P 1042 – Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter Verbunddübelleisten im Verbundbrückenbau

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ISBN: 978-3-946885-82-5 Kategorien: ,

Beschreibung

P 1042 – Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter Verbunddübelleisten im Verbundbrückenbau

Untersuchungen der letzten Jahre haben gezeigt, dass die Feuerverzinkung von Stahlbauteilen in Brückenkonstruktionen wirtschaftliche und ökologische Vorteile bringt. Es konnte gezeigt werden, dass der Korrosionsschutz einer  Feuerverzinkung auch in einer Umgebung mit hoher Korrosivität über die Lebensdauer einer Brücke von 100 Jahren bestehen kann, so dass keine größeren Instandhaltungsmaßnahmen des Korrosionsschutzes erforderlich sind. Parallel dazu wurde eine weitere innovative Lösung zur Steigerung der Effizienz von Verbundbrücken entwickelt. Ausgehend von mehreren Forschungsprojekten und einer ersten Anwendung im Jahr 2003, bieten Verbunddübelleisten nachweislich eine wirtschaftliche Lösung zur Schubverbindungen zwischen Stahlträger und Betonplatte in Verbundbrückenkonstruktionen. Kontinuierliche Verbesserungen und Weiterentwicklungen führten schließlich zu einer von der FOSTA beantragten allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung durch das DIBt in Deutschland. Zahlreiche Brücken mit dieser neuen Technologie wurden und werden seither in Deutschland und auch im Ausland gebaut. Allerdings kann die Feuerverzinkung aktuell noch nicht bei Brücken mit Verbunddübelleisten verwendet werden, da die Einflüsse der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit von brenngeschnittenen Verbunddübelleisten nicht bekannt sind.
Der erforderliche Nachweis der Ermüdung nach DIN EN 1993-1-9 kann daher derzeit nicht durchgeführt werden. Um die Vorteile der Verbunddübelleiste mit denen der Feuerverzinkung im Brückenbau kombiniert nutzen zu können, wurde im Rahmen des vorliegenden Projektes die Basis für technische Regelungen zur Anwendung feuerverzinkter Verbunddübelleisten erarbeitet. Hierfür wurde der Verzinkungsprozess mit den prozesstechnischen und geometrischen Einflüssen im Hinblick auf mögliche Vorschädigungen der Verbunddübelleiste ausführlich untersucht. Es wurde festgestellt, dass die entstehenden plastischen Dehnungen in der ungünstigsten Konfiguration aus Geometrie und Verzinkungsprozess von maximal 0,5% unterhalb des in der DASt-Richtlinie 022, Anlage 4 festgelegten Grenzwerts von 2% für die Anforderungen der Detailklasse A lagen. Des Weiteren wurde durch zyklische Versuche der Einfluss der Feuerverzinkung auf die Ermüdungsfestigkeit der Verbunddübelleiste untersucht. Es wurden vergleichende Ermüdungsversuche an verzinkten und unverzinkten Kleinteilproben, Push-Out-Körpern und an bauteilähnlichen Trägern durchgeführt.
Die Versuche zeigten durchweg, dass, wie für die unverzinkte Verbunddübelleiste in der allgemeinen Bauartgenehmigung geregelt, auch für die feuerverzinkte Ausführung der Nachweis der Ermüdungsfestigkeit mit dem Kerbfall 125 nach DIN EN 1993-1-9 durchgeführt werden kann. Damit konnte das Forschungsziel erreicht werden und eine praktikable Basis für die Bemessung in der Praxis zur Verfügung gestellt werden.

Veröffentlichung:
Mai 2020

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. M. Feldman, R. Kühne, M.Sc., Prof. Dr.-Ing. D. Ungermann, S. Holtkamp, M.Sc.