Zustandsprognose

Prinzipiell durchläuft jedes alternde Objekt eine Alterungskurve, mit der die Zustandsentwicklung über die Zeit beschrieben wird. Die Herz-Funktion ist besonders auf Grund ihrer Flexibilität sehr gut geeignet, die Alterung von Infrastrukturbauwerken und deren Teile abzubilden. Bild 1 zeigt den Verlauf einer Herz-Funktion mit einer Resistenzzeit zu Beginn, in der keine Alterung stattfindet, und der Möglichkeit, auch hohe Bauwerksalter abzubilden.

Stahlbauelemente durchlaufen einen anderen Alterungsprozess als die massive Konstruktion oder die Ausrüstungsteile. Daher ist es erforderlich, verschiedene Alterungsfunktionen zu gewinnen. Um die Parameter der Funktionen zu bestimmen, hat die Projektgruppe Erhaltungsmanagement ein Delphi-Interview durchgeführt. Das Delphi-Interview ermöglicht es, das in der WSV und der BAW vorhandene Expertenwissen systematisch zu erfassen. Als Ergebnis liegen nun Alterungsfunktionen für unterschiedliche Gewerke an Verkehrswasserbauwerken vor. Wenn keine Erkenntnisse über Schäden vorliegen, kann damit altersabhängig die aktuelle und die zukünftige Teilnote der Gewerke abgeschätzt werden.

Aus der Alterungsfunktion lässt sich eine Ausfallrate bestimmen, mit der eine Markov-Matrix ermittelt werden kann. Die Markov-Matrix beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit der ein Schaden in einem bestimmten Zeitschritt die Schadensklasse wechselt (Schaden verschlechtert sich) bzw. in der Schadensklasse bleibt. Das Verfahren ist sehr gut geeignet, um erfasste Schäden in die Zukunft zu prognostizieren. Die BAW hat dazu 14 Verfallsprozesse aufgestellt, mit denen die an Verkehrswasserbauwerken maßgeblichen Schadensprozesse beschrieben werden können.

Werden die beiden Verfahren kombiniert, ist es möglich, eine Prognose über die zukünftige Zustandsentwicklung eines Bauwerks abzugeben. Dabei berücksichtigt das Verfahren sowohl die erfassten Schäden als auch die Alterung bisher ungeschädigter Gewerke. Die Teilnoten, die aus der Bauwerksinspektion gewonnen werden, fungieren dabei als Startwert für das aktuelle Jahr. Bild 2 zeigt, wie sich die Teilnoten Konstruktion, Stahlbau und Ausrüstung ausgehend von den Startwerten entwickeln.