und Schadensausmaß unabhängigen Einflussgrößen
(z. B. lokale Standortfaktoren, betreiberspezifische
Rahmenbedingungen) bereits berücksichtigen.
Auf Basis dieser allgemeinen Strategien
müssen dann im Schadensfall detaillierte
Ablaufkonzepte unter Berücksichtigung aller ereignis-
und schadensrelevanten Parameter erarbeitet
und umgesetzt werden.
Eine Lösungsmöglichkeit für diesen Ansatz ist es,
die Betriebs- und Sicherheitsdokumentation, in der
Vorgehensweisen für vorhersehbare Schadensszenarien
(z. B. Betriebsstörungen durch Unfall,
oder begrenzter Brand) definiert werden, um Vorgaben
für das Management einer Krise zu erweitern.
Als Krise können hierbei z. B. alle Vorgänge
definiert werden, die die Sicherheit und Gesundheit
von Bauwerksnutzer und Betriebspersonal,
des Bauwerks und / oder der Umwelt auf unvorhergesehene
Weise und in hohem Maße gefährden.
Die Reaktion auf solche Vorgänge liegt jenseits
der unmittelbaren Kontrolle des Betreibers.
Die Definition folgender grundsätzlicher Konzepte
im Vorfeld des ereignisbezogenen Krisenmanagements
kann die Vorgänge und Lösungen zur Instandsetzung
und Wiederinbetriebnahme eines
beschädigten Bauwerks deutlich beschleunigen:
� Definition der Zusammensetzung eines interdisziplinären
Krisenmanagement-Teams aus
betreiberinternen und externen Spezialisten
sowie eines entsprechenden Koordinators und
Ablage der entsprechenden Kontaktdaten aller
Teammitglieder in einer zentralen und für alle
Mitarbeiter zugänglichen Datenbank
� Vorbereitung eines Einsatzzentrums für das
Krisenmanagement-Team
� Definition von 24 Std./Tag Bereitschafts-, Entscheidungs-,
Planungs- und Handlungsverantwortlichkeiten.
Die Erfahrung aus konkreten
Einzelfällen zeigt, dass es sinnvoll sein kann,
erfahrenen Vor-Ort-Mitarbeitern für den Zeitraum
der Krisenbewältigung weit reichende
Möglichkeiten zur Eigeninitiative mit entsprechenden,
auch finanziellen Handlungsermächtigungen
zu übertragen.
� Einrichtung von krisensicheren, redundanten
Kommunikationsnetzen, die auch in Worst-
Case-Szenarien (z. B. kompletter Stromausfall
und kein Handy-Betrieb möglich) funktionieren
� Festlegung kontinuierlicher Informationsweitergabe
innerhalb des Krisenmanagement-Teams
und aller Beteiligten (z. B. im Rahmen von regelmäßigen
Koordinationstreffen oder durch regelmäßige
Übermittlung eines Fortschrittberichts
der verschiedenen Einsatzgruppen an alle
Mitarbeiter)
� Festlegung schneller Kooperationswege zwischen
allen notwendigen Beteiligten (z. B. Betreiber,
Versicherungsvertreter, Genehmigungsbehörden,
Planer, Bau- und Betriebsdienstleister)
� Klare und entsprechend verbreitete Dokumentation
des Versicherungsschutzes für alle denkbaren
Schadensszenarien (Versicherungsbedingungen,
entsprechende Deckungssummen,
welche Einbehalte)
� Erstellung von Finanzierungsplänen für die
schnelle Instandsetzung großer Schäden und
den ggfls. notwendigen kompletten Abriss und
Neuaufbau.
Zudem sollten ebenfalls frühzeitig folgende grundlegende
Konzepte zur Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigung
im Krisenfall erarbeitet werden:
� Einrichtung von krisensicheren, redundanten
Verkehrskontrollsystemen
� Verkehrsführungskonzepte für den Fall einer
Teilsperrung des Tunnels
� Umleitungskonzept zur Aufrechterhaltung der
regionalen Verkehrsverbindungen für den Fall
einer notwendigen Vollsperrung des Tunnels
� Bauwerksnahe Bevorratung von Absperr- und
Umleitungsmaterial und entsprechender Verkehrszeichen
Die Praxiserfahrung zeigt, dass die Ausgabe klarer
und zielgerichteter Rahmenvorgaben zur Bewältigung
derartiger Krisen durch die verantwortliche
Leitung des Betreibers eminent wichtig ist. Hierbei
sind neben den Entscheidungs- und Handlungsverantwortlichkeiten
auch die Priorisierung bzgl.
Minimierung der Verkehrsbeeinträchtigung gegenüber
einer möglichst schnellen Bauwerksinstandsetzung
festzulegen. Z. B. kann die Aufrechterhaltung
einer Teilpassierbarkeit des Tunnels priorisiert
werden, auch wenn daraus eine deutlich längere
Instandsetzungszeit resultiert.
Alle im Rahmen einer Instandsetzung und Wiederinbetriebnahme
gemachten Erfahrungen sind zur
besseren Bewältigung künftiger Krisen und Beschleunigung
der Wiederinbetriebnahme zu analysieren
und zu dokumentieren, die Sicherheitsdokumentation
für den Krisenfall ist entsprechend
fortzuschreiben.
5.3 Empfehlungen zur Maßnahmenanwendung
für Betreiber, Einsatzdienste
und Nutzer
Im folgenden Kapitel werden zwölf betriebliche und
fünf organisatorische Schutzmaßnahmen für Tunnel
sowie ihre Wirkungsweisen erläutert. Zwei der
Maßnahmen wirken präventiv, die übrigen dienen
primär dem Nutzerschutz, die meisten nachgeord-

47 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
net auch dem Bauwerksschutz. Sie sind zur Prävention
und/oder Ausmaßminderung bei verschiedenen
Ereignissen geeignet.
Da für ihre Umsetzung in den meisten Fällen nicht
die Nutzer selbst, sondern entweder der Betreiber
des Tunnels oder die Einsatzdienste verantwortlich
sind, werden die Empfehlungen für die einzelnen
Maßnahmen an diese Zielgruppen gerichtet formuliert.
Eine Unterscheidung zwischen Neubau, Nachrüstung
und Instandsetzung wie bei den Maßnahmen
zum Bauwerksschutz erfolgt hier nicht, da Unterschiede,
wenn überhaupt, nur bei den Investitionskosten
bestehen. Eine detaillierte Beschreibung
der Maßnahmen ist den angehängten Maßnahmenblättern
zu entnehmen.
5.3.1 Empfehlungen für Betreiber
5.3.1.1 T 11 - Detektion überhitzter Fahrzeuge
Die Erkennung überhitzter Fahrzeuge wirkt präventiv
und kann helfen, Unfälle, Brände, sowie durch
Überhitzungsbrände ausgelöste Explosionen und
Kontamination zu verhindern und auf diese Weise
sowohl die Sicherheit der Nutzer zu erhöhen, als
auch das Bauwerk vor gravierenden Beschädigungen
zu schützen.
Im Fall einer Detektion überhitzter Fahrzeuge können
diese an einer Einfahrt in den Tunnel gehindert
und die Gefährdung auf diese Weise frühzeitig
abgewendet werden. Maßnahmen zur Verhinderung
einer unerlaubten Einfahrt können bei weit
vorgelagerter Detektion ein direktes Herausholen
des Fahrzeugs oder Sperreinrichtungen, z. B. Verkehrssignale
oder Schranken, an der Tunneleinfahrt
umfassen.
Die Sensorik für die Maßnahme besteht aus Video-
und Wärmebildkameras, die seitlich oberhalb der
Fahrbahn installiert werden (z. B. an Schilderbrücken
oder Masten), daher wird der fließende Verkehr
– außer im Alarmfall - weder durch den Einbau
noch durch die Maßnahme selbst beeinträchtigt.
Die Maßnahme zielt in ihrer aktuellen Ausprägung
zuvorderst auf die automatisierte Unterstützung bei
der Detektion überprüfungswürdiger Fahrzeuge
ab, deren Temperaturprofil und Wärmebild dem
sachkundigen Operator in der Leitstelle zur weiteren
Begutachtung und Veranlassung im Alarmfall
zur Verfügung gestellt werden. Nach derzeitigem
Stand der Technik ist eine automatisierte Sperrung
der Tunneleinfahrt im Falle eines erkannten überhitzen
Fahrzeugs nicht zu empfehlen, da es für die
Festlegung von geeigneten Schwellwerten noch
weiterer Forschung sowie Regulierung bedarf.
Die Kosten der Maßnahme für den Betreiber sind
moderat und betreffen im Wesentlichen die
Sensorik (Kameras) und das Auswertesystem
(Software und Server) sowie die entsprechende
Schulung der Operatoren. Bei Umsetzung der
Maßnahme sind datenschutzrechtliche Belange zu
beachten.
Es wird empfohlen, dass insbesondere Betreiber
von Tunneln nach Gefällestrecken oder von längeren
Tunneln, bei denen ein Ausfall bzw. eine Wiederherstellung
sehr hohe Kosten bedeuten würden,
und bei denen potenziell mit einer hohen Anzahl
an Personenschäden gerechnet werden
muss, den Einsatz dieser Maßnahme prüfen sollten.
Des Weiteren wird empfohlen, die Maßnahme
im Rahmen von umfassenderen Feldtests sowie
Forschungs- und Entwicklungsprojekten weiter zu
verfeinern und ggfls. eine entsprechende Regulierung
anzustoßen.
5.3.1.2 T 12 - Gefahrgutbeschränkung/ kategorisierung
Die Kategorisierung und Beschränkung von Gefahrgut
wirkt präventiv und kann Brand, Kontamination
sowie durch Unfälle ausgelöste Explosionen
verhindern. Sie ermöglicht, gezielt bestimmte Gefahrgüter
von der Tunneldurchfahrt auszuschließen,
wodurch Unfälle mit den ausgeschlossenen
Gefahrgütern nicht mehr auftreten können. So
werden sowohl die Nutzer als auch das Bauwerk
geschützt.
Durch eine alleinige Beschränkung ohne zusätzliche
Maßnahmen wird ein Großteil der ausgeschlossenen
Gefahrgüter ferngehalten. Soll die Sicherheit
optimiert werden, kann die Gefahrgutbeschränkung
mit einer Gefahrgutdetektion (s. „T 13 /
T 14 – Gefahrgutdetektion“) und einer Sperreinrichtung
für den Tunnel kombiniert werden. So
kann auch die vorsätzliche, unerlaubte Einfahrt in
den Tunnel verhindert werden.
Die Ermittlung der Kategorisierung erfolgt nach
dem mehrstufigen „Verfahren zur Kategorisierung
von Straßentunneln gemäß ADR 2007“ [23]. Hier
werden die Gefahrgutrisiken sowohl für den Tunnel
als auch für die mögliche Umfahrungsstrecke, für
die die umgeleiteten Gefahrgüter ein zusätzliches
Risiko darstellen, bewertet.
Bisher entscheidet der Betreiber über die Anwendung
dieses Verfahren, wenn ein Tunnel nach Expertenmeinung
für Gefahrgut gesperrt werden sollte.
Es wird empfohlen, das Verfahren flächendeckend
bei allen Tunneln anzuwenden.
Es handelt sich um eine Maßnahme mit geringen
Kosten für den Betreiber, da die Anschaffungskosten
sowohl bei Neubau als auch bei Nachrüstung
niedrig sind und keine weiteren Unterhaltskosten
entstehen. Dies ist vom Objekt unabhängig. Neben
den reinen Investitionskosten sind bei der Umsetzung
allerdings auch die wirtschaftlichen Kosten-

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 48
folgen zu berücksichtigen. Diese ergeben sich z. B.
für den Gefahrgutspediteur bei einer notwendigen
Umfahrung des Tunnels aufgrund einer vorhandenen
Kategorisierung.
5.3.1.3 T 13/T14 Gefahrguterkennung
Die Gefahrguterkennung mittels Video bzw. RFID
ermöglicht es dem Operator sowie den Einsatzdiensten,
zielgerichtet auf die aktuell im Tunnel
herrschende Gefahr zu reagieren und beispielsweise
bei Benzin kein Wasser sondern entsprechende
Schaumlöschmittel einzusetzen. Darüber
hinaus kann die Einhaltung der Tunnelkategorie
gemäß ADR [23] überwacht werden. Insofern wirkt
diese Maßnahme ausmaßmindernd für Nutzer und
Bauwerk.
Beim Transport gefährlicher Güter ist, auch wenn
die vorgeschriebenen Sicherheitsvorkehrungen
eingehalten werden, das Risiko eines Störfalles
nicht generell auszuschließen. Das Risiko nimmt
zu, je mehr LKW sich gleichzeitig in einem Tunnel
befinden, da es im Störfall zu einer Kettenreaktion
kommen kann. Des Weiteren ist im Brandfall nicht
jedes Gefahrgut mit Wasser zu löschen. Daher ist
es von Nutzen zu wissen, welche Gefahrgüter sich
jeweils in einem Tunnel befinden. Dies kann durch
eine Detektion von Gefahrgut-LKW zum Beispiel
per Videodetektion über die Gefahrguttafel oder
über einen RFID-Tag vor der Einfahrt in den Tunnel
geschehen. Hierdurch ist im Ereignisfall die
Möglichkeit gegeben, gezielte Maßnahmen gegen
die im Tunnel befindlichen Gefahrgüter zu ergreifen.
Die Kosten der Maßnahme für den Betreiber sind
moderat und betreffen im Wesentlichen die
Sensorik (Kameras / RFID Empfänger) und das
Auswertesystem (Software und Server) sowie die
entsprechende Schulung der Operatoren.
Es wird empfohlen, dass insbesondere Betreiber
von längeren Tunneln, bei denen ein Ausfall bzw.
eine Wiederherstellung sehr hohe Kosten hervorrufen
würde und bei denen potenziell mit einer hohen
Anzahl an Personenschäden gerechnet werden
muss, den Einsatz dieser Maßnahme dringend
prüfen sollten.
Die Ergebnisse des Feldtests im Projekt SKRIBT,
insbesondere die erreichten Detektions-
Leistungen, lassen in Kürze eine technologisch
stabile Lösung für das automatische Lesen von
Gefahrguttafeln per Videodetektion am Markt erwarten.
Da es sich um eine rein Infrastrukturbasierte
Lösung handelt, sind Änderungen an den
Fahrzeugen nicht notwendig. Es wird allerdings
empfohlen, das manuelle Zusammensetzen der
Gefahrguttafeln zu vermeiden, da dies zu Lesefehlern
führen kann. Zudem gibt es Gefahrguttransporter
mit mehreren unterschiedlich gelade-
nen Gefahrgütern. In diesem Falle gibt es an Front
bzw. Heck des Fahrzeugs eine neutrale Tafel ohne
Aufschrift. Es wird empfohlen, diese zu vermeiden.
Ein RFID gestütztes System ist deutlich genauer,
hierfür sind jedoch noch operative Modelle zu erarbeiten.
Die Anordnung und Einbindung eines
RFID Empfangssystems wäre ähnlich wie bei der
Kamera. Für die RFID Sendesysteme (Tags)
müssten innerhalb der nächsten 2-3 Jahre Standards
festgelegt und mindestens Europa-weit gesetzliche
Regelungen auf den Weg gebracht werden,
welche in der Vorschrift resultieren, dass jeder
Gefahrguttransporter mit einer entsprechenden
elektronischen Gefahrguttafel ausgerüstet wird.
Bei beiden Varianten sind datenschutzrechtliche
Belange zu beachten.
5.3.1.4 T 15 - ITCC Integration
Die Vielzahl der zu verarbeitenden Informationen,
die in einem Tunnel laufend anfällt, ist für eine
"manuelle" Verarbeitung durch den Bediener nicht
geeignet. Eine entsprechende Integration in die
bestehende Betriebsleittechnik ist daher unerlässlich,
da nur durch sie eine abgestimmte und koordinierte
Reaktion des Systems auf Ereignisse sichergestellt
werden kann.
Im Projekt SKRIBT wurden zwei Arten von ITCC
(„International Tunnel Control Center“) Integration
betrachtet:
� Integration der neuartigen Detektoren (Erkennung
überhitzter Fahrzeugteile (T 11), Gefahrguterkennung
(T 13 / T 14)
� Integration der Alarm- und Gefahrenabwehrpläne
(AGAPs)
Die neuartigen Detektoren wurden in die Bedienoberfläche
integriert und stellen das aktuell im
Tunnel befindliche Gefahrgut dar, bzw. alarmieren
den Bediener bei Detektion eines überhitzten
Fahrzeugs. Gegebenenfalls kann der Tunnel in
solchen Fällen auch voll- oder halbautomatisch
gesperrt werden, um das Einfahren des Fahrzeuges
zu verhindern bzw. den Zufluss weiterer Fahrzeuge
zu unterbinden.
Die herkömmlichen, papiergebundenen Alarm- und
Gefahrenabwehrpläne werden durch eine computergestützte
Abarbeitung ersetzt, wobei eine Dokumentation
auf Papier oder anderen Datenträgern
unterstützt wird. Die computerbasierte Version bietet
etliche Vorteile:
� Die Alarm- und Gefahrenabwehrpläne werden
nur an einem Ort verwaltet und können automatisch
aktualisiert werden.
� Die Alarm- und Gefahrenabwehrpläne sind jederzeit
aktuell.

49 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
� Der Bediener hat die Möglichkeit, die Abarbeitung
und Quittierung mit Kommentaren und Erläuterungen
zu versehen.
� Zur späteren Auswertung von Ereignissen wird
im System alles lückenlos dokumentiert und mit
Zeitstempeln versehen.
Die volle Integration von neuartigen Detektoren
und von Alarm- und Gefahrenabwehrplänen wird
als ein probates Mittel zur Unterstützung der Operatoren
und Optimierung der Handlungsabläufe
gesehen. Dies ist insbesondere in Anbetracht des
Trends, mehr und mehr Tunnel von einer einzigen
Zentrale aus zu steuern und zu überwachen, von
herausragender Bedeutung, da verschiedene Tunnel
unterschiedliche AGAPs benötigen können und
so die benötigte Dokumentation sehr umfangreich
werden kann.
Die Investitionskosten sind insbesondere beim Ersatz
von Anlagen oder deren Neuerrichtung gering.
Die laufenden Unterhaltskosten sind geringer
als eine papiergestützte Verwaltung und Vorhaltung
von Alarm- und Gefahrenabwehrplänen. Daher
wird der Einsatz der ITCC Integration empfohlen.
Bei der genauen Ausgestaltung des Systems
sind Anforderungen des Daten- und des Arbeitnehmerschutzes
zu berücksichtigen.
5.3.1.5 T 16 – Gasdetektion
Gasdetektionsanlagen gehören zur Standardausrüstung
von chemischen Anlagen und sind dort
seit vielen Jahren im produktiven und zuverlässigen
Einsatz. Sie detektieren mit hoher Genauigkeit
auch geringe Mengen an brennbaren, giftigen oder
ätzenden Gasen. Bislang sind solche Anlagen unüblich
in Verkehrstunneln, wo sie wie in der chemischen
Industrie brennbare, giftige oder ätzende
Gase, gegebenenfalls auch zu geringe Sauerstoffkonzentrationen,
detektieren können.
Aufgrund des ständig steigenden Verkehrsaufkommens,
das auch zu mehr Gefahrguttransporten
von verflüssigten oder verdichteten Gasen führt
(zum Teil auch wegen der Vorteile von Gasen gegenüber
Flüssigkeiten in der chemischen Industrie),
steigt auch die Gefahr eines ungewollten Austritts
dieser Gase mit negativen Auswirkungen auf
die Nutzer und die Einsatzdienste.
Eine Gasdetektion kann hier präventiv wirken, indem
ein ausgetretenes Gas detektiert wird, bevor
es sich entzündet oder explodiert. In diesem Fall
hat die Maßnahme sowohl für Nutzer als auch für
das Bauwerk eine schützende Wirkung. Zudem
wird durch eine derartige Anlage die Möglichkeit
geschaffen, die Lüftungsszenarien bei Gasaustritt
speziell für die jeweilige Situation zu regeln. Außerdem
können die Einsatzkräfte bereits vor Eintreffen
am Unfallort genauer über die Art des Ereignisses
informiert werden.
Eine Gasdetektionsanlage besteht aus den Detektoren
(ca. alle 100 m im Tunnel zu verbauen), der
passenden Auswerteinheit bzw. einer Verbindung
zum Leitrechner sowie der geeigneten Logik und
den Gefahrenabwehrplänen. Die Investitionskosten
sind gering, ebenso wie die laufenden Unterhalts-
und Wartungskosten. Die Wartungskosten
bestehen lediglich aus den 1-5 jährigen Wechselzyklen
der elektrochemischen Messaufnehmer.
Hinsichtlich der Genauigkeit der Detektoren werden
keine besonderen Anforderungen gestellt, allerdings
müssen sich auch relativ geringe Konzentrationen
rasch und zuverlässig detektieren lassen.
Es wird empfohlen, den Einsatz solcher Anlagen
im Einzelfall und abgestimmt auf das für den Tunnel
zugelassene Gefahrgut zu planen. Künftige
Entwicklungen, vor allem auf dem Gebiet der Antriebstechnik
von Fahrzeugen (wie zum Beispiel
erdgasbetriebene Fahrzeuge oder Fahrzeuge mit
Wasserstoffantrieb) sind zu berücksichtigen.
5.3.1.6 T 17 - Schnellere Ereignisdetektion
Eine schnellere Ereignisdetektion wirkt ausmaßmindernd
bei Brand, BLEVE, Kontamination und
Überflutung. Sie ermöglicht eine frühere Aufforderung
der Nutzer zur Flucht in sichere Bereiche und
verbessert so die Möglichkeit zur Selbstrettung.
Daher ist diese Maßnahme auch für Szenarien der
Verkehrssicherheit relevant. Darüber hinaus wird
durch eine frühere Initialisierung des situationsgerechten
Betriebs der Brandlüftung erreicht, dass
diese ihre schadensausmaßmindernde Wirkung für
Tunnelnutzer und Bauwerk bei Brand-, BLEVE-
und Kontaminationsereignissen früher entfalten
kann. Des Weiteren bewirkt ein früheres Sperren
der Tunnelzufahrten eine Reduktion der potenziell
gefährdeten Tunnelnutzer.
Eine Verkürzung in der Ereignisdetektion kann
durch die Installation zusätzlicher Detektionssysteme
erzielt werden. Eine schnellere Detektion von
verkehrlichen Störfällen und Bränden ist beispielsweise
durch die Installation eines Videodetektionssystems
realisierbar, wie im Rahmen des im Auftrag
des BMVBS durchgeführten Forschungsprojektes
„Brand- und Störfalldetektion in Straßentunneln“
[24] gezeigt werden konnte. Danach lassen
sich Brandereignisse und verkehrliche Störfälle innerhalb
weniger Sekunden detektieren. Zur lückenlosen
Überwachung werden im Tunnelinnenraum
Videokameras im Abstand von 75 m – 100 m
installiert. Zur Raucherkennung im Brandfall werden
die Kamerabilder auf ihre Bildkontraste ausgewertet
und bei Unterschreitung bestimmter Kontrastwerte
wird ein Alarm ausgelöst. Verkehrliche
Störfälle, wie beispielsweise haltende Fahrzeuge,
Falschfahrer etc., die ein Ereignis auslösen können,
werden über Bewegungsanalysen im Videobild
online erfasst und generieren bei Ereignisein-

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 50
tritt einen entsprechenden Alarm.
Aufgrund möglicher Sichtbehinderungen durch
Lkw sind die Kameras möglichst hoch über der
Fahrbahn zu installieren. Um Objekte über möglichst
weite Bereiche zu erkennen, sollten die Kameras
eine ausreichend hohe Auflösung (bspw.
752 x 582 Pixel) aufweisen und zur Vermeidung
von Smearing-Effekten über eine möglichst große
Dynamik verfügen. Bei der Bildauswertung ist darauf
zu achten, dass diese nicht durch Reflektionen,
nasse Fahrbahnen und Fahrzeugbeleuchtungen
beeinflusst wird. Zudem sind bei der Verwendung
von Videodetektion datenschutzrechtliche
Belange zu beachten.
Zur Detektion von Kontamination durch Chlor und
andere Gase sind spezielle Gasmessgeräte erforderlich,
die in ausreichend kleinen Abständen zu
positionieren sind. Die Detektion einer Überflutung
kann durch Detektoren zur Messung von Wasserfilmdicken
oder auch mittels Videodetektionssystemen
(s.o.) erfolgen.
Die Auswertung von Meldungen erfolgt personell in
der Tunnelzentrale. Hierzu ist eine grafische Bedienoberfläche
zu verwenden.
Aufgrund der Verbesserung der Nutzer- und der
Bauwerkssicherheit im Ereignisfall kann die Maßnahme
Schnellere Ereignisdetektion für Tunnelbauwerke
mit hoher Verkehrsdichte empfohlen
werden.
5.3.1.7 T 18 - Dynamische Fluchtwegkennzeichnung
Eine dynamische Fluchtwegkennzeichnung wirkt
ausmaßmindernd bei Brand, BLEVE und Kontamination.
Sie verbessert die Orientierung im Ereignisfall,
indem sie nach Lokalisation der Gefahrquelle(n)
Tunnelnutzern standortabhängig die besten
Fluchtmöglichkeiten aus gefährdeten Bereichen
anzeigt. Sie wirkt hierdurch direkt auf den Nutzer
und verbessert so die Möglichkeit zur Selbstrettung.
Somit ist diese Maßnahme auch für Szenarien
der Verkehrssicherheit relevant. Die positive
Wirkung sinkt allerdings mit späterer Detektion und
Alarmierung deutlich.
Sobald die Freisetzung eines Gefahrenstoffes in
einem Abschnitt des Tunnels detektiert wird, zeigen
die Rettungszeichen ausschließlich Fluchtwege
an, die nicht in den Tunnelabschnitt mit detektierter
Gefahrstofffreisetzung hinein führen. Die dynamische
Schaltung der Fluchtwegkennzeichnung
erfordert im Ereignisfall eine Ereignisdetektion sowie
die Bestimmung des Ereignisortes.
Als Anzeige dienen Lichtzeichen (inzwischen auch
LED bestückt) in Form beleuchteter Pfeile oder
Kreuze, die in der Tunnelwand oder in die Fahrbahn
verbaut sind. Unterstützung erfahren dyna-
mische Warnsysteme durch die Umsetzung der im
SKRIBT-Bericht „Menschliches Verhalten“ [25]
empfohlenen Maßnahmen, wie der Farbgebung
der Fluchtweganzeige (grün) und einer bewegten
Signalisierung (z. B. Lauflicht in Richtung der
Fluchttür).
Die dynamische Fluchtwegkennzeichnung stellt
hohe Anforderungen an eine örtlich genaue Bestimmung
des Ereignisortes, da bei einer Falschanzeige
flüchtende Tunnelnutzer in die Richtung
des Ereignisortes geleitet werden und in einem
solchen Fall wesentlich mehr Nutzer zu Schaden
kommen können als mit einer statischen Fluchtwegkennzeichnung.
Daher ist bei der Systementwicklung
insbesondere auf sinnvolle Redundanz-
und Rückfall-Lösungen zu achten, damit beim Ausfall
der Steuerung die Sicherheit gewährleistet ist.
Fehlanzeigen können unter Umständen zu Schadensersatzansprüchen
führen, wenn sie durch eine
Verletzung der Straßenverkehrssicherungspflicht
verursacht wurden.
Die Ablösung der statischen Piktogramme zur
Fluchtwegkennzeichnung durch bewegliche Richtungsanzeigen
wurde erstmals im Rahmen der
Sanierungsarbeiten des Düsseldorfer Flughafens
nach dem Brand am 11.4.1996 gefordert. Im Zuge
dieser Ausschreibung beschäftigten sich verschiedene
Firmen mit diesem Thema und entwarfen
entsprechende Systeme, die später teilweise weiterentwickelt
und in verschiedenen Hochbauprojekten
erfolgreich eingesetzt wurden. Im Jahr 2003
wurde eine dynamische Fluchtwegkennzeichnung
erstmals in einem Tunnel, dem 1580 m langen
Markusbergtunnel in Luxemburg, realisiert, wegen
der o.g. möglichen Schadensersatzansprüchen allerdings
nicht in Betrieb genommen.
Da die Wirkung der Maßnahme eine sehr frühe Erkennung
des Schadensereignisses voraussetzt,
kann sie nur in Kombination mit einer schnellen
und zuverlässigen Detektion empfohlen werden.
5.3.1.8 T 19 - Rauchabsaugung
Eine Rauchabsaugung dient dem Nutzerschutz
sowie nachgeordnet auch dem Bauwerksschutz.
Sie wirkt ausmaßmindernd bei Brand, BLEVE und
Kontamination.
Wesentliche Bestandteile einer Rauchabsaugung
sind einzeln ansteuerbare Rauchabzugsvorrichtungen,
über die Rauch und Schadgase sowie
Wärme aus dem Tunnelinnenraum extrahiert werden.
Die Abführung der mit Verbrennungsprodukten
oder Schadgasen belasteten Tunnelluft erfolgt
entweder über Ventilatoren direkt ins Freie oder
über einen parallel zur Tunnelröhre verlaufenden
Abluftkanal, an dessen Austrittsende Axialventilatoren
angeordnet sind. Der Abluftkanal wird üblicherweise
durch den Einbau einer Zwischendecke

51 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
im Tunnel realisiert. Im Abstand von 50 m bis
100 m sind in diese dann einzeln ansteuerbare
Rauchklappen integriert.
Wichtige Voraussetzung einer Rauchabsaugungsanlage
sind eine vorhergehende Ereignisdetektion
sowie die Bestimmung des Ereignisortes. Im Ereignisfall
erfolgt nach Ereignisdetektion und Ortsbestimmung
die Aktivierung der Rauchabzugsvorrichtung
im Ereignisbereich. Aufgrund der sich einstellenden
Druckdifferenzen wird dann Luft aus
dem Fahrraum gesogen. Im Fall einer direkten Absaugung
ins Freie sind hierzu lediglich die betreffenden
Abluftventilatoren anzusteuern. Bei einer
Absaugung über einen Rauchabsaugkanal sind
das Öffnen der Rauchabzugsklappen im Ereignisbereich
sowie das Einschalten der Axialluftventilatoren
erforderlich. Zur Unterstützung der Druckwirkung
können auch Strahlventilatoren in das Lüftungskonzept
mit einbezogen werden.
Die Wirksamkeit einer Rauchabsaugung ist direkt
abhängig von der Genauigkeit der Ereignisortsbestimmungssysteme
sowie von den Abständen einzeln
ansteuerbarer Rauchabzugsvorrichtungen.
Voraussetzung bei der Bauwerksertüchtigung ist
entweder eine geringe Überdeckung oder ein ausreichend
großer Querschnitt, der bei Anbringung
eines Abluftkanals die Einhaltung des Lichtraumprofils
im Fahrraum sicherstellt. Alternativ können
Abluftkanäle auch seitlich angeordnet werden.
Eine Entrauchung über eine Rauchabsaugung ist
dann besonders sinnvoll, wenn erhöhte Gefahr besteht,
dass die Nutzer im Tunnelraum dichtem
Rauch ausgesetzt werden. Dies ist insbesondere
bei im Gegenverkehr betriebenen sowie auch bei
im Richtungsverkehr mit Staugefahr betriebenen
Tunneln der Fall. Die Entscheidung darüber, unter
welchen Randbedingungen eine Absaugung zu installieren
ist, hat gemäß den Vorgaben der RABT
zu erfolgen.
5.3.1.9 T 20 - Softstop Barriere
Bei einer Softstop-Barriere wird die Aufforderung
„STOP“ mit Hilfe eines Lasers auf einen Wasservorhang
in Portalnähe projiziert. Ihre sofortige Aktivierung
nach Feststellung eines Ereignisses im
Tunnel verhindert das weitere Zuströmen von
Fahrzeugen. Durch diese Maßnahme wird die Anzahl
der in das Ereignis involvierten Personen reduziert
und die Brandlast im Tunnel nicht unnötig
weiter erhöht. Die Maßnahme wirkt daher ausmaßreduzierend.
Wie Untersuchungen gezeigt haben, reagieren
Verkehrsteilnehmer mit Verzögerung auf eine Tunnelsperrung,
wenn diese Sperrung über eine Signalanlage
(„rot“) induziert wird. Voraussetzung für
die zusätzliche Aktivierung einer Schrankenanlage
am Portal ist daher, dass die Leitstelle zunächst
eine optische Kontrolle durchführt; dabei wird geprüft,
ob der Verkehr tatsächlich zum Stillstand gekommen
ist. Im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen,
möglicherweise zeitraubenden Prozedere
kann die Softstop Barriere unverzüglich
ausgelöst werden.
Im Gegensatz zur Schrankenanlage, die nach den
Richtlinien für die Ausstattung und den Betrieb von
Straßentunneln (RABT) gefordert ist, ist die
Softstop Barriere im Tunnelmund zu installieren.
Gemäß RABT befinden sich die Schrankenanlagen
in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten
(Mittelstreifenüberfahrt, Topographie, Platzverhältnisse)
etwa 20 bis 200 Meter vor der Tunneleinfahrt.
Da die Softstop Barriere vornehmlich dazu
dient, den Verkehrszufluss in den Tunnel unmittelbar
nach Detektion eines Ereignisses zu stoppen,
sollten die Schranken zusätzlich aktiviert werden.
Vor dem Schließen der Schranken ist zu prüfen, ob
der Vorportalbereich zwischen Schrankenanlage
und Tunnelmund eine Gasse aufweist, um den
Einsatzdiensten die Zufahrt zu gewährleisten. Zudem
ist zu kontrollieren, ob der Schwenkbereich
der Schranken frei von Fahrzeugen ist. Die
Softstop Barriere ist zu deaktivieren, nachdem die
verkehrliche Situation am Portal geklärt und sichergestellt
ist, dass nur Befugte den Tunnel betreten
können. Neben der effektiven Aufforderung an
den Verkehrsteilnehmer, sein Fahrzeug zu stoppen,
ist ein weiterer Vorteil der Softstop Barriere,
dass die sichere Durchfahrt Einsatzdienste jederzeit
möglich ist. Zusätzlich zu der zuvor beschriebenen
Einbausituation am Tunnelportal ist eine
Umsetzung der Softstop Barriere ebenfalls innerhalb
der Tunnelstrecke in Erwägung zu ziehen.
Dadurch können die Tunnelnutzer unmittelbar
nach Detektion eines Ereignisses möglichst weit
vor dem Ereignisort gewarnt und zum Stillstand
gebracht werden.
Der Einsatz einer Softstop Barriere kann grundsätzlich
als eine sehr wirksame Maßnahme bezeichnet
und daher empfohlen werden. Dennoch
sind vor der Umsetzung einer derartigen Tunnelsperrung
die folgenden Aspekte zu hinterfragen:
� Ist aufgrund der Lichtverhältnisse am Tunnelportal
zu jeder Zeit gewährleistet, dass die Aufforderung
zu stoppen lesbar und durch den
Fahrzeugführer begreifbar ist?
� Erlauben es die Platzverhältnisse, dass trotz
sich stauenden Verkehrs am Tunnelportal der
Zugang für Fremdrettungskräfte gewährleistet
ist?
� Welche klimatischen Bedingungen stehen ggfls.
im Widerspruch zur Realisierung einer Softstop-
Barriere (Frost- / Glättegefahr etc.)?
Die Anlage ist nach der Installation in die Tunnelbetriebstechnik
einzubinden.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 52
5.3.1.10 T 21 – Tunnelkommunikation
Diese Maßnahme ermöglicht es dem Betreiber, die
Nutzer unmittelbar über Ereignisse und Maßnahmen
zu informieren, damit Fahrzeugführer bei Notfällen
in Tunneln adäquat reagieren können. Bei
einer „Car2X“ Kommunikation können auch umgekehrt
Informationen (Fahrzeugzustand, Ladungsinformationen)
vom Nutzer an die Tunnelleitzentrale
gesendet werden. Die Maßnahme wirkt somit
ausmaßmindernd. Bei einem Unfall im Tunnel
können direkte Anweisungen an verschiedene
Tunnelabschnitte gesendet werden, damit sich der
Stau möglichst schnell auflöst. Im Falle einer Tunnelevakuierung
können ebenfalls die notwendigen
Anweisungen direkt an jedes Fahrzeug einzeln erteilt
werden. So lassen sich chaotische Zustände
oder eine Massenpanik vermeiden.
Die im Tunnel notwendigen technischen Lösungen
und Standardisierungen insbesondere der Kommunikationsschnittstelle
erfordern noch weitere
Entwicklungsarbeit. Insbesondere sind Kommunikationsmöglichkeiten
durch die Weiterentwicklung
der heute weit verbreiteten Navigationsgeräte in
den Fahrzeugen zu untersuchen. Eine konkrete
Umsetzungsempfehlung kann daher erst zu einem
späteren Zeitpunkt erfolgen.
5.3.1.11 T 22 - Automatische Brandbekämpfungsanlage
(ABBA)
Bei der Maßnahme „Automatische Brandbekämpfungsanlage“
handelt es sich um eine betriebliche
Maßnahme, die dazu dienen soll, einen Brand im
Tunnel möglichst frühzeitig einzudämmen, typische
Effekte eines Tunnelbrandes, wie Hitzestrahlung
oder Rauchgasbildung, zu reduzieren und den
Brand selbst unter Umständen zu löschen. Ziel der
Maßnahme ist es, auf diese Weise die Auswirkungen
eines Großbrandes zu verringern. Die Maßnahme
dient somit vornehmlich der Unterstützung
der Einsatzdienste sowie als zusätzliche aktive
Brandschutzmaßnahme für das Bauwerk. Eine
Verbesserung der Selbstrettung ist in Abhängigkeit
vom Typ der Anlage ebenfalls möglich, jedoch derzeit
nicht ausreichend wissenschaftlich validiert.
Grundsätzlich ist bei ABBAs zwischen Sprinkler-,
Wasserniederdruck-, Wasserhochdruck- und
Schaumanlagen zu unterscheiden. Eine automatische
Brandbekämpfungsanlage wirkt bei Lachenbränden
nach Detektion des Ereignisses ausmaßreduzierend
durch die Freisetzung von Wasser,
Wassernebel oder Schaum. Durch Düsen, die in
einem bestimmten Raster in der Tunneldecke installiert
sind, wird das Löschmedium großflächig im
Fahrraum verteilt. Inwieweit eine Ausmaßreduktion
bei einer Kontamination eintritt, lässt sich pauschal
nicht bestimmen. Aufgrund der unterschiedlichen
Charakteristika, die Schadstoffe beim Kontakt
mit Wasser bzw. Schaum entfalten, ist hier weite-
rer Forschungsbedarf angezeigt. Bei Explosionen
ist die Maßnahme nicht wirksam. Im Weiteren wird
daher ausschließlich auf Benzinbrände eingegangen.
Wesentlicher Vorteil einer ABBA ist, dass die Zugänglichkeit
zum Ereignisort für die Fremdrettungskräfte
erleichtert werden kann. Insbesondere
aufgrund der Eindämmung der Hitzefreisetzung
wird das Vorrücken bis zum Ereignisort für die Einsatzdienste
ermöglicht. Dies setzt allerdings eine
genaue Lokalisierung des Ereignisses voraus, wodurch
auch weitere Zusatzmaßnahmen (z. B. Videodetektion)
notwendig werden können.
Neben der positiven Beeinflussung der Fremdrettungsphase
ist davon auszugehen, dass bei einer
rechtzeitigen Aktivierung der Anlage größere
Schäden am Bauwerk verhindert werden können,
da die Brandentwicklung aktiv gehemmt wird und
dadurch die bauwerkskritischen Temperaturbereiche
nicht erreicht werden. Eine verringerte strukturelle
Schädigung des Tunnels hat zur Folge, dass
Instandsetzungsarbeiten – und somit die gegebenenfalls
erforderliche Sperrung eines Tunnels –
verkürzt, unter Umständen und in Abhängigkeit
vom Szenario sogar ganz vermieden werden können.
Neben den direkten durch den Betreiber zu
leistenden Wiederherstellungskosten wirkt sich eine
Bauwerkssperrung negativ auf die indirekten
bzw. volkswirtschaftlichen Kosten (Mehrreisezeiten,
eventuell höhere Unfallwahrscheinlichkeit auf
Umleitungsstrecken etc.) aus.
Ist ein bestehender Straßentunnel mit einer
Brandbekämpfungsanlage auszurüsten, so sind
die Anlagen- und Einbaukosten vergleichsweise
sehr hoch. Zusätzlich fallen hierbei Verkehrsbeeinträchtigungen
oder Sperrzeiten an. Im Gegensatz
zur Neuplanung eines Tunnels mit einer Brandbekämpfungsanlage
können bei der Realisierung in
einem Bestandsbauwerk in der Regel keine baulichen
oder betrieblichen Einsparungen erzielt werden.
Ein negativer Einfluss einer Aktivierung der Brandbekämpfungsanlage
im frühen Stadium der Selbstrettungsphase
auf die Sicherheit der Tunnelnutzer
kann trotz zahlreicher Untersuchungen bislang
nicht ausgeschlossen werden. Hierzu liegen derzeit
keine belastbaren Ergebnisse aus Untersuchungen
zur psychologischen Wirkung durch die z.
B. veränderten Sichtverhältnisse oder die einsetzende
Nässe auf die Tunnelnutzer vor. Ebenso
sind Fragen der Sichtverhältnisse sowie einer
möglichen Erstickungsgefahr (bei Schaum) bei
verunfallten Personen bislang nicht geklärt. Eine
etwaige Aktivierung der Anlage sollte daher erst
nach Abschluss der Selbstrettungsphase erfolgen.
Zudem muss ausgeschlossen werden können,
dass sich noch Personen im unmittelbaren Bereich

53 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
der Aktivierungszone der Anlage befinden. Auf der
anderen Seite bewirkt allerdings eine schnelle Aktivierung
der Anlage, dass ein Entstehungsbrand
frühzeitig eingedämmt bzw. gelöscht werden kann
und somit die Risiken durch Hitze und Rauch für
die Tunnelnutzer und das Bauwerk gering bleiben.
Hierdurch kommt den Operatoren in der Tunnelleitzentrale
die Verantwortung zu, dass sie erkennen
und unter Abwägung der damit einhergehenden
Risiken entscheiden müssen, zu welchem
Zeitpunkt eine effektive Aktivierung am sinnvollsten
ist.
Im Rahmen der Kostenbetrachtung wird davon
ausgegangen, dass eine Brandbekämpfungsanlage
über eine Lebensdauer eines Tunnelbauwerks
von 100 Jahren betrachtet werden soll. Je nach
Charakteristik eines Tunnels ist die Anzahl der erforderlichen
Löschwasserspeicherbecken zu ermitteln.
Ein Speicherbecken ist mit einmalig 100.000,-
€ inkl. der erforderlichen Pumpentechnik anzusetzen.
Für die Erstausstattung einer Tunnelröhre mit
den erforderlichen Betriebskomponenten sind zwischen
3.000 € bis 4.000,- € pro Röhrenmeter zu
veranschlagen. Im Zuge einer 100-Jährigen Nutzungsdauer
ist davon auszugehen, dass die gesamte
Betriebstechnik weitere vier Male auszutauschen
ist. Pauschal sind für Wartung, Instandhaltung
und Betrieb der Brandbekämpfungsanlage
jährlich 5% der Investitionskosten anzunehmen.
5.3.2 Empfehlungen für Betriebs- und
Einsatzdienste - Leitfaden
Ereignismanagement
Die Vorbereitung der Betriebs- und Einsatzdienste
auf Schadensereignisse in Straßentunneln und deren
Bewältigung war ein wesentlicher Bestandteil
der Untersuchungen im Rahmen von SKRIBT.
Bisher hat es hierzulande in Straßentunneln keine
Brandkatastrophen gegeben. Die umfangreiche
sicherheitstechnische Ausstattung der Tunnel bzw.
die Branddetektionssyteme und die Tunnelüberwachung
tragen dazu bei, dass (Fahrzeug-) Brände,
die zwar selten sind aber dennoch vorkommen,
rechtzeitig registriert und umgehend die notwendigen
Brandbekämpfungsmaßnahmen eingeleitet
werden.
Großschadensereignisse in Straßentunneln, wie
etwa Brände, stellen eine besondere Herausforderung
für die Einsatzdienste sowie das Tunnelbetriebspersonal
dar. Die Richtlinien für die Ausstattung
und den Betrieb von Straßentunneln (RABT
2006) [26] beinhalten Vorgaben, welche vorbereitenden
Maßnahmen für die Organisation eines
Notfalls zu treffen sind. So sind die Tunnelbetreiber
verpflichtet, Alarm- und Gefahrenabwehrpläne aufzustellen
und Notfallübungen für die in Alarm- und
Gefahrenabwehrplänen festgelegten Handlungsabläufe
für die unterschiedlichen Notfälle durchzu-
führen. Ebenso muss sichergestellt sein, dass das
Tunnelbetriebspersonal und die beteiligten Einsatzdienste
entsprechend geschult werden.
Ziel der Untersuchungen in SKRIBT war es, die
Folgen von (Groß-) Schadensereignissen in Tunneln
für die Betriebs- und die Einsatzdienste in Bezug
auf vorhandene Bewältigungsstrategien, Einsatzkonzepte
und insbesondere mit Blick auf organisatorische,
zeitliche und ressourcenbezogene
Komponenten darzustellen und Optimierungsbedarf
im Ablauf der Rettungskette abzuleiten.
Die Untersuchung basierte auf Interviews mit Vertretern
der Feuerwehren/Rettungsdienste und der
Tunnelleitzentralen sowie auf einem gemeinsamen
Workshop mit den Gesprächspartnern, in dem
ausgewählte Fragestellungen vertieft diskutiert
wurden. Die Ergebnisse der Interviews und des
Workshops sind in dem Bericht „Analyse Betriebs-
und Einsatzdienste“ [27] dokumentiert.
Auf der Grundlage der Gespräche und der Diskussionen
im Workshop wurden Maßnahmenempfehlungen
für die Betriebs- und Einsatzdienste abgeleitet,
die im Folgenden beschrieben werden.
Zudem werden diese Maßnahmen sowie weitere
Ergebnisse der Gespräche in einem Leitfaden Ereignismanagement
in Form von Empfehlungen
und Good Practises integriert. Dieser Leitfaden
bietet darüber hinaus eine Übersicht von weiteren
organisatorischen und betrieblichen Maßnahmen
zur Unterstützung der Selbst- und Fremdrettung,
die im Rahmen des Projekts untersucht und/oder
entwickelt worden sind. Er enthält:
� Empfehlungen
� Informationen über technische Neuentwicklungen
zur Ereignisdetektion und der Sicherheitstechnik
� Beispiele aus der Praxis
� Hinweise auf weitere Informationsquellen.
Der Leitfaden richtet sich an die im Ereignisfall zuständigen
Institutionen und Einsatzdienste, insbesondere
an die Tunnelbetreiber, das Tunnelbetriebspersonal
sowie die Einsatzkräfte der Feuerwehr,
der Polizei und der Rettungsdienste. Der
Leitfaden soll den beteiligten Akteuren in erster Linie
Anregungen für die Praxis bieten.
Entsprechend der Entfaltung der Wirksamkeit der
Maßnahmen, also vor, während oder nach dem
Ereignis, orientiert sich der Aufbau des Leitfadens
an den folgenden Phasen des Ereignismanagements:
� Vorbereitung
� Ereigniserkennung /-meldung
� Ereignisbewältigung
� Ereignisnachbereitung.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 54
Der „Leitfaden Ereignismanagement“ wird als eigenständige
Publikation herausgegeben.
5.3.2.1 T 23 - TLZ-Operatoren Training
Durch Schulungs- bzw. Trainingsmaßnahmen sollen
die Operatoren auf Schadensereignisse in
Tunneln vorbereitet werden. Die Maßnahme ist
den organisatorischen Maßnahmen zuzuordnen
und dient dazu, das Schadensausmaß im Ereignisfall
zu reduzieren.
Die Anforderungen und Erwartungen an Kenntnisse
und Fähigkeiten der Operatoren sind sehr hoch:
Neben technischen Kenntnissen als einer wesentlichen
Voraussetzung für die Tätigkeit als Operator
sind auch anderweitige Fähigkeiten wie Belastbarkeit,
Entscheidungsvermögen sowie Kommunikationsfähigkeit
gefragt.
Für die Tätigkeit als Operator gibt es derzeit kein
festgelegtes Berufsbild und auch keine offizielle
Ausbildung. Die Mitarbeiter der Tunnelleitzentralen
(TLZ) kommen aus unterschiedlichen Bereichen,
zum einen aus technischen Berufen (z. B. Elektrotechnik,
Nachrichtentechnik), zum anderen aber
auch aus den Straßenmeistereien. Die Einarbeitung
der Mitarbeiter in die jeweiligen Aufgaben erfolgt
in aller Regel durch Learning-by-doing mit Unterstützung
der Kollegen. Bei einigen TLZ gibt es
umfassende interne Schulungskonzepte, andere
TLZ sind im Begriff, Schulungsprogramme für die
Operatoren zu entwickeln.
Aufgrund der unterschiedlichen Vorqualifikationen
des Tunnelbetriebspersonals und den sich ändernden
(technischen) Anforderungen ist eine intensive
Grundschulung sowie kontinuierliche Weiterbildung
und Training der Operatoren von großer
Bedeutung.
Es sollten allgemeine Standards für die Qualifikation
und die Weiterbildung der Operatoren definiert
werden, auf denen die Schulungskonzepte der
TLZ aufbauen können. Einzelne allgemeine Module
der Schulungen, wie z. B. Verhalten im Ereignisfall
oder Kommunikation mit den Tunnelnutzern,
könnten von einer zentralen Stelle angeboten und
jeweils abwechselnd in einer Tunnelleitzentrale
durchgeführt werden, um den internen Aufwand für
Schulungen zu reduzieren oder auch das Schulungspersonal
besser auszulasten. So bietet beispielsweise
in Österreich die Forschungsgesellschaft
Straße, Schiene, Verkehr (FSV) Schulungen
für das Betriebspersonal von Straßentunneln an.
Für die Umsetzung der Maßnahme ist die Gründung
eines Arbeitskreises, der sich aus Fachleuten
zusammensetzt, zu empfehlen. Aufbauend auf bereits
vorliegenden Erfahrungen mit Schulungen
sollte der Arbeitskreis Ausbildungsinhalte definieren
und modulare Schulungskonzepte erarbeiten.
5.3.2.2 T 24 - Alarm- und Gefahrenabwehrpläne
Gemäß den „Richtlinien für Ausstattung und den
Betrieb von Straßentunneln“ (RABT) [26] sind die
Betreiber von Tunnelanlagen verpflichtet, Alarm-
und Gefahrenabwehrpläne (AGAP) zu erstellen.
Die RABT enthalten keine Aussagen zum Inhalt
der AGAP, dort heißt es lediglich, dass auch die
Belange behinderter Personen zu berücksichtigen
sowie die Meldewege mit Polizei, Feuerwehr und
Rettungsdiensten abzustimmen sind.
In den Alarm- und Gefahrenabwehrplänen sind die
bei einem Ereignis zu treffenden technischen und
organisatorischen Maßnahmen festgelegt. Sie enthalten
Alarm- und Einsatzdokumente, Erläuterungen
und Pläne zum Bauwerk und den sicherheitstechnischen
Einrichtungen sowie externe Dokumente
wie den Feuerwehrplan.
Die Alarm- und Gefahrenabwehrpläne dienen der
Vorbereitung auf Ereignisse und tragen folglich
dazu bei, das Schadensausmaß im Ereignisfall zu
reduzieren. Die Alarm- und Gefahrenabwehrplanung
ist den organisatorischen Maßnahmen zuzuordnen
und fällt in die Zuständigkeit des Betreibers
unter Beteiligung der Feuerwehr, der Polizei und
des Rettungsdienstes.
Bei der Erstellung und Fortschreibung von Alarm-
und Gefahrenabwehrplänen sollten folgende Aspekte
berücksichtigt werden:
� Szenarienkatalog und Krisenmanagement
In der Alarm- und Gefahrenabwehrplanung sollten
die im Projekt SKRIBT betrachteten Großschadensszenarien
Berücksichtigung finden. Eine Methode
zur Risikobewertung der Szenarien und der
Identifikation kritischer Bauwerke wurde im Rahmen
des Projekts entwickelt. Dieses Verfahren bietet
eine wesentliche Grundlage für ein bauwerkbezogenes
Risikomanagement.
Entsprechend einer Risikobewertung ist in den
Alarm- und Gefahrenabwehrplänen ein Konzept für
ein Krisenmanagement für einen denkbaren Großschadensfall
zu integrieren. Folgende Module sollte
dieses Konzept u. a. beinhalten:
� Je nach Ereignis werden unterschiedliche Gefahrenabwehrmaßnahmen
erforderlich sowie
verschiedene Behörden und weitere Dienste –
öffentlich wie privat – einzubeziehen sein. Das
Alarmierungs- und Meldeschema sollte auf das
jeweilige Ereignis zugeschnitten sein.
� Ablaufplan zur Bildung eines Krisenstabs
� Szenariobezogene Einsatzpläne
� Festlegungen für besondere Einsatzmittel wie
Schutzausrüstung oder spezielle Einsatzfahrzeuge

55 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
� Konzept der Bereitstellungsräume für die Einsatzkräfte
� Ablaufplan zur Evakuierung des Tunnels
� Information der Bevölkerung
� Umgang mit Opfern, Benachrichtigung von Familienangehörigen
� Ausweisung alternativer (auch großräumiger)
Fahrrouten bei kurz- und langfristiger Sperrung
des Tunnels
� Vorschriften zum Umgang mit explosiven Stoffen
und auffälligen bzw. nichtidentifizierbaren
Objekten
� Konzept für einen Massenanfall von Verletzten
(MANV).
� Kurzfassung AGAP
Aufgrund des Umfangs des Alarm- und Gefahrenabwehrplans
und der Vielzahl der dort enthaltenen
Informationen ist es sinnvoll, diesen modular und
adressatenbezogen aufzubauen. Im Einsatzfall
fehlt den Einsatzkräften die Zeit, die erforderlichen
Informationen aus dem AGAP „herauszufiltern“. Erfahrungen
haben gezeigt, dass der AGAP auch
mal in den Schränken der Einsatzdienste „verschwindet“.
Die jeweiligen Einsatzdienste (Feuerwehr,
Rettungsdienst, Polizei, Tunnelbetriebspersonal,
Verkehrsleitzentrale etc.) sollten daher in einer
übersichtlichen Kurzfassung des AGAPs nur
die Informationen erhalten, die für das Handeln im
Ereignisfall von Bedeutung sind. Insbesondere
sind dies die Meldewege, die Erreichbarkeitsverzeichnisse,
die jeweiligen Zuständigkeiten, die
Handlungsanweisungen, die wesentlichen Objektdaten
sowie die Anfahrts- und Umleitungspläne.
� Mustervorlage AGAP
Inzwischen liegen viele Erfahrungen mit der Erstellung
und Anwendung von Alarm- und Gefahrenabwehrplänen
vor. Im Sinne von Good Practices
ist zu empfehlen, eine Vorlage für einen AGAP zu
erstellen, die den Tunnelbetreibern als Handreichung
bei der Erstellung und Fortschreibung von
AGAPs dienen soll. Diese Mustervorlage könnte
entsprechende Empfehlungen für eine Kurzfassung
eines AGAPs enthalten und darüber hinaus
Aspekte des Krisenmanagements im Großschadensfall
– beispielsweise in Form von Checklisten
– beinhalten.
Entsprechende Empfehlungen könnten im Rahmen
eines Arbeitskreises, der sich aus Fachleuten
zusammensetzt, erarbeitet werden. Im Ergebnis
würde ein Leitfaden für die Erstellung von Alarm-
und Gefahrenabwehrplänen den Betreibern zur
Verfügung stehen.
5.3.2.3 T 25 - Übungen der Betriebs- und Einsatzdienste
Gemäß den „Richtlinien für Ausstattung und den
Betrieb von Straßentunneln“ (RABT) sind für Tunnel
ab 400 m Länge zur Überprüfung der in den
Alarm- und Gefahrenabwehrplänen festgelegten
Handlungsabläufe regelmäßige Übungen durchzuführen.
Mindestens alle vier Jahre sollen möglichst
realitätsnahe Großübungen stattfinden. In den
Richtlinien finden sich keine näheren Angaben
über die Art bzw. den Umfang der Großübungen.
In der Regel werden bei den Tunnelübungen Unfallszenarien
mit und ohne Beteiligung von Gefahrgut
sowie Brandereignisse geübt.
Die im Projekt SKRIBT erarbeiteten Bedrohungsszenarien
und Kriterien zur Identifikation kritischer
Bauwerke sollen den Verantwortlichen vor Ort die
Möglichkeit eröffnen, die Bauwerke hinsichtlich ihres
Gefährdungspotenzials einzustufen und daraus
die operativen Maßnahmen abzuleiten. Ein Ergebnis
dieser Gefährdungseinstufung sollte sein, bestimmte
Szenarien in regelmäßige Übungen der
Einsatzkräfte und des Tunnelbetriebspersonals
einzubeziehen. Diese szenariobasierten Übungen,
die dem Maßnahmenbereich der Organisation zuzuordnen
sind, sollen dazu beitragen, das aus dem
Ereignis resultierende Schadensausmaß für die
Nutzer und das Bauwerk zu reduzieren.
Um den Verantwortlichen die Konzeption und die
Planung von Übungen zu erleichtern, sollten die
Tunnelbetreiber Rahmenkonzepte für Übungen
einschließlich eines Szenarienkatalogs erarbeiten.
Dort sollten die Übungsziele, die Wiederholungsintervalle
sowie – je nach Szenario – Empfehlungen
für eine geeignete Übungsart formuliert sein.
Bezüglich der Vorbereitung der Übungen sollten
bewährte Beispiele aus der Praxis aufgegriffen
werden. Beispielhaft ist das Organisationsmodell in
Thüringen, wonach im Rotationsprinzip jedes Jahr
abwechselnd die Feuerwehr, der Rettungsdienst
und die Polizei für die Ausarbeitung eines Szenarios
sowie die Übungsvorbereitung verantwortlich
sind. Auf diese Weise können die Erfahrungen und
die speziellen Sichtweisen der jeweiligen Dienste
in das Übungskonzept eingebracht werden.
5.3.3 Empfehlungen für Nutzer
Die Analyse und Optimierung des Nutzerverhaltens
sind für die Sicherheit in Straßentunneln von
hoher Bedeutung: Trotz der sehr guten Sicherheitsausstattung
in deutschen Tunneln kommt es
durch menschliches Fehlverhalten immer wieder
zu Unfällen und im Krisenfall werden die vorhandenen
Flucht- oder Rettungsmöglichkeiten (z. B.
Feuerlöscher, Notausgänge) nicht wahrgenommen
oder genutzt.
Tunnelbauwerke unterscheiden sich für den Nutzer

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 56
deutlich vom übrigen Straßennetz. Dunkelheit und
Enge beeinflussen das Erleben und Verhalten der
Tunnelnutzer sowohl in der Durchfahrt als auch im
Ereignisfall. Im Ereignisfall sind zudem die Risikoeinschätzung
und die Entscheidungsfindung durch
den emotionalen Zustand einer Person (z. B.
Angst, Panik) und durch verringerte kognitive Ressourcen
beschränkt. Es kommt zu psychologischen
Fehlschlüssen und -handlungen. Die Situation
wird verharmlost, es wird auf Bekanntes oder
auf Gewohnheiten zurückgegriffen (lieber bekannte
Wege gehen als neue suchen), die Sicherheit im
eigenen Auto wird überschätzt, und sozialer Einfluss
kann das Verhalten ungünstig beeinflussen
(„Warum sollte ich flüchten, wenn der Fahrer im
Auto vor mir sitzen bleibt?“). All diese Faktoren haben
vor allem in Tunneln verheerende Auswirkungen,
da hier im Falle eines Unfalles besondere Gefahr
von Hitze, Rauch und Explosionen besteht,
und somit jede für die Selbstrettung genutzte Sekunde
lebensrettend sein kann.
Eine verbesserte Selbstrettung der Nutzer durch
entsprechende Maßnahmen kann schon direkt
nach dem auslösenden Ereignis deutlich vor dem
Eintreffen der Fremdrettung sehr positive Wirkungen
entfalten. Grundsätzlich ist die Wirksamkeit
von Maßnahmen, die das Verhalten des Nutzers
beeinflussen sollen, davon abhängig, wie nah der
Nutzer sich am Ereignis befindet, ob er das Ereignis
erkennt und wie viel Zeit zu reagieren verbleibt.
Nutzerbezogene Maßnahmen können die Wahrscheinlichkeit
erhöhen, dass sich Personen im Ereignisfall
schneller für ein adäquates Verhalten
entscheiden. Im Rahmen von SKRIBT wurden umfangreiche
Studien zu Maßnahmen, die das Nutzerverhalten
optimieren sollen, durchgeführt. Dabei
wurden zum einen Maßnahmen der Informationsvermittlung
und zum anderen Situationstrainings in
Simulationsübungen untersucht.
5.3.3.1 T 26 - Vorinformation Tunnelnutzer
Die Maßnahme Vorinformation Tunnelnutzer vermittelt
theoretisches Wissen über Sicherheitseinrichtungen
und adäquates Verhalten im Ereignisfall
und wirkt ausmaßmindernd bei Brand, Kontamination
und Überflutung. Sie führt zu einer verbesserten
Selbstrettung der Nutzer und ist somit auch für
Szenarien der Verkehrssicherheit relevant. Inhalte
sind die Sicherheitseinrichtungen (Fluchtwegkennzeichen,
Notrufsäulen, Nothaltebuchten, Feuerlöscher,
etc.) und Verhaltensanweisungen (Fahrverhalten,
ggfls. Erste Hilfe, Verlassen des Fahrzeugs
und des Tunnels, ggfls. Brandbekämpfung). Es
werden Informationen darüber vermittelt, welches
Verhalten in welchen Situationen angemessen ist.
Die Wirksamkeit der Maßnahme wurde durch empirische
Untersuchungen in virtueller Realität und
einer Feldstudie nachgewiesen. Die Maßnahme ist
unabhängig von Neubau und Bauwerksertüchtigung
und lässt sich kostengünstig umsetzen.
Informationen lassen sich auf vielfältige Weise
verbreiten. Eine flächendeckende Information, die
sich an Tunnelnutzer richtet, ist am effektivsten
über Schulungen im Rahmen der Fahrschulausbildung
oder von Nachschulungen durchzuführen.
Auf diesem Wege lässt sich ein großer Teil der potentiellen
Tunnelnutzer erreichen. 2008 wurden bereits
Fragen zum Thema Verhalten in Tunnelbauwerken
in den Fragekatalog für die theoretische
Fahrerlaubnisprüfung aufgenommen.
Zusätzlich wird empfohlen, alternative Verbreitungswege
zu nutzen, um Nutzer zu erreichen, die
bereits einen Führerschein besitzen. So werden
Verhaltensregeln, die beim Durchfahren von Straßentunneln
zu beachten sind, derzeit schon über
das Internet oder über Zeitungen publiziert. Der
Fahrzeugführer kann sich vor Antritt der Reise in
Ruhe mit der Thematik auseinandersetzen und
mögliche Szenarien studieren. Die im Internet abrufbaren
Flyer beschäftigen sich mit den tunnelspezifischen
Themen „Normalfall“, „Stau“, „Panne“,
„Unfall“, „Feuer im eigenen Fahrzeug“ und „Feuer
im fremden Fahrzeug“ (siehe z. B. www.bast.de).
Als weiterer Weg, Informationen zu verbreiten, wird
empfohlen, Flyer und Informationstafeln an Raststätten,
Parkplätzen oder Mautstationen vor Tunneln
anzubringen. Beispielsweise entwickelt und
vertreibt die Bundesanstalt für Straßenwesen
hochwertiges Informationsmaterial. Denkbar ist
auch eine Verbreitung durch den ADAC über Flyer
oder Kampagnen in der ADAC Motorwelt. Zudem
wird empfohlen, Informationen als Anwendungen
für Smartphone oder Navigationssysteme zur Verfügung
zu stellen.
5.3.3.2 T 27 - Situationstraining Tunnelnutzer
Neben der Vermittlung von theoretischem Wissen
kann in einem Situationstraining adäquates Verhalten
im Ereignisfall geübt werden. Die Maßnahme
wirkt ausmaßmindernd bei Brand, Kontamination
und Überflutung. Sie führt zu einer verbesserten
Selbstrettung der Nutzer und ist somit auch für
Szenarien der Verkehrssicherheit relevant.
Inhalte des Trainings sind der Umgang mit Sicherheitseinrichtungen
(Fluchtwegkennzeichen, Notrufsäulen,
Nothaltebuchten, Feuerlöscher, etc.) und
das Üben von Verhaltensreaktionen (Fahrverhalten,
ggfls. Erste Hilfe, Verlassen des Fahrzeugs
und des Tunnels, ggfls. Brandbekämpfung). Geübtes
Verhalten wird besser erinnert und mit höherer
Wahrscheinlichkeit in Handlungen umgesetzt als
rein theoretisch erworbenes Wissen. Aus diesem
Grund kann ein Verhaltenstraining das Nutzerverhalten
noch stärker beeinflussen als eine rein theoretische
Wissensvermittlung.

57 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Die Wirksamkeit der Maßnahmen zur Optimierung
des Nutzerverhaltens wurde in Studien in virtueller
Realität und einer Feldstudie in einem realen Tunnel
nachgewiesen. Die Maßnahme ist unabhängig
von Neubau und Bauwerksertüchtigung und lässt
sich relativ kostengünstig umsetzen. Die im Vergleich
zur Maßnahme Vorinformation Tunnelnutzer
(T 26) höheren Kosten gehen mit einer höheren
Wirksamkeit einher.
Da Selbstrettung im Ereignisfall kaum in der Realität
geübt werden kann, ist eine Umsetzung in virtueller
Realität (VR) sinnvoll. Es wird empfohlen,
Situationstrainings mittels hoch immersiver Simulationen
in virtueller Realität umzusetzen (d.h. mit
Hilfe hochwertiger VR Technologien werden möglichst
viele Sinneskanäle angesprochen), um möglichst
realitätsnahe Situationstrainings zu realisieren.
Wir empfehlen ein intensives Kompakttraining,
welches innerhalb eines Tages abgeschlossen
werden kann. Alternativ können Trainingsszenarien
in virtueller Realität in Form von PC-Desktop
Anwendungen oder als Internetapplikation
(„Serious Games“) verbreitet werden.
5.3.4 Szenarienabläufe aus Sicht von
Operatoren, Einsatzdiensten und
Nutzern
Um die Wirkung der zuvor beschriebenen Maßnahmen
weiter zu verdeutlichen, werden im Folgenden
die Szenarien Brand, Explosion, Kontamination
und Überflutung aus der Sicht der Beteiligten
dargestellt. Hierbei wird die genaue Aufschlüsselung
in die Initialereignisse nicht vorgenommen,
da diese Unterscheidung für Operatoren, Nutzer
und Einsatzdienste nicht sinnvoll ist. Wie auf ein
Ereignis reagiert wird hängt davon ab, ob es sich
um den Operator, den Nutzer oder die Einsatzdienste
handelt, und nicht in erster Linie davon,
wie groß das Ereignis ist.
Es werden die Maßnahmen dargestellt, die einen
positiven Einfluss für Operatoren, die Feuerwehr
oder den Nutzer auf den Ablauf eines Szenarios
haben. Betrachtet werden hier nur Maßnahmen,
die ausmaßmindernd sind, da davon ausgegangen
wird, dass präventive Maßnahmen den Eintritt eines
Ereignisses verhindern.
In den folgenden Abbildungen bedeuten:
� E – Ereignis:
Zu diesem Zeitpunkt tritt das Ereignis, also
Brand, Explosion, Kontamination oder Überflutung,
ein.
� AD - Automatische Detektion:
Die automatische Detektion und die damit verbundene
Alarmierung, sowie ggfls. die Aktivierung
der Brandventilation, erfolgen in der Regel
durch Videoüberwachung, Sichttrübungsmessung,
Brandmeldekabel, o.ä.
� MD – Manuelle Detektion:
Die manuelle Detektion erfolgt durch einen
Tunnelnutzer oder den Operator in der Tunnelleitzentrale
(TLZ), der ein Ereignis vor einer automatischen
Detektion wahrnimmt, entsprechend
reagiert und so die Alarmierung auslöst.
� D – Detektion:
Eine Kontamination ist anfänglich nur schwer
festzustellen, daher wird hier nicht nach manueller
und automatischer Detektion unterschieden,
sondern allgemein nur der Zeitpunkt einer
Detektion angenommen.
� SR –Selbstrettungsphase:
Es ist davon auszugehen, dass die ersten Nutzer
bei einer Alarmierung oder dem Erkennen
eines Ereignisses sofort beginnen, sich selbst
zu retten und die übrigen Nutzer folgen. Als
Selbstrettungsphase wird die Zeit von der
Alarmierung bis zum Beginn der Fremdrettung
bezeichnet.
� SRmin – minimales Ende der Selbstrettung:
SRmin bezeichnet den theoretischen Zeitpunkt,
zu dem alle Nutzer einen Notausgang erreicht
haben können. Er beschreibt das Verhältnis
aus dem Abstand, den ein Nutzer im ungünstigsten
Fall zum nächsten Notausgang hat, und
der nach RiLSA (Richtlinien für Lichtsignalanlagen)
1992 [28] zu 1,3m/s angenommenen
Fluchtgeschwindigkeit.
� FR – Fremdrettung:
Die Fremdrettung beginnt mit dem Eintreffen
der Einsatzdienste am Ereignisort.
5.3.4.1 Brand
Durch die speziellen Bedingungen in einem Tunnel
kann der bei einem Brand entstehende Rauch
nicht entweichen und breitet sich im Tunnel aus.
Die dadurch eingeschränkte Sicht, die toxischen
Gase und der beengte Raum im Tunnel machen
einen Brand im Tunnel für alle Beteiligten zu einer
besonderen Situation.
� Operatoren
Ein Tunnelbrand wird der Tunnelleitzentrale (TLZ)
durch automatische Brandmeldeeinrichtungen gemeldet
oder von den Operatoren auf den Videobildschirmen
erkannt. In den meisten Bundesländern
sind zudem die Notruftelefone in den Tunneln
direkt mit der TLZ verbunden, daher werden Brände,
die von Tunnelnutzern über die Notruftelefone
gemeldet werden, auch direkt in der TLZ entgegengenommen.
Von den Operatoren wird der
Brand an die zuständige Feuerwehr- und Polizeileitstelle
weitergeleitet.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 58
Aus der TLZ hat der Operator die Möglichkeit, mittels
Lautsprecherdurchsagen und / oder Radiodurchsagen
die Tunnelnutzer zu informieren und
zur Selbstrettung, dem Verlassen der Fahrzeuge
und Aufsuchen der Notausgänge aufzufordern.
Zudem kann er die Brandlüftung des Tunnels aktivieren,
um die Fluchtwege der Nutzer und die Angriffswege
der Feuerwehr zu entrauchen. Durch
die Möglichkeit der Operatoren, den Tunnel mittels
Videoüberwachung zu beobachten, können die
Operatoren darüber hinaus die eintreffenden Einsatzkräfte
bei der Lagefeststellung unterstützen.
Maßnahmen, die u.a. den Operator bei der Arbeit
im Ereignisfall unterstützen oder die es ihm ermöglichen,
die Hilfeleistung frühzeitiger einzuleiten,
sind in Abbildung 9 dargestellt.
Abbildung 9: Maßnahmen zur Unterstützung der Operatoren
im Brandfall
� Feuerwehr
Vor Eröffnung eines Tunnels und von da an in einem
regelmäßigen Turnus von 4 Jahren müssen in
einem Tunnel gemäß RABT 2006 [26] Vollübungen
von der Feuerwehr durchgeführt werden.
Durch diese Vollübungen sind die Einsatzkräfte mit
den Einsatzbesonderheiten und den Örtlichkeiten
eines Tunnels vertraut. Trotzdem bleibt ein Einsatz
in einem Tunnel aufgrund der hohen Temperaturen
und des dichten Rauches eine besondere Situation,
Lagefeststellung und Menschenrettung
werden erschwert.
Maßnahmen, die die Kenntnisse der Gegebenheiten
und Abläufe in einem Bauwerk verbessern
oder die Temperatur verringern, unterstützen die
Feuerwehr im Brandfall (Abbildung 10).
Abbildung 10: Maßnahmen zur Unterstützung der Feuerwehr
im Brandfall
� Nutzer
Für den Nutzer des Tunnels ist das Ausmaß eines
Brandes nur schwer zu erkennen. Erstes Anzeichen
für einen Brand ist der aufsteigende dichte
Rauch, der für den Tunnelnutzer durch seine Toxizität
auch die größte Gefahr darstellt. Die Röhre
des Tunnels bedingt, dass sich der Rauch schnell
ausbreitet und eine Orientierung im Tunnel und
damit die Selbstrettung erschwert.
Viele Nutzer sind mit den vorhandenen Sicherheitseinrichtungen
in den Tunnelbauwerken nicht
vertraut, wodurch die Selbstrettung deutlich verzögert
wird und wertvolle Zeit verloren gehen kann.
Daher zielen die Maßnahmen zum Schutz der Nutzer
im Brandfall in erster Linie darauf ab, den Nutzern
die Selbstrettung im Ereignisfall zu erleichtern
oder ihr Wissen um die vorhandenen Sicherheitseinrichtungen
und deren Gebrauch zu schulen, um
die Reaktionszeiten zu verkürzen (Abbildung 11).
Abbildung 11: Maßnahmen zur Unterstützung der Nutzer
im Brandfall
5.3.4.2 Explosion
Eine Explosion hat im Tunnel größere Auswirkungen
als auf freier Strecke, da die entstehenden
Druckwellen sich nicht ungehindert ausbreiten
können, sondern durch die Tunnelwände reflektiert
werden. Es wird davon ausgegangen, dass sie
nicht automatisch, sondern in jedem Fall durch einen
Nutzer oder Operator detektiert wird. Voraussetzung
für die Wirkung betriebstechnischer Maß-

59 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
nahmen ist, dass diese durch die Explosion nicht
zerstört worden sind.
� Operatoren
Die Operatoren in der Tunnelleitzentrale haben
wegen der hohen Geschwindigkeit einer Explosion
keine Möglichkeit, in das Ereignis einzugreifen. Es
ist ihnen allerdings möglich, die Selbst-/ bzw.
Fremdrettung der Nutzer zu unterstützen. Dabei
hilft den Operatoren u.a. ein guter Vorbereitungsgrad
(Abbildung 12).
Abbildung 12: Maßnahmen zur Unterstützung der Operatoren
im Explosionsfall
� Feuerwehr
Für die eintreffenden Einsatzdienste ist eine Bergung
überlebender Tunnelnutzer schwierig. Die
Tunnelnutzer, die ein Explosionsereignis im Tunnel
überstehen, weisen schwere Verletzungen auf und
stehen gegebenenfalls unter Schock. Zudem ist es
eine wesentliche Aufgabe der Feuerwehr, nach einer
Explosion Sicherungsarbeiten im Tunnel vorzunehmen.
Ein hoher Vorbereitungsgrad auf ein
solches Ereignis ist für die Bewältigung des Ereignisses
sinnvoll (Abbildung 13).
Abbildung 13: Maßnahmen zur Unterstützung der Feuerwehr
im Explosionsfall
� Nutzer
Für Tunnelnutzer ist die Selbstrettung nach Explosionsereignissen
nur möglich, wenn die Explosion
nicht in ihrer unmittelbaren Nähe stattgefunden
hat. Dann sind für Nutzer alle Maßnahmen nützlich,
die die Selbstrettung unterstützen (Abbildung
14).
Abbildung 14: Maßnahmen zur Unterstützung der Nutzer
im Explosionsfall
5.3.4.3 Kontamination
Kontaminationen im Tunnel sind nur schwer wahrzunehmen.
Hier wird davon ausgegangen, dass es
durch einen Unfall oder einen absichtlich herbeigeführten
Anschlag zu einem Austritt von Schadgasen
kommt.
� Operatoren
Für einen Operator ist es derzeit schwer festzustellen,
ob sich in einem Tunnel ausgetretene Schadgase
befinden. Er hat die Möglichkeit, über die Videoüberwachung
beispielsweise nach einem Unfall
ein Leck an einem Gefahrguttransport festzustellen,
was aber sehr schwierig ist, wenn es sich
nicht um eine sehr große Beschädigung handelt.
Bei einem entsprechenden Ereignis kann er auf
seine Erfahrung und regelmäßige Übung zurückgreifen.
Zusätzlich würde es dem Operator helfen
zu wissen, welche und wie viele Gefahrgüter sich
überhaupt im Tunnel befinden und ob ein Gas austritt
(Abbildung 15).
Abbildung 15: Maßnahmen zur Unterstützung der Operatoren
im Kontaminationsfall
� Feuerwehr
Trifft die Feuerwehr an einem Unfallort in einem
Tunnel ein, dann schickt sie zur Lagefeststellung
einen Erkundungstrupp, ggfls. unter Atemschutz,
bis zum Ereignisort vor. Wenn durch den Erkundungstrupp
eine Kontamination festgestellt wird,
wird auch die weitere Rettung / Bergung in entsprechender
Schutzkleidung vorgenommen. Eine
Information, ob und welche Schadstoffe oder Gase
sich in dem Tunnel befinden, ist eine sinnvolle zu-

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 60
sätzliche Information, um betroffenen Tunnelnutzern
besser helfen zu können und die eigenen
Einsatzkräfte besser zu schützen (Abbildung 16).
Abbildung 16: Maßnahmen zur Unterstützung der Feuerwehr
im Kontaminationsfall
� Nutzer
Für den Nutzer ist die Situation schwierig einzuschätzen.
Daher ist er auf eine schnelle Lagefeststellung
der Operatoren in der Tunnelleitzentrale
angewiesen, um möglichst frühzeitig die Information
der Fluchtnotwendigkeit zu bekommen. Wenn
der Tunnelnutzer den Geruch eines Schadgases
(überhaupt) wahrnimmt, bleibt für die Selbstrettung
nur noch sehr wenig Zeit.
Aus diesem Grund helfen dem Nutzer im Kontaminationsfall
Maßnahmen, die eine Selbstrettung unterstützen,
oder ihn davon abhalten, in eine Gefahrensituation
zu gelangen (Abbildung 17).
Abbildung 17: Maßnahmen zur Unterstützung der Nutzer
im Kontaminationsfall
5.3.4.4 Überflutung
Im Fall des Szenarios Überflutung wird davon ausgegangen,
dass es im Tunnel schlagartig einem
plötzlichen starken Wassereinbruch kommt. Die Situation
entwickelt sich so schnell, dass zum Zeitpunkt
der Überflutung der Tunnel nicht gesperrt
werden kann und sich daher noch Verkehr im Tunnel
befindet
Die Feuerwehr muss in dem Fall als erstes das
Wasser aus dem Tunnel pumpen, um eine Bergung
der Tunnelnutzer möglich zu machen, die
sich nicht selber retten konnten. In diesem besonderen
Fall ist davon auszugehen, dass die Operatoren
in das Geschehen nicht oder nicht wesentlich
eingreifen können, da die Betriebstechnik auf eine
solche Wassereinwirkung nicht ausgelegt ist.

61 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
6 Maßnahmenkosten
6.1 Lebenszykluskosten
Bei Brücken- und Tunnelbauwerken handelt es
sich nicht um Serienprodukte, sondern um Einzelfertigungen,
die an die Spezifikationen des Bauherrn
und an die umfeldbezogenen, beispielsweise
geologischen oder infrastrukturellen Gegebenheiten
angepasst sind. Sie bestehen neben den
Hauptbaustoffen aus unzähligen Einzelmaterialien
oder Produktkomponenten, wie beispielsweise Beleuchtungs-
und Belüftungssystemen, Türanlagen,
Bauteilbeschichtungen oder elektronischer Mess-
und Regeltechnik. Jede dieser Komponenten unterliegt
einem separaten Lebenszyklus, der möglicherweise
deutlich von der sehr langen Nutzungsdauer
des konstruktiven Rohbaus (Beton, Stahl,
Mauerwerk) abweicht.
Neben turnusmäßigen Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten
werden daher in Zeitintervallen von
der Größenordnung mehrerer Jahrzehnte Bauwerkssanierungen
notwendig. Hierbei stellt sich
heraus, ob Einzelkomponenten weiter betrieben
werden können oder ob ganze Komponentengruppen
durch neue Produkte ersetzt werden müssen.
So beinhaltet der Lebenszyklus eines Einzelproduktes
implizit auch immer die Gefahr, dass benötigte
Bauteile nicht mehr am Markt verfügbar sind
oder der garantierte Zeitraum zum Bezug von Ersatzteilen
bereits abgelaufen ist. Infolge der computergestützten
Betriebstechnik muss in Betracht
gezogen werden, dass die Kompatibilität zwischen
den im Bauwerk installierten Komponenten und
Technologien neuester Generation nicht mehr gegeben
ist und zwangsläufig der Austausch ganzer
Systeme notwendig wird.
Die zentrale Problematik besteht darin, einerseits
die angemessene Kostenansätze für den Betrieb,
die Instandhaltung und die Sanierung des Bauwerks
vorzugeben und andererseits eine möglichst
verlässliche Fortschreibung dieser Kosten zu bewerkstelligen.
Etwa für den Kostenverursacher „Beleuchtung“ fallen
mehrmalig Kosten zur Erneuerung der Beleuchtungsanlage,
zur Beschaffung von Austauschleuchtmitteln
sowie kontinuierlich für die
Energie zum Betrieb der Beleuchtung an. Diese
Kosten sind sinnvoll über den geplanten Bewirtschaftungszeitraum
des Bauwerks zu verteilen.
Bestenfalls kann dabei auf vorliegende Erfahrungswerte
zurückgegriffen werden, wahrscheinlicher
ist jedoch, dass beispielsweise Nutzungsdauern
technischer Einbauteile und Energiekosten abgeschätzt
werden müssen. Letztendlich ist also die
gesamte wirtschaftliche Entwicklung eines Bauwerks
im Vorfeld zu beschreiben, indem jeder Kos-
tenverursacher für jede Phase mit Kosten verknüpft
wird. Die Summe aller Kosten, nämlich die
Summe aus Investitions- und Unterhaltskosten
über den Existenzzeitraum des Bauwerks, wird als
die Lebenszykluskosten bezeichnet.
Auch die Auswahl von Schutzmaßnahmen für
Tunnel und Brücken ist daher vor dem Hintergrund
eines ganzheitlichen Lebenszykluskostenansatzes,
d.h. im Gesamtkontext der baulichen Bauwerkskonfiguration
und –bewirtschaftung, zu betrachten.
Die Vorteilhaftigkeit einer Maßnahme drückt sich
schließlich durch das Verhältnis von Wirksamkeit
zu Kosten aus.
In den Maßnahmenbeschreibungen, die sich im
Anhang zu diesem Bericht befinden, sind die folgenden
Kenndaten enthalten:
� Theoretische Nutzungsdauer
� Investitionskosten
� Jährliche Unterhaltskosten
Um ein möglichst breit angelegtes Spektrum für die
Umsetzbarkeit einer Maßnahme zu erzielen, wird
unterschieden, ob es sich um den Neubau eines
Tunnel- oder Brückenbauwerks handelt, oder ob
die Maßnahme im Zuge einer späteren Bauwerksertüchtigung
umgesetzt werden soll.
Bei der Abschätzung des ökonomischen Gesamtaufwandes
für ein spezifisches Vorhaben werden
neben den direkten Kosten – also den Lebenszykluskosten
– in der Regel noch weitere wirtschaftliche
Aspekte untersucht: Für ein Straßentunnelprojekt
könnten dies beispielsweise volkswirtschaftliche
Kosten sein, die sich aus Fahrzeitverkürzungen
oder aus der Optimierung von Warenströmen
ergeben. Aber auch Auswirkungen auf das unmittelbare
Umfeld, wie Gefahren für Umwelt, Anwohner
und Bauwerksnutzer sind dabei zu berücksichtigen.
Es handelt sich hierbei um die sog. indirekten
Kosten. Direkte und indirekte Kosten sind auch
Bestandteil der Kosten-Wirksamkeits-Analyse, die
in SKRIBT erarbeitet wurde und im folgenden Kapitel
erläutert wird.
6.2 Wirksamkeits-Kosten-Analyse
6.2.1 Allgemeines
Im Rahmen der „Wirksamkeits-Kosten-Analyse von
Maßnahmen“ [29] wurde ein Bewertungsverfahren
entwickelt, das die Abschätzung der Kosten-
Wirksamkeit von Maßnahmen unter Berücksichtigung
volkswirtschaftlicher Aspekte erlaubt. Dieses
als Wirksamkeits-Kosten-Analyse bezeichnete Verfahren
basiert auf der vergleichenden Betrachtung
eines sich im Zuge eines bestimmten Szenarios an
einem Bauwerk ereignenden Initialereignisses und
dessen Auswirkungen. Dabei wird der Fall, dass
keine Maßnahme umgesetzt wurde (Ohne-Fall) mit

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 62
dem Fall, dass die untersuchte Maßnahme implementiert
wurde (Mit-Fall), verglichen. Um eine umfassende
Wirkungsermittlung der Maßnahme zu
garantieren, werden Auswirkungen auf das Bauwerk,
den Nutzer und Verkehrsabläufe und daraus
resultierende Folgewirkungen sowie weitere regionalwirtschaftliche
Wirkungen für die Zeitdauer betrachtet,
in der sich Unterschiede zwischen Mit-
und Ohne-Fall einstellen. Dabei werden ausschließlich
endliche Wirkungen betrachtet, die
durch eine Schutzmaßnahme verhindert werden
können. Sehr langfristige Wirkungen wie z. B. dauerhafte
Kontaminationen und Auswirkungen großräumiger
Ereignisse wie einer überregionalen Naturkatastrophe
entziehen sich daher einer Untersuchung
mittels der Wirksamkeits-Kosten-Analyse.
Das Verfahren soll Bauwerkseigentümer (Straßenbauverwaltungen)
und andere Entscheidungsträger
(z. B. private Betreiber) hinsichtlich ihres Entschlusses
zur Umsetzung einer als geeignet erachteten
Schutzmaßnahme an einem konkreten Brücken-
oder Tunnelbauwerk unterstützen. Dazu wird
ein zweidimensionaler Ergebnisvektor erzeugt,
dessen erste Komponente aus dem Nutzen-
Kosten-Quotienten der Maßnahme besteht. Der
Nutzen-Kosten-Quotient gibt dabei an, ob und um
welchen Faktor die mit der Maßnahme verbundenen
Nutzen deren Kosten übersteigen. Als Kosten
werden die Maßnahmenkosten, die sich aus deren
jährlichen Investitions- und Unterhaltungskosten
zusammensetzen, berücksichtigt, während sich die
Nutzen aus den im Vergleich zum Ohne-Fall eingesparten
jährlichen volkswirtschaftlichen Kosten
ergeben. Diese Nutzen entstehen durch Reduzierungen
der betrachteten negativen Wirkungen, die
sich im Zusammenhang mit dem Szenario bzw.
dem damit verbundenen Initialereignis einstellen
können.
Um die in ihren originären Einheiten vorliegenden
Wirkungen miteinander vergleichen und in einem
gemeinsamen Ergebnisindikator zusammenführen
zu können, werden sie im Rahmen der Wirksamkeits-Kosten-Analyse
mittels aktueller Kostensätze,
die standardisierten Bewertungsverfahren zu Investitionsentscheidungen
im Verkehrswesen entnommen
wurden, monetarisiert.
Auf die Monetarisierung der durch die Maßnahme
geretteten Menschenleben wurde aus ethischen
Gründen verzichtet. Diese elementare Kenngröße
stellt die zweite Ergebniskomponente der Wirksamkeits-Kosten-Analyse
dar.
6.2.2 Berücksichtigte Wirkungen
Die berücksichtigten Wirkungen werden aus einem
Zielsystem abgeleitet, das speziell für SKRIBT
aufgestellt wurde. Es enthält als Ziele die Forde-
rungen, die an geeignete Schutzmaßnahmen gestellt
werden, und deren Einhaltung den Sollzustand
darstellt.
Zur Beschreibung der Zielerreichung durch die untersuchte
Maßnahme dienen teilzielspezifische Indikatoren,
deren Ausprägungen bzw. Werte (Mengengerüst)
für den Mit- und Ohne-Fall für den vorliegenden
Untersuchungsgegenstand berechnet
werden können. Über Differenzbildung der
Indikatorenwerte und – soweit sie nicht bereits als
monetäre Werte vorliegen – ihrer anschließenden
Monetarisierung mittels der verwendeten Kostensätze
(Wertegerüst) werden die Nutzen- bzw. Kostenbeiträge
des jeweiligen Ziels bzw. Teilziels ermittelt.
Im Rahmen der Wirksamkeits-Kosten-Analyse von
SKRIBT werden 12 Ziele mit 25 Teilzielen und
ebenso vielen Indikatoren berücksichtigt. Sie können
den Wirkungsbereichen
� Schutz von menschlichem Leben
� Umwelt
� Regionalwirtschaft
� Wiederherstellung des Bauwerks und
� Kosten der Maßnahmen
zugeordnet werden.
Sie beziehen sich auf das Bauwerk (inklusive der
Maßnahme), die Nutzer und den Verkehrsablauf
oder beschreiben verkehrsbedingte und regionalwirtschaftliche
Folgewirkungen. Während das
bauwerks- und nutzerspezifische Mengengerüst
als Ergebnis der bauwerks- und nutzerbezogenen
Objekt- bzw. Maßnahmenanalyse vorliegt, sind die
verkehrsbezogenen Indikatoren des motorisierten
Individualverkehrs (MIV) und des Straßengüterverkehrs
(SGV) im Rahmen der Anwendung der Wirksamkeits-Kosten-Analyse
mit Hilfe von Verkehrsmodellen
und einem Analysetool, dem so genannten
Bewerter, entsprechend der Methodik des
Bundesverkehrswegeplans 2003, separat seitens
der verkehrsbezogenen Objektanalyse berechnet
worden, wie Abbildung 18 zu entnehmen ist.
Insgesamt ist anzumerken, dass im Rahmen des
entwickelten Bewertungsverfahrens nur Wirkungen
und deren Indikatoren berücksichtigt werden konnten,
die quantifizierbar sind. Eine Berücksichtigung
der während des Ereignisses verletzten Personen
war beispielsweise nicht möglich, da die derzeitigen
Verfahren eine Quantifizierung dieser Wirkung
nicht erlauben. Dieser Umstand resultiert aus der
Komplexität der zu bewertenden Situationen und
der damit einhergehenden Vielzahl unterschiedlicher
und häufig indirekter Wirkungen.

63 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
WKA - Ablaufdiagramm
Risikoanalyse
inkl. Fußgängersimulation
Risikoanalyse
Indikatoren
Regionalwirtschaft
Indikatoren
Außerörtliches
Verkehrsmodell
Maßnahmen
Dossier
Abbildung 18: Ablaufdiagramm der Wirksamkeits-Kosten-Analyse
Die betrachteten Wirkungen und Indikatoren müssen
daher derart ausgewählt werden, dass sie repräsentativ
für die Beschreibung bestimmter Zustände
oder Wirkungsweisen sind. Vor diesem Hintergrund
ist hervorzuheben, dass die entwickelte
Wirksamkeits-Kosten-Analyse keinesfalls die Abwägung
und den Beschluss der zuständigen Entscheidungsträger
hinsichtlich der Umsetzung einer
Maßnahme ersetzen, diesen aber unterstützend
begleiten kann.
Zum Nachweis der Praktikabilität des Bewertungsverfahrens
und zur Veranschaulichung der Verfahrensweise
wurden jeweils ein außerörtliches und
ein innerstädtisches Verkehrsmodell als Teilnetze
dem von der PTV AG entwickelten Verkehrsmodell
PTV Validate entnommen. Die beiden Teilnetze
sind in Abbildung 19 und Abbildung 20 dargestellt.
Falls Verkehrswege des ÖPNV, des Bahnverkehrs
Maßnahmen
(Konsortium)
„Bewerter“
Indikatoren
Wirksamkeits-
Kosten -Tool:
Brücke + Tunnel
Städtisches
Verkehrsmodell
Leitfaden
Kostensätze
(BMVBS)
Kostenstruktur
Bauwerke
(Konsortium)
oder der Schifffahrt durch Initialereignisse am betrachteten
Bauwerk ebenfalls in Mitleidenschaft
gezogen werden können, erfolgt die Ermittlung des
diesbezüglichen Mengengerüsts anhand detaillierter
Analysen der jeweiligen Verkehrswege und den
alternativ zur Verfügung stehenden Routen und
Verkehrssystemen.
Des Weiteren ist es mittels der Wirksamkeits-
Kosten-Analyse möglich, regionalwirtschaftliche
Auswirkungen, die sich aus einer (teilweisen)
Schädigung des betrachteten Bauwerks ergeben,
bei der Bewertung von Maßnahmen zu berücksichtigen.
Da diese Wirkungen von einer Vielzahl regionaler
Eigenschaften abhängen und bislang keine
Modelle zur Ermittlung des entsprechenden Mengengerüsts
vorliegen, sind zu dessen Abschätzung
Ortskenntnis und Wissen hinsichtlich der Bedeutung
des betrachteten Bauwerks für die Regionalwirtschaft
erforderlich.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 64
Abbildung 19: Netzmodell MIV und SGV „Außerörtliches Verkehrsmodell“
Abbildung 20: Netzmodell MIV und SGV „Städtisches Verkehrsmodell“

65 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
6.2.3 Programmtechnische Umsetzung
Die entwickelte Methodik zur Wirksamkeits-
Kosten-Analyse soll insbesondere Bauwerkseigentümer
(Straßenbaulastträger) bei Investitionsentscheidungen
zu Schutzmaßnahmen unterstützen.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist das Analyseverfahren
in einem Berechnungstool auf der Basis
des Tabellenkalkulationsprogramms „Excel“ von
Microsoft umgesetzt worden. Trotz seiner Komplexität,
die sich in den insgesamt bis 25 Tabellenblättern
des Tools widerspiegelt, ist es gelungen, die
Anzahl der vom Nutzer zu tätigenden Eingaben auf
ein komfortables Maß zu reduzieren und die Berechnungsergebnisse
übersichtlich darzustellen.
Das im nachfolgenden Kapitel erläuterte Beispiel
verdeutlicht die notwendigen Arbeitsschritte bei
Anwendung des Tools.
6.2.4 Beispielanwendung
Im Rahmen des Forschungsprojektes SKRIBT
wurden insgesamt vier Beispielbauwerke mit jeweils
einem zugehörigen Initialereignis und einer
probaten Schutzmaßnahme für eine Wirksamkeits-
Kosten-Analyse ausgewählt. Für jedes dieser Szenarien
wurden die Wirkungen jeweils für den Ohne-
und Mit-Fall ermittelt.
6.2.4.1 Erläuterung des Beispielszenarios
Das fiktive Beispielbauwerk ist eine Stahlbetonbogenbrücke
mit Hohlkastenquerschnitt. Sie ist Teil
einer Bundesautobahn im deutschen Mittelgebirge
und weist eine Länge von 552 m auf. Dabei überspannt
sie einen nicht schiffbaren Wasserlauf sowie
eine Bahnstrecke, auf der ausschließlich Nahverkehr
abgewickelt wird. Die fiktive Brücke wurde
im Jahr 2000 fertig gestellt und besitzt einen zweibahnigen,
vierstreifigen Fahrbahnquerschnitt.
Als Schutzmaßnahme wird eine präventive Maßnahme
untersucht. Dabei wird vereinfachend angenommen,
dass dadurch das Eintreten des Initialereignisses
verhindert wird. Diese Annahme ist –
wie bei allen präventiven Maßnahmen – mit gewissen
Unsicherheiten verbunden. Da zur Abschätzung
des Ausmaßes dieser Unsicherheit keine
empirischen Daten vorliegen, wird vereinfachend
an ihr festgehalten.
6.2.4.2 Ermittlung des Mengengerüsts und
weiterer Eingabeparameter
Zunächst wurde das bauwerks- und nutzerbezogene
Mengengerüst jeweils für den Ohne- und Mit-
Fall ermittelt. Hinsichtlich des Bauwerksschadens
im Ohne-Fall sind zwei mögliche Verläufe denkbar:
Fall A beinhaltet die Schädigung lediglich eines
Revisionsabschnitts des Bauwerks (Feld-
Teilbereich, siehe Tabelle 6, während im Fall B
zwei dieser Abschnitte betroffen sind.
Aus den berechneten Bauwerksschäden wurden
weiterhin der Grad der verkehrlichen Beeinträchtigung
während der Wiederherstellung des Bauwerks
und die Wiederherstellungsdauer wiederum
für die beiden Ohne-Fälle (Fall A und B) und den
Mit-Fall bestimmt. Diese Kenngrößen haben maßgebenden
Einfluss auf das verkehrliche Mengengerüst,
da sie den Umfang notwendiger
Umwegfahrten und deren zeitliche Dauer bestimmen.
Tabelle 6, Tabelle 7 und Tabelle 8 geben einen
Überblick über die berechneten Kennwerten.
Die Angaben zu Art und Dauer der Verkehrsbeeinträchtigungen
wurden zur Ermittlung des verkehrlichen
Mengengerüsts genutzt. Dazu wurde das fiktive
Bauwerk in das Autobahnnetz des Verkehrsmodells
der Abbildung 19 eingesetzt und seine
Kapazität entsprechend den ermittelten Werten zur
Art der Verkehrsbeeinträchtigung angepasst. Die
mittels einer Umlegungsrechnung bestimmten verkehrlichen
Kenngrößen wurden letztlich dem
„Bewerter“ zugeführt, der die Berechnung des relevanten
verkehrlichen Mengengerüsts für den MIV
und SGV erlaubt.
Sowohl das verkehrliche (MIV und SGV) als auch
das bauwerks- und nutzerbezogene Mengengerüst
fanden im Anschluss Eingang in das Bewertungstool.
Für beide Ohne-Fälle wurde weiterhin angenommen,
dass der Schienenverkehr auf den unter
dem Bauwerk verkehrenden Bahnlinien für einen
Monat gesperrt ist und für diese Dauer ein Schienenersatzverkehr
eingerichtet wird. Die entsprechenden
Wirkungen wurden mit Hilfe des Bewertungstools
ermittelt und bei der Kosten-
Wirksamkeits-Analyse berücksichtigt.
Weitere regionalwirtschaftliche Wirkungen wie
bspw. eine Beeinflussung des Tourismus werden
für das betrachtete Szenario ausgeschlossen

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 66
Merkmal Ausprägung
Initialereignis
Maßnahme keine
Nutzerschaden (ohne Aversion) Risikoerwartungswert = 0,61
Bauwerksschaden Schadensstufe 3 - 4
Wiederherstellungsdauer 12 Monate
� Halbseitige Schädigung des Überbaus auf 12 m Länge mit drastischer
Abminderung der Tragwirkung
� Fall A: Schaden liegt innerhalb nur eines Revisionsabschnitts
Beeinträchtigung Verkehrsablauf Richtungssperrung mit 0 % bzw. 100 % der ursprünglichen Kapazität für die
Fahrtrichtungen
Wiederherstellungskosten KW = KN x WF x F + V
� KN = Neubaukosten = 800 €/m 2 (Tragwerk)
+ 400 €/m 2 (Fahrbahn)
� WF = Wiederherstellungsfaktor = 2,3
� F = Zerstörungsfläche = 225 m 2 (Tragwerk und Fahrbahn)
� V = Lokale Verkehrssicherungsmaßnahmen
Einrichten = 104.000 €
Unterhalten = 5.500 €/Mon. X 5 Monate
KW = 752.500 €
Beeinträchtigung Schienenverkehr Vollsperrung der Bahnlinie unterhalb des Bauwerks für einen Monat
Tabelle 6: Beschreibung des Szenarios am Bauwerk ohne Maßnahme, Fall A
Merkmal Ausprägung
Initialereignis
Maßnahme keine
Nutzerschaden (ohne Aversion) Risikoerwartungswert = 0,61
Bauwerksschaden Schadensstufe 3 - 4
� Halbseitige Schädigung des Überbaus auf 12 m Länge mit drastischer
Abminderung der Tragwirkung
� Fall B: Schaden reicht in zwei Revisionsabschnitte
Wiederherstellungsdauer 13 Monate
Beeinträchtigung Verkehrsablauf Richtungssperrung mit 0 % bzw. 100 % der ursprünglichen Kapazität für die
Fahrtrichtungen
Wiederherstellungskosten KW = KN x WF x F + V
� KN = Neubaukosten = 800 €/m 2 (Tragwerk) sowie
400 €/m 2 (Fahrbahn)
� WF = Wiederherstellungsfaktor = 2,3
� F = Zerstörungsfläche = 225 m 2 (Tragwerk)
+ 450 m 2 (Fahrbahn)
� V = Lokale Verkehrssicherungsmaßnahmen
Einrichten = 104.000 €
Unterhalten = 5.500 €/Mon. X 6 Monate
KW = 965.000 €
Beeinträchtigung Schienenverkehr Vollsperrung der Bahnlinie unterhalb des Bauwerks für einen Monat
Tabelle 7: Beschreibung des Szenarios am Bauwerk ohne Maßnahme, Fall B

67 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Merkmal Ausprägung
Initialereignis
Maßnahme präventiv
Maßnahmenkosten 10.000 € (pauschal) zzgl. 2.000 € laufende Kosten
Nutzerschaden (ohne Aversion) Risikoerwartungswert = 0
Bauwerksschaden Schadensstufe 1
� Bauwerk unbeschädigt
� Eintritt des Initialereignisses wird verhindert
Wiederherstellungsdauer 0 Monate
Beeinträchtigung Verkehrsablauf keine
Wiederherstellungskosten 0 Euro
Beeinträchtigung Schienenverkehr keine
Tabelle 8: Beschreibung des Szenarios am Bauwerk mit Maßnahme, Fall B
Tabelle 9 gibt auszugsweise einen Einblick in das
Berechnungstool. Dargestellt ist ein Teil des Deckblatts,
in dem wesentliche Angaben zum Bauwerk
und zum Szenario zu machen sind. Die Eingabefelder
sind dabei blau gekennzeichnet.
Die zentralen Ergebnisse werden innerhalb des
Bewertungstools in einem separaten Tabellenblatt
zusammengefasst und sind in Tabelle 10 und Tabelle
11 dargestellt. In beiden Fällen wird durch die
Umsetzung der Maßnahme ein Menschenleben
gerettet. Des Weiteren übersteigen die Nutzen der
untersuchten Maßnahme deren Kosten deutlich.
Dieses Ergebnis resultiert einerseits aus den vergleichsweise
niedrigen Kosten, die mit der Implementierung
der untersuchten Maßnahme verbunden
sind, andererseits trägt insbesondere die erhebliche
Reduzierung der Reisezeiten im Mit-Fall
gegenüber beiden Ohne-Fällen zu den insgesamt
hohen Gesamtnutzen bei.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 68
Bauwerk
3 0
Grad der Schädigung Teilzerstörung keine Schäden
Betriebstechnische
Ausstattung des Bauwerks
3 0
Grad der Schädigung: Teilzerstörung keine Schäden
Schadenslänge
Länge des beschädigten Bauwerkabschnitts [m] 15
Verkehr
2 0
Art der Verkehrseinschränkungen: Richtungssperrung keine Sperrung
Prüfung der Kombination aus Schadenskategorie und
Verkehrseinschränkung
Dauer der Verkehrseinschränkungen
in Monaten
-- --
12 0
Hinweise zur Dauer der Verkehrseinschränkung -- --
1 0
Art der Wiederherstellung: kapazitätsgleiche Wiederherstellung keine Wiederherstellung
Prüfung der Kombination aus Schadenskategorie und
Wiederherstellungsart
o. k. o. k.
Tabelle 9: Auszug aus dem Deckblatt des Berechnungstools zur Wirksamkeits-Kosten-Analyse

69 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
Nr.
1
2
3
4
Wirkungsbereich
Schutz von menschlichem Leben
Umwelt
Getötete - während des Ereignisses [Anzahl] -1
Getötete - im Wiederherstellungszeitraum [Anzahl] 0
Getötete - nach Wiederherstellung [Anzahl] 0
Unfälle mit Schwerverletzten - im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -745
Unfälle mit Schwerverletzten - nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] 354
Zeitpunkt: nach Wiederherstellung Wiederherstellungszeitraum
[1.000 EUR] 0
Regionalwirtschaftliche Indikatoren
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -4,690
nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
Wiederherstellung des Bauwerks (unter Berücksichtigung der Restwerte)
Gesamtnutzen
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -709
nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
Anzahl "gerettete" Menschenleben
Kosteneinsparungen gesamt ("Nutzen")
Maßnahmenkosten
Nutzen-Kosten-Differenz
Nutzen-Kosten-Quotient
Tabelle 10: Ergebnisse der Wirksamkeits-Kosten-Analyse für Bauwerk, Fall A
[Anzahl] 1
[1.000 EUR] 5,789
[1.000 EUR] 12
[1.000 EUR] 5,777
470.1

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 70
Nr.
1
2
3
4
Tabelle 11: Ergebnisse der Wirksamkeits-Kosten-Analyse für Bauwerk, Fall B
6.2.5 Fazit
Wirkungsbereich
Schutz von menschlichem Leben
Umwelt
Getötete - während des Ereignisses [Anzahl] -1
Getötete - im Wiederherstellungszeitraum [Anzahl] -1
Getötete - nach Wiederherstellung [Anzahl] 0
Unfälle mit Schwerverletzten - im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -805
Unfälle mit Schwerverletzten - nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] 383
Zeitpunkt: nach Wiederherstellung Wiederherstellungszeitraum
[1.000 EUR] 0
Regionalwirtschaftliche Indikatoren
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -5,069
nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
Wiederherstellung des Bauwerks (unter Berücksichtigung der Restwerte)
Gesamtnutzen
im Wiederherstellungszeitraum [1.000 EUR] -890
nach Wiederherstellung [1.000 EUR] 0
Anzahl "gerettete" Menschenleben
Kosteneinsparungen gesamt ("Nutzen")
Maßnahmenkosten
Nutzen-Kosten-Differenz
Nutzen-Kosten-Quotient
Im Rahmen des Projektes ist es u. a. gelungen, eine
Methodik zu entwickeln, mit deren Hilfe die Implementierung
definierter Schutzmaßnahmen an
konkreten Bauwerken hinsichtlich ihrer Kosten-
Wirksamkeit untersucht werden kann. Dabei werden
ausgewählte, die Zustände und Wirkungsweisen
repräsentativ abbildende und quantifizierbare
Indikatoren zur Ermittlung der Nutzen und Kosten
der Maßnahmen berücksichtigt. Eine Bewertung,
die sämtliche Wirkungen erfasst, ist – wie auch mit
Bewertungsverfahren in anderen Bereichen – nicht
möglich. Das Verfahren erlaubt jedoch, den Abwägungs-
und Entscheidungsprozess zur Umsetzung
von Maßnahmen zu objektivieren und gibt Entscheidungsträgern
damit eine Hilfestellung. Zur
Anwendung der Methodik wurde weiterhin ein Bewertungstool
erstellt, das die Durchführung konkreter
Analysen erlaubt. Über Beispielanwendungen
konnte die Funktionsweise der Tools dargestellt
werden. Insgesamt steht damit ein Verfahren zur
Verfügung, das trotz der hohen Komplexität hinsichtlich
der berücksichtigten Wirkungen von Maßnahmen
eine hohe Praktikabilität aufweist.
[Anzahl] 2
[1.000 EUR] 6,381
[1.000 EUR] 12
[1.000 EUR] 6,368
518.1

71 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
7 Zusammenfassung
Ziel des Verbundprojektes SKRIBT war es, für
Brücken- und Tunnelbauwerke im Zuge von Straßen
die möglichen Gefährdungen durch aktuelle
und künftige Bedrohungslagen festzustellen, wirksame
Schutzmaßnahmen zu erarbeiten und so die
Verletzbarkeit lebenswichtiger Infrastrukturen und
ihrer Nutzer zu verringern.
Hierfür wurde zunächst eine umfassende Bedrohungsanalyse
erstellt. Es wurden zukunftsorientierte
Szenarien berücksichtigt, wobei sich der Fokus
auf Ereignisse, die zu einer Beschädigung oder
Zerstörung des Bauwerks, zu einer Gefährdung
der Nutzer und/oder einer Beeinträchtigung des
Verkehrs führen können, richtete. Sowohl Bedrohungen
durch terroristische oder kriminelle Aktivitäten
als auch Gefahren durch extreme Naturereignisse
oder durch menschliches oder technisches
Versagen ausgelöste Großunfälle wurden
hierbei berücksichtigt. Als relevante Ereignisse
wurden so Brand, Explosion, Kontamination sowie
Überflutung (für Tunnel) oder Wind (für Brücken)
identifiziert.
Die Bestimmung der aus diesen Extremereignissen
resultierenden Schadensausmaße in Bezug
auf das Bauwerk, die Nutzer und den Verkehr erfolgte
in einer detaillierten Objektanalyse. Zur Ermittlung
des Bauwerksschadens erfolgten zunächst
eine Schwachstellenanalyse der verschiedenen
Bauwerkstypen und anschließend die Betrachtung
der Bauteilschädigung sowie des Gesamttragverhaltens
des Bauwerks. Um das nutzerbezogene
Schadensausmaß zu ermitteln wurde
eine neuartige Flucht- und Evakuierungssimulation
entwickelt, die sowohl Systemantworten als auch
menschliches Verhalten abbilden kann. Auch für
Betriebs- und Einsatzdienste wurden die Folgen
von Großschadensereignissen in Tunneln und auf
Brücken in Bezug auf vorhandene Bewältigungsstrategien,
Einsatzkonzepte und insbesondere mit
Blick auf organisatorische, zeitliche und ressourcenbezogene
Komponenten untersucht. Zudem
wurden die verkehrlichen Aspekte des Teil- oder
Komplettausfalls von Bauwerken untersucht. Es
wurde ein Verfahren entwickelt, die entstehenden
Mehrreisezeiten als Resultat aus einem reduzierten
Angebot, verfügbaren Alternativrouten mit ihren
Kapazitäten und der gegebenen Nachfrage zu
berechnen.
Auf Basis dieser Daten wurde ein Verfahren zur
Identifizierung kritischer Bauwerke im Zuge von
Straßen entwickelt. Hierbei wurde ein risikobasierter
Ansatz angewendet, d.h. es wurden sowohl die
berechneten Schadensausmaße als auch Wahrscheinlichkeiten
berücksichtigt. Als Indikator für die
Schadensausmaße wurden für das Bauwerk der
mögliche Schaden in Form einer Schadensklasse
sowie die notwendigen Wiederherstellungskosten,
für die direkt betroffenen Nutzer die mögliche Anzahl
der Getöteten, und für den Verkehr die entstehenden
Mehrreisezeiten bestimmt. Zudem wurde
eine Möglichkeit zur Berücksichtigung sonstiger
Einflussfaktoren, wie z.B. der symbolischen Bedeutung,
auf die Kritikalität geschaffen.
Abschließend wurden für die kritischen Bauwerkstypen
bautechnische, betriebstechnische und organisatorische
Schutzmaßnahmen zur Prävention
und/oder Ausmaßminderung im Schadensfall entwickelt
und umfassend untersucht. Für die Beurteilung
ihrer Wirksamkeit wurde mit der „Wirksamkeits-Kosten-Analyse“
eine neuartige Methode unter
Berücksichtigung der gesellschaftlichen Akzeptanz
sowie von betriebs- und volkswirtschaftlichen
Aspekten entwickelt. In die Berechnung mit einbezogen
wurden die Wirkungsbereiche „Schutz von
menschlichem Leben“, „Umwelt“, „Regionalwirtschaft“
und „Wiederherstellung des Bauwerks“. So
können Wirkungen und Kosten unterschiedlicher
Maßnahmen gegenübergestellt und Rückschlüsse
auf deren Effizienz gezogen werden.
Im vorliegenden Bericht wurden die verschiedenen
Maßnahmen zielgruppenspezifisch für Bauwerkseigentümer,
Betreiber, Einsatzdienste und Nutzer
aufbereitet und Empfehlungen für ihre Anwendung
formuliert. Zudem wurden die für eine schnelle
Wiederinbetriebnahme beschädigter Bauwerke erforderlichen
Maßnahmen als Leitfaden für die
Bauwerkseigentümer und Betreiber sowie beteiligte
Organisationen zusammengefasst.

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 72
8 Fazit und Ausblick
Bisher lag der Schwerpunkt der Sicherheitsforschung
für Verkehrsinfrastrukturen auf den Schäden,
die aus natürlichen Ereignissen, wie z.B. Erdbeben
oder Überflutung resultieren und auf Ereignissen,
die sich aus dem Normalbetrieb ergeben,
wie z.B. Unfälle und Brände. In der Vergangenheit
mussten Eigentümer von Verkehrsinfrastrukturen
die Risiken im Zusammenhang mit solchen Ereignissen
bewältigen, d.h. die Bereitstellung von
Maßnahmen zur Ausmaßminderung oder alternativ
eine Versicherung der Bauwerke gegen solche
Gefahren. Aber seit einigen Jahren haben Infrastruktur
Eigentümer und Betreiber eine neue und
weitgehend unerwartete Herausforderung zu bewältigen:
die Gewährleistung von ziviler Sicherheit
für ihre Infrastrukturen gegen terroristische Angriffe.
Mit diesem Projekt konnte im Rahmen der Sicherheitsforschung
eine Basis geschaffen werden, die
es ermöglicht, den Schutz von Infrastrukturen und
ihren Nutzern in Deutschland vor verschiedenen
natürlichen und von Menschen ausgehenden Bedrohungen
zu verbessern. Die Ergebnisse von
SKRIBT erlauben es, für Brücken- und Tunnelbauwerke
im Zuge von Straßen interdisziplinär die
möglichen Gefährdungen im Hinblick auf die aktuelle
und künftige Bedrohungslage festzustellen, die
wirksamsten Schutzmaßnahmen auszuwählen und
damit die Verletzbarkeit lebenswichtiger Infrastrukturen
und ihrer Nutzer deutlich zu verringern. Es
steht ein Verfahren zur Identifizierung kritischer
Bauwerke zur Verfügung, das es ermöglicht, ein
oder mehrere Bauwerke hinsichtlich Ihrer Gefährdung
in bautechnischer, nutzerspezifischer und
verkehrstechnischer Hinsicht zu untersuchen und
ihre Kritikalität zu bestimmen. Um die kritischen
Bauwerke sicherer und weniger verwundbar zu
machen und die Nutzersicherheit zu erhöhen, liegen
Empfehlungen zum Einsatz geeigneter
Schutzmaßnahmen vor, getrennt für die Zielgruppen
Eigentümer, Nutzer, Betreiber und Operatoren
sowie für die Rettungs- und Einsatzdienste.
Für eine Verbesserung der Anwendbarkeit der in
SKRIBT erarbeiteten Ergebnisse, sollten zukünftig
noch praxisfreundlichere Anwendungshilfen für
Bauwerkseigentümer, -betreiber, Nutzer sowie
Einsatzdienste entwickelt werden. Aufbauend auf
der umfassenden Bedrohungsanalyse („all hazard
approach“) dieses Projekts unter erweiterter Berücksichtigung
verschiedener Bedrohungskombinationen,
der Beteiligung aller relevanten Zielgruppen
(Nutzer, Betreiber, Eigentümer, Rettungsdienste)
und der Berücksichtigung kombinierter
präventiver als auch reaktiver und Redundanz erhöhender
Schutzmaßnahmen wird empfohlen
auch bei vertiefenden Untersuchungen, weiterhin
einen ganzheitlichen und interdisziplinären Ansatz
zu verfolgen. Dabei sollten ebenfalls die unterschiedlichen
Bereiche Ingenieurwissenschaften,
Naturwissenschaft und Sozialwissenschaften effektiv
zusammenarbeiten, um der Komplexität der
Aufgabenstellung gerecht zu werden.

73 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
9 Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Methodik von SKRIBT.................. 5
Abbildung 2: Zuweisung der Teilberichte .......... 5
Abbildung 3: Visualisierung der
Fluchtsimulation am Beispiel
eines Szenarios mit
Chlorfreisetzung ......................... 10
Abbildung 4: Struktur des
Identifizierungsverfahrens .......... 12
Abbildung 5: Ermittlung der Gemittelten
Gesamt-Kritikalität (GGK) im
Rahmen des
Identifizierungsverfahrens .......... 18
Abbildung 6: Größenaufstellung der
Wiederherstellungskosten für
Tunnel ........................................ 19
Abbildung 7: Größenaufstellung der
gewichteten
Risikoerwartungswerte............... 20
Abbildung 8: Größenaufstellung für
Mehrreisezeiten bei
Vollsperrung ............................... 20
Abbildung 9: Maßnahmen zur Unterstützung
der Operatoren im Brandfall ...... 58
Abbildung 10: Maßnahmen zur Unterstützung
der Feuerwehr im Brandfall ....... 58
Abbildung 11: Maßnahmen zur Unterstützung
der Nutzer im Brandfall .............. 58
Abbildung 12: Maßnahmen zur Unterstützung
der Operatoren im
Explosionsfall ............................. 59
Abbildung 13: Maßnahmen zur Unterstützung
der Feuerwehr im
Explosionsfall ............................. 59
Abbildung 14: Maßnahmen zur Unterstützung
der Nutzer im Explosionsfall ...... 59
Abbildung 15: Maßnahmen zur Unterstützung
der Operatoren im
Kontaminationsfall ...................... 59
Abbildung 16: Maßnahmen zur Unterstützung
der Feuerwehr im
Kontaminationsfall ...................... 60
Abbildung 17: Maßnahmen zur Unterstützung
der Nutzer im
Kontaminationsfall ...................... 60
Abbildung 18: Ablaufdiagramm der
Wirksamkeits-Kosten-Analyse .... 63
Abbildung 19: Netzmodell MIV und SGV
„Außerörtliches
Verkehrsmodell“ ......................... 64
Abbildung 20: Netzmodell MIV und SGV
„Städtisches Verkehrsmodell“..... 64

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 74
10 Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Relevante Initialereignisse für
Brücken und Tunnel ..................... 8
Tabelle 2: Schadensstufen ........................... 9
Tabelle 3: Kategorisierung von
Brückenbauwerken in SKRIBT .... 9
Tabelle 4: Schutzmaßnahmen für Brücken 23
Tabelle 5: Schutzmaßnahmen für Tunnel ... 36
Tabelle 6: Beschreibung des Szenarios
am Bauwerk ohne Maßnahme,
Fall A .......................................... 66
Tabelle 7: Beschreibung des Szenarios
am Bauwerk ohne Maßnahme,
Fall B .......................................... 66
Tabelle 8: Beschreibung des Szenarios
am Bauwerk mit Maßnahme,
Fall B .......................................... 67
Tabelle 9: Auszug aus dem Deckblatt des
Berechnungstools zur
Wirksamkeits-Kosten-Analyse ... 68
Tabelle 10: Ergebnisse der Wirksamkeits-
Kosten-Analyse für Bauwerk,
Fall A .......................................... 69
Tabelle 11: Ergebnisse der Wirksamkeits-
Kosten-Analyse für Bauwerk,
Fall B .......................................... 70

75 Schutz kritischer Brücken und Tunnel
11 Literaturverzeichnis
[1] Terror Event Database (TED), Fraunhofer
Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-
Institut, Efringen-Kirchen
[2] Stellungnahme der Deutschen Meteorologischen
Gesellschaft zur Klimaproblematik
vom 9.10.2007. In: Mitteilungen DMG, Heft
04, 2007. http://www.dmg-ev.de
[3] Projektbericht „Identifizierung kritischer
Bauwerke“ zum Verbundprojekt „Schutz kritischer
Brücken und Tunnel im Zuge von
Straßen (SKRIBT)“ für das Bundesministerium
für Bildung und Forschung (BMBF),
2012
[4] Bohnenblust, H.; Holthausen, N.: Risikoaversion
– Entwicklung systematischer Instrumente
zur Risiko- bzw. Sicherheitsbeurteilung;
Studie im Auftrag des schweizerischen
Bundesamtes für Bevölkerungsschutz;
Bern 2008
[5] Projektbericht „Bauwerksbezogene Objektanalyse:
Brücken“, zum Verbundprojekt
„Schutz kritischer Brücken und Tunnel im
Zuge von Straßen (SKRIBT)“ für das Bundesministerium
für Bildung und Forschung
(BMBF), 2012
[6] Projektbericht „Bauwerksbezogene Objektanalyse:
Tunnel“, zum Verbundprojekt
„Schutz kritischer Brücken und Tunnel im
Zuge von Straßen (SKRIBT)“ für das Bundesministerium
für Bildung und Forschung
(BMBF), 2012
[7] Bundesministerium für Verkehr, Bau- und
Wohnungswesen, Abteilung Straßenbau,
Straßenverkehr, Anweisung Straßeninformationsbank
Teilsystem Bauwerksdaten, ASB-
ING, Ausgabe März 2004
[8] Projektbericht „Wirksamkeitsanalyse von
Maßnahmen zum Bauwerksschutz: Brücken“
zum Verbundprojekt „Schutz kritischer
Brücken und Tunnel im Zuge von Straßen
(SKRIBT)“ für das Bundesministerium für
Bildung und Forschung (BMBF), 2012
[9] Projektbericht „Wirksamkeitsanalyse von
Maßnahmen zum Bauwerksschutz: Tunnel“
zum Verbundprojekt „Schutz kritischer Brücken
und Tunnel im Zuge von Straßen
(SKRIBT)“ für das Bundesministerium für
Bildung und Forschung (BMBF), 2012
[10] Projektbericht „Wirksamkeitsanalyse von
Maßnahmen zum Nutzerschutz“ zum Verbundprojekt
„Schutz kritischer Brücken und
Tunnel im Zuge von Straßen (SKRIBT)“ für
das Bundesministerium für Bildung und Forschung
(BMBF), 2012
[11] Projektbericht „Bedrohungsanalyse“ zum
Verbundprojekt „Schutz kritischer Brücken
und Tunnel im Zuge von Straßen (SKRIBT)“
für das Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), 2012
[12] DIN V ENV 1627
Türen, Fenster, Vorhangfassaden, Gitterelemente
und Abschlüsse - Einbruchhemmung
- Anforderungen und Klassifizierung,
Ausgabe 2011-09
[13] DIN-Fachbericht 102: Betonbrücken, Ausgabe
März 2009
[14] DIN 1045-1
Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und
Spannbeton - Teil 1: Bemessung und Konstruktion,
Ausgabe 2008-08
[15] DIN EN 1991-1-7
Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke -
Teil 1-7: Allgemeine Einwirkungen - Außergewöhnliche
Einwirkungen, Ausgabe 2010-
12
[16] Bundesministerium für Verkehr, Bau- und
Stadtentwicklung, Abteilung Straßenbau
Straßenverkehr, Referat Brücken- und Ingenieurbau:
Richtzeichnungen für Ingenieurbauten
– RIZ-ING, Stand August 2010
[17] (VOF)
Vergabeordnung für freiberufliche Dienstleistungen,
Ausgabe 2009-11-18
[18] VOB/A
Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen
- Teil A: Allgemeine Bestimmungen
für die Vergabe von Bauleistungen, Ausgabe
2012-09
[19] FwDV 500: Feuerwehr-Dienstvorschrift 500,
Stand 2003
[20] „TUNCONSTRUCT“, Technology Innovation
in Underground Construction, CRC Press,
Taylor & Francis, 2009, ISBN: 978-0-415-
55105-2

Schutz kritischer Brücken und Tunnel 76
[21] Entwicklung eines Verfahrens zum Herstellen
von Polymerbeton aus nachwachsenden
Rohstoffen, ZIM, AiF, KF 2213502HF0
[22] Bundesanstalt für Straßenwesen, Zusätzliche
Technische Vertragsbedingungen und
Richtlinien für Ingenieurbauten – ZTV-ING,
2010
[23] Verfahren zur Kategorisierung von Straßentunneln
gemäß ADR 2007, Bundesanstalt
für Straßenwesen (2009)
[24] M. Brake, M. Grünewald, G. Mayer, A.
Haack, J. Schreyer, B. Steinauer (2005)
Brand- und Störfalldetektion in Straßentunneln
– Vergleichende Untersuchungen,
Bundesminister für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen
(BMVBW), Bonn, Forschung
Straßenbau und Straßenverkehrstechnik,
Heft 925, ISBN 978-3-86509-357-8
[25] Projektbericht „Menschliches Verhalten“ zum
Verbundprojekt „Schutz kritischer Brücken
und Tunnel im Zuge von Straßen (SKRIBT)“
für das Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF), 2012
[26] RABT - Richtlinien für die Ausstattung und
den Betrieb von Straßentunneln. Forschungsgesellschaft
für das Straßen- und
Verkehrswesen e.V. (FGSV 339), FGSV-
Verlag, Ausgabe 2006
[27] Projektbericht „Analyse Betriebs- und Einsatzdienste“
zum Verbundprojekt „Schutz
kritischer Brücken und Tunnel im Zuge von
Straßen (SKRIBT)“ für das Bundesministerium
für Bildung und Forschung (BMBF),
2012
[28] Rilsa - Richtlinien für Lichtsignalanlagen,
Forschungsgesellschaft für das Straßen-
und Verkehrswesen e.V. (FGSV 339),
FGSV-Verlag, Ausgabe 1992
[29] Projektbericht „Wirksamkeits-Kosten-
Analyse von Maßnahmen“ zum Verbundprojekt
„Schutz kritischer Brücken und Tunnel
im Zuge von Straßen (SKRIBT)“ für das
Bundesministerium für Bildung und Forschung
(BMBF), 2012