Zur sicheren Anwendung feuerverzinkter Bauteile im Stahl- und Verbundbrückenbau - Rademacher, Dennis (Technische Universität Dortmund, 2017)
Die Feuerverzinkung wird im Stahl- und Verbundhochbau seit etlichen Jahren als leistungsfähiger und robuster Korrosionsschutz eingesetzt. Schutzdauern von mehreren Jahrzehnten sind keine Seltenheit, wodurch der Korrosionsschutz über den Lebenszyklus des Bauwerks nahezu wartungsfrei ist. Im Brückenbau wurde jedoch bislang in der Regel auf organische Beschichtungssysteme mit einer Schutzdauer von nur ca. 30 Jahren gesetzt, obwohl Brücken mit 100 Jahren einen besonders langen, rechnerischen Lebenszyklus haben. Aufgrund fehlender Kenntnisse zum Ermüdungsverhalten und fehlender Ausführungsvorgaben im Hinblick auf eine angestrebte Schutzdauer über den gesamten Lebenszyklus fand die Feuerverzinkung im Brückenbau bislang nur in wenigen Fällen Anwendung. In dieser Arbeit werden die eigenen als auch die Ergebnisse anderer Institute zur Erforschung des Ermüdungsverhaltens feuerverzinkter Bauteile zusammengefasst und übersichtlich dargestellt. Im Ergebnis wurde generell eine Abminderung der Beanspruchbarkeit durch die Zinkschicht festgestellt, die durch eine teilweise Reduktion der Kerbfälle nach DIN EN 1993-1-9 berücksichtigt werden kann. Eine neue, erweiterte Kerbfalltabelle für feuerverzinkte Bauteile wird hierzu angegeben. Mit dieser Ausnahme kann das bekannte Bemessungskonzept auf Basis von Nennspannungen vollumfänglich angewendet werden. Im Rahmen einer numerischen Parameterstudie werden die zuvor anhand einer Modellvorstellung identifizierten Einflussparameter variiert. Die Auswirkungen von isolierten Einflüssen, wie z.B. Schichtdicke oder Beanspruchungsniveau, können so separat erfasst werden. Anschließend wird eine Handrechnungs-Methode entwickelt, die unter Voraussetzung des bekannten Ermüdungsverhaltens des unverzinkten Konstruktionsdetails eine Abschätzung der Ermüdungsfestigkeit mit zusätzlicher Feuerverzinkung ermöglicht. Wirtschaftliche Betrachtungen im Hinblick auf veränderte Kosten bei Errichtung und im Lebenszyklus zeigen die Vorteile der Feuerverzinkung bei Brückenbauwerken kleiner und mittlerer Spannweite auf. Zusätzlich werden Konstruktionsanweisungen unter Berücksichtigung bereits ausgeführter Brückenbauwerke, bei denen erste Erfahrungen mit der Feuerverzinkung in Deutschland gesammelt werden konnten, angegeben. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit stehen umfangreiche Bemessungs- und Konstruktionsregeln zur sicheren Anwendung der Feuerverzinkung im Brückenbau zur Verfügung. Hierdurch wird ein wertvoller Beitrag zu einer nachhaltigen Bauweise mit geringen Lebenszykluskosten geliefert.
Schriftenreihe Stahlbau;8
Architekt und Ingenieur : Dortmunder Modell Bauwesen;
Keywords: Feuerverzinkung; Brücken; Stahl; Ermüdung; Konstruktion; 690; Feuerverzinken; Stahl; Brückenbau; Brücke; Materialermüdung; Konstruieren