Strukturierung von Bauwerken - Standardstrukturen

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Im Folgenden sind einige Standardstrukturen für verschiedene Typen von Bauwerken dargestellt. Soweit möglich, sollte bei der Erfassung eines Bauwerks auf diese Standardstrukturen zurückgegriffen werden. In Einzelfällen kann es jedoch erforderlich sein, die Standardstruktur zu modifizieren, um ein spezielles Bauwerk sinnvoll abbilden zu können. Das Ziel muss jedoch sein, eine vereinheitlichte Bauwerksstruktur für Bauwerke desselben Typs zu erreichen und somit die Übersichtlichkeit und Auswertbarkeit der erfassten Daten zu gewährleisten.

Das Prinzip des Aufbaus geht bei der Erfassung der Bausubstanz von einer Grobstrukturierung hin zu einer Feinstrukturierung, deren Tiefe von der Datenmenge abhängt, die jeweils für das Bauwerk zu Verfügung steht.

Im Folgenden werden Standardstrukturen und einige Beispiele hierzu angegeben.

Allgemein gelten die folgenden Regeln für die Strukturierung von Bauwerken:

1. Die Anzahl der verwendeten Ebenen sollte möglichst gering gehalten werden, um die Übersichtlichkeit zu wahren. Für die meisten Bauwerke sind drei Ebenen ausreichend (Bauwerksebene, Bauwerksteilebene, Oberflächenschutz).
2. Einzelne Bereiche eines Bauwerks sollten nur dann in separaten Einheiten zusammengefasst werden, wenn sie konstruktiv unabhängig sind und unabhängig von den übrigen Teilen des Bauwerks unterhalten oder gegebenenfalls erneuert werden können.
3. Bei einer Strukturierung in einzelne Einheiten sollen Elemente des Bauwerks, die ohne konstruktive Abgrenzung in allen diesen Einheiten vorhanden sind, grundsätzlich separat erfasstund nicht aufgeteilt werden.

Im Anhang finden sich im Kapitel I.5 diverse Beispiele zur Strukturierung verschiedener Kunstbauten und Tunnel.

Standardstruktur Kunstbauen (Brücken, Galerien, Stützmauern, etc.)

Für die meisten Kunstbauten kann eine flache Hierarchie der Infrastrukturobjekte gewählt werden. Soweit möglich, sollten Kunstbauten in der folgenden, minimalen Struktur untergliedert werden (siehe Abb. 1):

• Hauptinfrastrukturobjekt (Bauwerk)
  • Untergeordnete Infrastrukturobjekte (Bauwerksteile)
    • Untergeordnete Infrastrukturobjekte (Oberflächenschutz) – der Oberflächenschutz wird in einer 1:1 Beziehung den Bauwerksteilen zugeordnet

Abb. 1 Standardstruktur Kunstbauten

Erweiterungen / Modifikationen der Standardstruktur für Kunstbauen

Bei komplexeren Kunstbauten kann es erforderlich werden, die minimale Standardstruktur um weitere Hierarchieebenen zu erweitern. Dazu können zwei weitere Objekte zur Erweiterung der Hierarchie verwendet werden:

Bauanlage

Eine Bauanlage stellt eine Erweiterung der Bauwerksstruktur oberhalb der Bauwerksebene dar. Eine Bauanlage kann eine Allgemeine Anlage, eine Brückenanlage, eine Tunnelanlage oder eine Galerieanlage sein. Eine Bauanlage fasst mehrere baulich getrennte Bauwerke zusammen, die in ihrer Funktion bzw. aus Sicht der Bauwerkserhaltung jedoch eine Einheit bilden (Abb. 2).

Beispiele – Strukturierung von Kunstbauten mit Bauanlagen:

• Allgemeine Anlage: Eine "Allgemeine Anlage" kann beliebige Bauwerke zu einer Bauanlage zusammenfassen. Voraussetzung ist jedoch, dass diese Bauwerke klar in Bezug zueinander stehen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn einem Bauwerk der Strasseninfrastruktur ein zugehöriges Bauwerk (z.B. Technikgebäude) zugeordnet wird.
• Brückenanlage: Eine Zwillingsbrücke mit zwei klar getrennten Einzelbrücken bilden eine Brückenanlage (keine gemeinsamen Pfeiler oder Widerlager - ansonsten würde besser ein Bauwerk mit mehreren Baueinheiten gebildet). Auf der zweiten Hierarchiestufe werden dann die beiden Einzelbrücken als Infrastrukturobjekte der Bauwerksebene erfasst.
• Galerieanlage: Mehrere Galerien an einem Strassenabschnitt können eine Galerieanlage bilden. Dies sollte jedoch nur in Ausnahmefällen erfolgen, wenn die Galerien baulich miteinander verbunden sind, aber dennoch bezüglich Baujahr oder Bauweise klar abgrenzbare Einheiten darstellen. Anderenfalls sind entweder mehrere einzelne Galerien oder eine zusammenfassende Galerie zu erfassen.

Abb. 2 Standardstruktur Kunstbauten – Ergänzung Bauanlage

Baueinheit

Eine Baueinheit stellt eine Erweiterung der Bauwerksstruktur unterhalb der Bauwerksebene dar. Mit Hilfe von Baueinheiten werden räumlich oder funktionell getrennte Teile eines Bauwerks zusammengefasst (Abb. 3).

Eine "Allgemeine Baueinheit" kann zur Strukturierung beliebiger Bauwerke in räumliche oder funktionelle Einheiten verwendet werden. Bei Zwillingsbrücken, die gemeinsame Widerlager und Stützen haben, können die Unterkonstruktion und die beiden Fahrbahnen als separate Baueinheiten abgebildet werden. Ausserdem können unter "Allgemeinen Baueinheiten" eine grosse Anzahl gleicher Bauwerksteile (z.B. SOS-Nischen, Stützen, etc.) für eine bessere Übersichtlichkeit der Bauwerksstruktur zusammengefasst werden.

Abb. 3 Standardstruktur Kunstbauten – Ergänzung Baueinheiten

Strukturierung von Tunneln

Für die Strukturierung von Tunneln stehen die selben Elemente zur Verfügung wie für allgemeine Kunstbauten. Im einfachsten Fall entspricht die Strukturierung eines Tunnels der Standardstruktur für Kunstbauten in KUBA-DB mit Bauwerk, Bauwerksteilen und Oberflächenschutz, wie in Kapitel 3.2.2.1 beschrieben. Aufgrund der grösseren Komplexität von Tunnelbauwerken, ist jedoch zumeist eine komplexere Struktur mit zusätzlichen Hierarchiestufen erforderlich. Wie bei den Kunstbauten stehen hierfür die zusätzlichen Objekte Bauanlage, Teilanlage und Baueinheit zur Verfügung.

Bauanlage

Eine Bauanlage stellt eine Erweiterung der Bauwerksstruktur oberhalb der Bauwerksebene dar (siehe Kapitel 3.2.2.2).

Beispiele – Strukturierung von Tunneln mit Bauanlagen:

• Allgemeine Anlage: Eine "Allgemeine Anlage" kann beliebige Bauwerke zu einer Bauanlage zusammenfassen.
• Tunnelanlage: Eine Tunnelanlage fasst mehrere Infrastrukturobjekte der Bauwerksebene eines Tunnels zu einem übergeordneten Infrastrukturobjekt zusammen. Beispielsweise können so mehrere Tunnelröhren zu einer Tunnelanlage zusammengefasst werden. Ausserdem kann eine Tunnelanlage Tunnelröhren, Querverbindungen oder eine Technikzentrale zusammenfassen.

Teilanlage

Eine Teilanlage stellt einen Spezialfall dar, bei dem zusamenhängende aber unterschiedliche InfOs in der Hierarchie unterhalb einer Bauanlage zusammengefasst werden können. Typisches Beispiel für eine solche Teilanlage sind die hierunter zusammenzufassenden, aber bautechnisch klar zu differenzierenden und separat als Bauwerke zu erfassenden Abschnitte einer Tunnelröhre mit Tagbautunnel (auch Portale und anhängende Galerien) und bergmänischen Abschnitte.

Baueinheit

Eine Baueinheit stellt eine andere Möglichkeit des Zusammenfassens von gleichartigen Bauteilen in der Bauwerksstruktur unterhalb der Bauwerksebene dar (siehe Kapitel 3.2.2.2).

Beispiele – Erfassung von Baueinheiten in Tunnelanlagen:

• Mit einer "Allgemeinen Baueinheit" lassen sich für Tunnel Bauwerksteile unterhalb der Bauwerksebene zusammenfassen. Als Baueinheiten können in diesem Sinne (bevorzugt gleichartige) Objekte zusammengefasst werden, die in einer grösseren Anzahl entlang eines Tunnels vorliegen (wie z.B. Querverbindungen, Ausstellbuchten, SOS-Nischen, etc.).

Regeln zur Strukturierung von Tunneln

Die grundlegenden Regeln zur Strukturierung von Bauwerken gelten auch für Tunnel. Zusätzlich sind hier jedoch die folgenden ergänzenden Regeln zu beachten. Sie dienen als Entscheidungshilfe beim Aufbau der Objektstruktur.

Ergänzende Regel zur Erfassung von Tunneln:

1. Erfassung von Tunnelanlagen:
   Wenn mehrere Tunnelröhren und / oder Annex-Bauten vorhanden sind, müssen diese in einer Tunnelanlage zusammengefasst werden. Ausnahme sind reine Tagbautunnel, die in einem Infrastrukturobjekt vom Typ "Tagbautunnel" zusammengefasst werden.
2. Erfassung der Tunnelröhren:
   In der Ebene unterhalb einer Tunnelanlage ist für jede Tunnelröhre ein separates Infrastrukturobjekt zu definieren, dem die Elemente dieser Röhre zugeordnet werden. Ein- und Ausfahrtstunnel sind als separate Tunnelröhren zu erfassen. Die Unterscheidung zwischen Hauptröhre und Ein- und Ausfahrtstunneln erfolgt durch die Zuordnung der entsprechenden RBBS-Achsen.
3. Erfassung von zusammenhängenden Tunneln und Galerien: Bei einer miteinander verbundenen Abfolge von Untertagbauten (z.B. bergmännischer Tunnel, Tagbautunnel, Galerie) werden diese Abschnitte (Bauwerke) jeweils einer Tunnelröhre (Teilanlage) zugeordnet. Eine Aufteilung in diese Abschnitte erfolgt innerhalb (unterhalb der Hierarchiebene) der Tunnelröhre.
4. Erfassung der Tunnelportale:
   Tunnelportale, die einem bergmännischen Tunnel vorgelagert sind, werden als Tagbautunnel erfasst (unabhängig von ihrer Länge).
5. Elemente eines Tunnels, die im Bezug zu verschiedenen InfrastrukturObjekten stehen, müssen auf einer Ebene mit diesen angeordnet werden.
   Beispiele:
   • Ein Werkleitungskanal, der konstruktiv mit einer Tunnelröhre verbunden ist,muss dieser untergeordnet werden, ein von der Tunnelröhre unabhängiger Werkleitungskanal muss als separate Einheit auf der Ebene der Tunnelröhren erfasst werden.
   • Annex-Bauten wie Lüftungszentrale, Lüftungskamin und Sicherheitsstollen sind auf einer Ebene mit den Tunnelröhren zu erfassen.
6. Infrastrukturobjekte, die eine Tunnelröhre und eine andere Einheit einer Tunnelanlage trennen (z.B.: Türen zwischen Tunnelröhre und Querverbindung) sind jeweils der Tunnelröhre zuzuordnen.
7. Die Betriebs- und Sicherheitsausrüstungen (BSA) werden zZt. unabhängig von KUBA in einer separaten Fachapplikation abgebildet. In KUBA werden die Elemente der BSA in den Tunneleigenschaften zwar spezifiziert, jedoch nicht als einzelne Infrastrukturobjekte erfasst.
   Ausnahme sind konstruktive Elemente, die der BSA dienen (z.B. Lüftungskanal). Diese sind ein Teil des Tunnelbauwerks und werden als Infrastrukturobjekt erfasst.

Standardfälle Tunnelstrukturierung

Im Folgenden werden die wichtigsten Standardfälle der Tunnelstrukturierung dargestellt. Die beschriebenen Fälle dienen als Anleitung für die Grobstrukturierung eines Tunnels im Rahmen der Erfassung der Bausubstanz. Sie decken nicht abschliessend alle in der Praxis möglichen Konstellationen ab. Nicht beschriebene Fälle sollten jedoch aus den beschriebenen Standardfällen ableitbar sein. In der nachfolgenden Tabelle sind verschiedene Standardfälle der Tunnelstrukturierung zusammengefasst. In den darauf folgenden Illustrationen sind die wichtigsten Standardfälle zusätzlich schematisch dargestellt.

Fall 1c: Einröhriger Tunnel mit Annex-Baute:

Fall 1d: Einröhriger Tunnel Kombination bergmännischer Tunnel und Tagbautunnel in einer Tunnelröhre:

Fall 2a: Zweiröhriger, rein bergmännischer Tunnel:

Fall 2b: Zweiröhriger, reiner Tagbautunnel:

Fall 2c: Zweiröhriger Tunnel, Kombination bergmännischer Tunnel und Tagbautunnel:

Fall 2d: Zweiröhriger Tunnel, Kombination bergmännischer Tunnel, Tagbautunnel und Galerie:

Fall 2e: Zweiröhriger Tunnel, Querverbindungen vorhanden:

Fall 2f: Zweiröhriger Tunnel, Annex-Bauten vorhanden:

Abb. 4 Schematische Darstellung der Standardfälle der Tunnelstrukturierung

Erfassung von Tunnelzentralen

Tunnelzentralen stellen als Gebäude einen Spezialfall bei der Erfassung in KUBA dar. Diese stehen zwar funktional aber zumeist nicht strukturell in Zusammenhang mit der Nationalstrasse. Daher stehen diese auch nicht im Fokus des Erhaltungsmanagements in KUBA. Die Verfallsvektoren von KUBA-MS lassen sich auf diese Objekte nicht sinnvoll anwenden. Das Erhaltungsmanagement erfolgt jeweils auf den Einzelfall bezogen.

Daher kann (muss aber nicht) bei diesen Objekten eine vereinfachte Form der Erfassung gewählt werden, indem die einzelnen Räume ohne Unterteilung in weitere Bauwerksteile erfasst werden.

• Bauanlage: Gesamter Tunnel
  • Bauwerk: Tunnelzentrale
    • Bauwerksteil: Raum 1
    • Bauwerksteil: Raum 2
    • etc.

Im Rahmen der Inspektion kann dann für jeden Raum eine Zustandsnote vergeben werden und es können Befunde erfasst werden. Die Inspektoren müssen bei der Lokalisierung der Befunde das jeweils betroffene Bauwerksteil (Wand, Decke, Boden, etc.) beschreiben.

Zu beachten: Bauwerksteile, welche an die Nationalstrasse grenzen und deren Versagen zu einer Gefährdung der Nationalstrasse führen kann (z.B. direkt an die Nationalstrasse grenzende Aussenwand der Zentrale oder Deckenplatte zwischen Nationalstrasse und Tunnelzentrale, wenn diese über der Nationalstrasse liegt) müssen immer als einzelne Bauwerksteile erfasst werden.