Geschraubte, gleitfest vorgespannte Verbindungen an feuerverzinkten Brückenbauteilen unter zyklischen Beanspruchungen

Feuerverzinkte Stahlbauten haben sich im Hochbau etabliert und gehören zum Stand der Technik. Sie erreichen Korrosionsschutzdauern in der Größenordnung der Lebensdauer des Bauwerks (≥100 Jahre). Die Anwendung dieses Korrosionsschutzsystems hätte auch im Brückenbau ein großes Potenzial. Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit im Brückenbau sind neben den Neubaukosten insbesondere von den während der Lebensdauer anfallenden Unterhaltungskosten bestimmt. Ein erfolgreich abgeschlossenes Forschungsvorhaben zeigt, dass die Feuerverzinkung als Korrosionsschutz grundlegend und vorteilhaft einsetzbar ist. Die Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter Bauteile hat nur geringe Einbußen gegenüber nicht verzinkten Stahlbauteile zu vermerken. Große Brückenkonstruktionen müssen mit Montagestößen ausgeführt werden. Geschweißte, feuerverzinkte Bauteile ziehen eine aufwändige Vor‐ und Nachbearbeitung des Korrosionsschutzes mit sich. Der nachträglich aufgebrachte Korrosionsschutz erreicht bei weitem nicht die Schutzdauer einer Feuerverzinkung. Diese technologische Einschränkung kann vermieden werden, wenn die Ausführung der Montagestöße durch feuerverzinkte, geschraubte Anschlüsse erfolgt. Im Stahlbrückenbau hat sich der Einsatz von gleitfest vorgespannten (GV) Verbindungen bewährt. Für eine Anwendung von gleitfest vorgespannten Verbindungen bei feuerverzinkten Montagestößen fehlten bislang wesentliche wissenschaftliche Untersuchungen. Technische und wissenschaftliche Grundlagen zum Einsatz von feuerverzinkten Schraubanschlüssen im zyklisch beanspruchten Stahl‐ und Verbundbrückenbau auf Basis des Eurocode 3 wurden erarbeitet und Berechnungsnachweise sowie Konstruktionsempfehlungen bereitgestellt.

Hot‐dip galvanized steel structures are well established and state of the art for public and industrial buildings. They can achieve a corrosion protection period in the magnitude of the lifetime of the structures (≥100 years). The application of this corrosion protection system would also have great potential in bridge construction. Economic efficiency and sustainability in bridge construction are, in addition to the cost of new building, determined by the incurred maintenance costs. Various research projects demonstrate hardly any losses on the fatigue strength compared to the non‐galvanized steel components. Large bridge structures must be designed with assembly joints. Welded site joints of hot‐dip galvanized components require a complex pre‐ and post‐treatment of the corrosion protection. Nevertheless, on‐site applied corrosion protection cannot reach the protection durability of a hot‐dip galvanizing. This technological restriction can be avoided by the use of hot‐dip galvanized bolted connections. Slip‐resistant pre‐stressed connections are proved successful in steel bridge construction. Major scientific investigations are not yet available for the use of slip‐resistant connections for hot‐dip galvanized joints. Technical and scientific foundations for the application of hot‐dip galvanized bolted connections in cyclically loaded steel and composite bridge constructions, based on the European standard for steel constructions, are investigated within the scope of this research project. Construction and design recommendations are provided.