Probabilistische Nachweisführung von Stahlgittermasten im Freileitungsbau

Leitungsnetze für elektrische Energie sind das Rückgrat einer jeden Industriegesellschaft. Die wesentlichen tragenden Bestandteile der weitgespannten Freileitungsnetze für Mittel-, Hochund Höchstspannungen sind Stahlgittermaste; sie wurden zum großen Teil in den ersten beiden Dritteln des 20. Jahrhunderts errichtet und sind noch heute in Betrieb. Pressemeldungen in den letzten Jahren über Serienumbrüche von Freileitungsmasten bei extremen Witterungsverhältnissen ließen in der Öffentlichkeit den Eindruck allgegenwärtiger „Spröder Riesen“ entstehen. In der Fachwelt wurde schnell erkannt, dass zwar die ohnehin bekannte Stickstoff-Versprödung von zur damaligen Zeit eingesetzten Stählen („Thomas-Verfahren“ ) zu einer Verminderung der Tragfähigkeit führen kann, dass aber auch extreme Witterungsverhältnisse eine Prüfung der aktuellen Normen hinsichtlich der Einwirkungen erfordern. Bei Entwurf und Berechnung neuer Stahlgittermaste ist die Korrektur der Einwirkungen eine verhältnismäßig einfache Aufgabe. Bei bestehenden Stahlgittermasten ist die Beurteilung der Tragfähigkeit ungleich schwieriger. Ein Problem der Beurteilung des Bestandes liegt in der Vielzahl existierender Stahlgittermaste von mehr als 100000 allein in der Hoch- und Höchstspannungsebene. Ein weiteres Problem ist die Ermangelung einer zuverlässigen Methode zur Bewertung der Standsicherheit unter Berücksichtigung der veränderten Einwirkungen und Widerstände. Die vorliegende Dissertation ist ein Beitrag zur Lösung dieses Problems. Wie von Straub [101] beschrieben, verlangt der Gesetzgeber nicht, dass Bauwerke allen Einwirkungen widerstehen müssen, sondern nur die Einhaltung der allgemein anerkannten Regeln der Technik, worunter die Abwesenheit einer Gefährdung für Menschen und Umwelt verstanden wird. Industrie und Technik sind nach Marburger stets mit Risiken behaftet, zu hohe Sicherheitsanforderungen würden diese, einschließlich ihres Nutzens, quasi verbieten. Das Risiko ist klein zu halten und unter Beachtung von Errichtungs- beziehungsweise Instandhaltungskosten sowie möglichen Schadensfolgen gesamtgesellschaftlich, also unter Berücksichtigung verschiedener Interessengruppen, zu optimieren, was parlamentarisch auf dem Weg eines Bundesgesetzes erfolgen sollte. Zur Beurteilung des Risikos von Bauwerken sind geeignete Indikatoren erforderlich, die festgelegten oder festzulegenden Grenzwerten gegenübergestellt werden können. Für Stahlgittermaste wird nachfolgend ein probabilistisches Sicherheitskonzept vorgestellt, das die rechnerische Bestimmung der Zuverlässigkeit bestehender Stahlgittermaste unter Berücksichtigung statistisch ermittelter Einwirkungen und Widerstände erlaubt. Die Diskussion eines gesellschaftlich vertretbaren Risikos ist nicht Gegenstand dieser Arbeit die vorgestellte Methode erlaubt jedoch eine konsistente Beurteilung der Zuverlässigkeit im Wandel der Zeiten und im Wandel der Normen, die für die Errichtung der Vielzahl bestehende Stahlgittermaste maßgebend waren. Die Dissertation liefert damit einen Beitrag zur Diskussion der erforderlichen Zuverlässigkeit und zeigt Möglichkeiten zur Einschätzung der Zweckmäßigkeit eventuell erforderlicher Ertüchtigungen bestehender Stahlgittermasten unter Berücksichtigung standortbezogener Einwirkungen und Sicherheitsanforderungen.