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Mitgeltende Regeln und Normen Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 22/2012: Sachgebiet 05.2: Brücken- und Ingenieurbau; Grundlagen., 26.11.2012. DASt-Richtlinie 022, Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen, 2009. DIN 1076, Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen - Überwachung und Prüfung, 1999. DIN EN 1090-2, Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken - Teil 2: Technische Regeln für die Ausfüh- rung von Stahltragwerken DIN EN 1991-2, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken DIN EN 1993-1-9, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-9: Ermüdung DIN EN 1993-2, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 2: Stahlbrücken DIN EN 1994-2, Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton - Teil 2: Allge- meine Bemessungsregeln und Anwendungsregeln für Brücken DIN EN 10025-2, Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen - Teil 2: Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle DIN EN ISO 1461, Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen DIN EN ISO 2063, Thermisches Spritzen - Metallische und andere anorganische Schichten - Zink, Aluminium und ihre Legierungen DIN EN ISO 2178, Nichtmagnetische Überzüge auf magnetischen Grundmetallen - Messen der Schichtdicke - Magnet- verfahren DIN EN ISO 2808, Beschichtungsstoffe - Bestimmung der Schichtdicke DIN EN ISO 3882, Metallische und andere anorganische Überzüge - Übersicht über Verfahren zur Schichtdickenmes- sung DIN EN ISO 8501-3, Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Visuelle Beur- teilung der Oberflächenreinheit - Teil 3: Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Kanten und anderen Flächen mit Ober- flächenunregelmäßigkeiten DIN EN ISO 8504-2, Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Verfahren für die Oberflächenvorbereitung - Teil 2: Strahlen. DIN EN ISO 9223, Korrosion von Metallen und Legierungen - Korrosivität von Atmosphären - Klassifizierung, Bestim- mung und Abschätzung DIN EN ISO 9224, Korrosion von Metallen und Legierungen - Korrosivität von Atmosphären - Anhaltswerte für die Kor- rosivitätskategorien. DIN EN ISO 12690, Metallische und andere anorganische Überzüge - Aufsicht für das thermische Spritzen - Aufgaben und Verantwortung DIN EN ISO 12944, Teile 1-8, Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme DIN EN ISO 14713, Teile 1-2, Zinküberzüge - Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstrukti- onen vor Korrosion DIN EN ISO 14922, Teile 1-4, Thermisches Spritzen - Qualitätsanforderungen an thermisch gespritzte Bauteile DIN EN ISO 17834, Thermisches Spritzen - Beschichtungen zum Schutz gegen Korrosion und Oxidation bei erhöhten Temperaturen ZTV-ING ZTV-KOR-Stahlbauten, Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten - Teil 4 Abschnitt 3: Korrosionsschutz von Stahlbauten Arbeitshilfe zur Anwendung der Feuerverzinkung im Stahl- und Verbundbrückenbau TU Dortmund Lehrstuhl Stahlbau D. Ungermann, D. Rademacher TU Darmstadt, Staatliche MPA Darmstadt M. Oechsner, R. Landgrebe, J. Adelmann, F. Simonsen Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH S. Friedrich, P. Lebelt Checkliste für die Anwendung der Feuerverzinkung im Brückenbau Folgende Fragen dienen zur Überprüfung der Anwendbarkeit einer Feuerverzinkung als Stückverzinkung bei einer Brückenkonstruktion. Wird eine Frage mit „nein“ beantwortet, so ist die Anwendung gesondert zu prüfen. ja nein Möglichkeit zur Anwendung der Feuerverzinkung Material innerhalb der Anwendungsgrenzen (Stahlzusammensetzung) * Si-Gehalt 0,14≤ Si ≤0,35% und P≤ 0,035% Liegt eine spannungsfreie/-arme Konstruktion vor?* * Profil/Konstruktion wurde nicht kaltumgeformt. Offene Profile mit Steifen: Durchflussöffnungen an Zwickelstellen vorhanden? Hohlprofile: Ausreichend große Durch- und Ablauföffnungen gem. DIN EN 14713-2? Vermeidung von Verzug Sind Verbindungen mit Schweißnähten weitestgehend symmetrisch aufgebaut? Durchfluss- und Ablauföffnungen so groß, wie möglich? Ist der Querschnitt zu der Biegehauptachse symmetrisch aufgebaut? Anforderungen an Fertigung und Feuerverzinkung Ist eine Fertigung und Verzinkung nach DASt-Ri 022 möglich? Entspricht das Zinkbad den Anforderungen Zinkbadklasse 1 nach DASt-Ri 022. Unabhängig von der Vertrauenszone ist neben der optischen Prüfung eine systematische Überprüfung mit dem MT-Verfahren gemäß Anlage 3 der DASt-Richtlinie 022 verbindlich durchzuführen Schweiß-Verbindungen vor der Stückverzinkung Eine Reinigung der Oberfläche von evtl. Schlackeresten ist erfolgt Überlappungen wurden vermieden Form und Größe Werden folgende Bauteilabmessungen eingehalten oder ist die Brücke unter Berück- sichtigung nachfolgender Abmessungen in Einzelbauteile/Segmente zerlegbar: Die Länge der Einzelsegmente ist nicht länger als 16 m Die Breite der Einzelsegmente ist nicht größer als 1,50 m. Die Höhe der Einzelsegmente ist nicht größer als 2,5 m. Ist eine Aufteilung in Einzelsegmente zur Einhaltung der Maximalabmessungen notwendig, so sind ggf. Schweißverbindungen nach der Feuerverzinkung vorzusehen (abhängig von genauen Maßen des Zinkkes- sels des Verzinkungsbetriebs). Hierzu sind gesonderte Maßnahmen erforderlich, die unter dem Punkt „Mon- tagestöße“ beschrieben sind. Doppeltauchungen für überlange Bauteile sind nicht zulässig. Informativer Hinweis hinsichtlich eventueller optischer Anforderungen Wenn besondere optische Anforderungen bestehen, sind Nahtüberhöhungen gering zu halten. Des Weiteren ist möglichst ein einheitlicher Werkstoff zu verwenden. Beispielsweise sollte der Schweißzusatzwerkstoff dem Grundmaterial hinsichtlich des Si-Gehalt ähnlich sein. Beim Schweißen unter Schutzgas werden häufig Schweißdrähte mit höherem Siliziumgehalt als beim Grundwerkstoff benutzt. Da die Zinkschichtdicke u.a. vom Siliziumgehalt abhängt, ist diese an den Schweißnähten häufig dicker, als am übrigen Bauteil. Selbst blecheben geschliffene Nähte treten dann optisch wieder deutlich hervor. Diese Effekte sind bei erhöhten optischen Anforderungen bei der Planung von Schweißstößen (vor der Verzinkung) zu berücksichtigen. Nachweis gegen Werkstoffermüdung Um eine Überschätzung der Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter Bauteile auszuschließen, ist für den Nach- weis gegen Werkstoffermüdung gemäß DIN EN 1993-2, DIN EN 1993-1-9 und DIN EN 1994-2 für die Zuord- nung der Kerbfälle von feuerverzinkten Bauteilen die folgende Tabelle zu verwenden. Darin wird der Abfall der Ermüdungsfestigkeit durch eine Feuerverzinkung und die daraus resultierende, zum Teil notwendige Ab- minderung der Detail-Kategorie berücksichtigt: Kerbfall Konstruktionsdetail Beschreibung Anforderungen 140 ANMERKUNG: Der Kerbfall 140 ist der höchst mögliche; kein Kerbfall kann bei ir- gendeiner Anzahl an Spannungsschwing- spielen eine höhere Ermüdungsfestigkeit er- reichen. Bleche und Flachstähle mit ge- walzten/gefrästen Kanten Scharfe Kanten, Oberflächen- und Walzfehler sind durch Schleifen zu beseitigen und ein naht- loser Übergang herzustellen. 112 Maschinell brenn- oder wasser- strahlgeschnittener Werkstoff mit seichten und regelmäßigen Brennriefen Maschinell brenn- oder wasser- strahlgeschnittener Werkstoff der Schnittqualität entsprechend EN 1090. Einspringende Ecken sind durch Schleifen (Nei- gung ≤ ¼) zu bearbeiten oder durch einen ent- sprechenden Spannungskonzentrationsfaktor zu berücksichtigen Keine Ausbesserungen durch Verfüllen mit Schweißgut 100 Handgeschweißte Kehlnähte Zwischen Flansch und Stegblech ist eine sehr gute Passgenauigkeit erforderlich. 80 Über eine durchgeschweißte Quernaht geführte durchge- hende Längsnaht als Halskehl- naht 100 Blechdickenab- hängigkeit für t > 25 mm: k s =(25/t) 0,2 Querstöße in Blechen und Flachstählen. Alle Nähte blecheben in Lastrichtung ge- schliffen. Schweißnahtan- und auslaufstücke sind zu verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen. Beidseitige Schweißung mit ZFP. 80 Blechdickenab- hängigkeit für t > 25 mm: k s =(25/t) 0,2 Vollstöße von Walzprofilen mit Stumpfnähten ohne Freischnitte. Die Nahtüberhöhung muss ≤10 % der Naht- breite und mit verlaufendem Übergang in die Blechoberfläche ausgeführt werden. Schweißnahtan- und auslaufstücke sind zu verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen. Beidseitige Schweißung mit ZFP. 80 Blechdickenab- hängigkeit für t > 25 mm: k s =(25/t) 0,2 Querstöße in Blechen, Flach- stählen, Walzprofilen oder ge- schweißten Blechträgern. Die Nahtüberhöhung muss ≤20 % der Naht- breite und mit verlaufendem Übergang in die Blechoberfläche ausgeführt werden. Keine Schweißnahtnachbehandlung Schweißnahtan- und auslaufstücke sind zu verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen. Beidseitige Schweißung mit ZFP. 80 ℓ ≤ 50 mm Vertikalsteifen in Walz- oder ge- schweißten Blechträgern. Die Schweißnahtenden sind sorgfältig zu schleifen, um Einbrandkerben zu entfernen. Wenn die Steife, siehe Skizze links, im Steg- blech abschließt, wird Δ mit den Hauptspannungen berechnet. 80 (m=8) Schweißnähte unter Querkraft- beanspruchung: Kopfbolzendübel in Verbundwir- kung Δ wird am Nennquerschnitt des Dübels ermit- telt.

t s k t Die Nahtüberhöhung muss ≤10 · DIN EN ISO 14713-2, Anhang A und DASt-Richtlinie 022 sowie einer feuerverzinkungsgerechten Fertigung berücksichtigt werden. Besonders wird

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Page 1: t s k t Die Nahtüberhöhung muss ≤10 · DIN EN ISO 14713-2, Anhang A und DASt-Richtlinie 022 sowie einer feuerverzinkungsgerechten Fertigung berücksichtigt werden. Besonders wird

Mitgeltende Regeln und Normen Allgemeines Rundschreiben Straßenbau Nr. 22/2012: Sachgebiet 05.2: Brücken- und Ingenieurbau; Grundlagen., 26.11.2012.

DASt-Richtlinie 022, Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen, 2009.

DIN 1076, Ingenieurbauwerke im Zuge von Straßen und Wegen - Überwachung und Prüfung, 1999.

DIN EN 1090-2, Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken - Teil 2: Technische Regeln für die Ausfüh-rung von Stahltragwerken

DIN EN 1991-2, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 2: Verkehrslasten auf Brücken

DIN EN 1993-1-9, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-9: Ermüdung

DIN EN 1993-2, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 2: Stahlbrücken

DIN EN 1994-2, Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton - Teil 2: Allge-meine Bemessungsregeln und Anwendungsregeln für Brücken

DIN EN 10025-2, Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen - Teil 2: Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle

DIN EN ISO 1461, Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen

DIN EN ISO 2063, Thermisches Spritzen - Metallische und andere anorganische Schichten - Zink, Aluminium und ihre Legierungen

DIN EN ISO 2178, Nichtmagnetische Überzüge auf magnetischen Grundmetallen - Messen der Schichtdicke - Magnet-verfahren

DIN EN ISO 2808, Beschichtungsstoffe - Bestimmung der Schichtdicke

DIN EN ISO 3882, Metallische und andere anorganische Überzüge - Übersicht über Verfahren zur Schichtdickenmes-sung

DIN EN ISO 8501-3, Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Visuelle Beur-teilung der Oberflächenreinheit - Teil 3: Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Kanten und anderen Flächen mit Ober-flächenunregelmäßigkeiten

DIN EN ISO 8504-2, Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen - Verfahren für die Oberflächenvorbereitung - Teil 2: Strahlen.

DIN EN ISO 9223, Korrosion von Metallen und Legierungen - Korrosivität von Atmosphären - Klassifizierung, Bestim-mung und Abschätzung

DIN EN ISO 9224, Korrosion von Metallen und Legierungen - Korrosivität von Atmosphären - Anhaltswerte für die Kor-rosivitätskategorien.

DIN EN ISO 12690, Metallische und andere anorganische Überzüge - Aufsicht für das thermische Spritzen - Aufgaben und Verantwortung

DIN EN ISO 12944, Teile 1-8, Beschichtungsstoffe - Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme

DIN EN ISO 14713, Teile 1-2, Zinküberzüge - Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstrukti-onen vor Korrosion

DIN EN ISO 14922, Teile 1-4, Thermisches Spritzen - Qualitätsanforderungen an thermisch gespritzte Bauteile

DIN EN ISO 17834, Thermisches Spritzen - Beschichtungen zum Schutz gegen Korrosion und Oxidation bei erhöhten Temperaturen

ZTV-ING ZTV-KOR-Stahlbauten, Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten - Teil 4 Abschnitt 3: Korrosionsschutz von Stahlbauten

Arbeitshilfe zur Anwendung der

Feuerverzinkung im Stahl- und Verbundbrückenbau

TU Dortmund – Lehrstuhl Stahlbau D. Ungermann, D. Rademacher

TU Darmstadt, Staatliche MPA Darmstadt M. Oechsner, R. Landgrebe, J. Adelmann, F. Simonsen

Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH S. Friedrich, P. Lebelt

Checkliste für die Anwendung der Feuerverzinkung im Brückenbau Folgende Fragen dienen zur Überprüfung der Anwendbarkeit einer Feuerverzinkung als Stückverzinkung bei einer Brückenkonstruktion. Wird eine Frage mit „nein“ beantwortet, so ist die Anwendung gesondert zu prüfen.

ja nein Möglichkeit zur Anwendung der Feuerverzinkung Material innerhalb der Anwendungsgrenzen (Stahlzusammensetzung) * Si-Gehalt 0,14≤ Si ≤0,35% und P≤ 0,035%

Liegt eine spannungsfreie/-arme Konstruktion vor?* * Profil/Konstruktion wurde nicht kaltumgeformt.

Offene Profile mit Steifen: Durchflussöffnungen an Zwickelstellen vorhanden?

Hohlprofile: Ausreichend große Durch- und Ablauföffnungen gem. DIN EN 14713-2?

Vermeidung von Verzug Sind Verbindungen mit Schweißnähten weitestgehend symmetrisch aufgebaut?

Durchfluss- und Ablauföffnungen so groß, wie möglich?

Ist der Querschnitt zu der Biegehauptachse symmetrisch aufgebaut?

Anforderungen an Fertigung und Feuerverzinkung Ist eine Fertigung und Verzinkung nach DASt-Ri 022 möglich?

Entspricht das Zinkbad den Anforderungen Zinkbadklasse 1 nach DASt-Ri 022.

Unabhängig von der Vertrauenszone ist neben der optischen Prüfung eine systematische Überprüfung mit dem MT-Verfahren gemäß Anlage 3 der DASt-Richtlinie 022 verbindlich durchzuführen

Schweiß-Verbindungen vor der Stückverzinkung Eine Reinigung der Oberfläche von evtl. Schlackeresten ist erfolgt

Überlappungen wurden vermieden

Form und Größe Werden folgende Bauteilabmessungen eingehalten oder ist die Brücke unter Berück-sichtigung nachfolgender Abmessungen in Einzelbauteile/Segmente zerlegbar:

Die Länge der Einzelsegmente ist nicht länger als 16 m

Die Breite der Einzelsegmente ist nicht größer als 1,50 m.

Die Höhe der Einzelsegmente ist nicht größer als 2,5 m.

Ist eine Aufteilung in Einzelsegmente zur Einhaltung der Maximalabmessungen notwendig, so sind ggf. Schweißverbindungen nach der Feuerverzinkung vorzusehen (abhängig von genauen Maßen des Zinkkes-sels des Verzinkungsbetriebs). Hierzu sind gesonderte Maßnahmen erforderlich, die unter dem Punkt „Mon-tagestöße“ beschrieben sind. Doppeltauchungen für überlange Bauteile sind nicht zulässig.

Informativer Hinweis hinsichtlich eventueller optischer Anforderungen Wenn besondere optische Anforderungen bestehen, sind Nahtüberhöhungen gering zu halten. Des Weiteren ist möglichst ein einheitlicher Werkstoff zu verwenden. Beispielsweise sollte der Schweißzusatzwerkstoff dem Grundmaterial hinsichtlich des Si-Gehalt ähnlich sein. Beim Schweißen unter Schutzgas werden häufig Schweißdrähte mit höherem Siliziumgehalt als beim Grundwerkstoff benutzt. Da die Zinkschichtdicke u.a. vom Siliziumgehalt abhängt, ist diese an den Schweißnähten häufig dicker, als am übrigen Bauteil. Selbst blecheben geschliffene Nähte treten dann optisch wieder deutlich hervor. Diese Effekte sind bei erhöhten optischen Anforderungen bei der Planung von Schweißstößen (vor der Verzinkung) zu berücksichtigen.

Nachweis gegen Werkstoffermüdung Um eine Überschätzung der Ermüdungsfestigkeit feuerverzinkter Bauteile auszuschließen, ist für den Nach-weis gegen Werkstoffermüdung gemäß DIN EN 1993-2, DIN EN 1993-1-9 und DIN EN 1994-2 für die Zuord-nung der Kerbfälle von feuerverzinkten Bauteilen die folgende Tabelle zu verwenden. Darin wird der Abfall der Ermüdungsfestigkeit durch eine Feuerverzinkung und die daraus resultierende, zum Teil notwendige Ab-minderung der Detail-Kategorie berücksichtigt:

Kerbfall Konstruktionsdetail Beschreibung Anforderungen 140

ANMERKUNG: Der Kerbfall 140 ist der höchst mögliche; kein Kerbfall kann bei ir-gendeiner Anzahl an Spannungsschwing-spielen eine höhere Ermüdungsfestigkeit er-reichen.

Bleche und Flachstähle mit ge-walzten/gefrästen Kanten

Scharfe Kanten, Oberflächen- und Walzfehler sind durch Schleifen zu beseitigen und ein naht-loser Übergang herzustellen.

112

Maschinell brenn- oder wasser-strahlgeschnittener Werkstoff mit seichten und regelmäßigen Brennriefen Maschinell brenn- oder wasser-strahlgeschnittener Werkstoff der Schnittqualität entsprechend EN 1090.

Einspringende Ecken sind durch Schleifen (Nei-gung ≤ ¼) zu bearbeiten oder durch einen ent-sprechenden Spannungskonzentrationsfaktor zu berücksichtigen Keine Ausbesserungen durch Verfüllen mit Schweißgut

100

Handgeschweißte Kehlnähte Zwischen Flansch und Stegblech ist eine sehr gute Passgenauigkeit erforderlich.

80

Über eine durchgeschweißte Quernaht geführte durchge-hende Längsnaht als Halskehl-naht

100

Blechdickenab-hängigkeit für t > 25 mm: ks=(25/t)0,2

Querstöße in Blechen und Flachstählen.

Alle Nähte blecheben in Lastrichtung ge-schliffen.

Schweißnahtan- und –auslaufstücke sind zu verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen.

Beidseitige Schweißung mit ZFP.

80

Blechdickenab-hängigkeit für t > 25 mm: ks=(25/t)0,2

Vollstöße von Walzprofilen mit Stumpfnähten ohne Freischnitte.

Die Nahtüberhöhung muss ≤10 % der Naht-breite und mit verlaufendem Übergang in die Blechoberfläche ausgeführt werden.

Schweißnahtan- und –auslaufstücke sind zu verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen.

Beidseitige Schweißung mit ZFP.

80

Blechdickenab-hängigkeit für t > 25 mm: ks=(25/t)0,2

Querstöße in Blechen, Flach-stählen, Walzprofilen oder ge-schweißten Blechträgern.

Die Nahtüberhöhung muss ≤20 % der Naht-breite und mit verlaufendem Übergang in die Blechoberfläche ausgeführt werden.

Keine Schweißnahtnachbehandlung Schweißnahtan- und –auslaufstücke sind zu

verwenden und anschließend zu entfernen, Blechränder sind blecheben in Lastrichtung zu schleifen.

Beidseitige Schweißung mit ZFP.

80

ℓ ≤ 50 mm Vertikalsteifen in Walz- oder ge-schweißten Blechträgern.

Die Schweißnahtenden sind sorgfältig zu schleifen, um Einbrandkerben zu entfernen.

Wenn die Steife, siehe Skizze links, im Steg-blech abschließt, wird Δ mit den Hauptspannungen berechnet.

80 (m=8)

Schweißnähte unter Querkraft-beanspruchung: Kopfbolzendübel in Verbundwir-kung

Δ wird am Nennquerschnitt des Dübels ermit-telt.

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Allgemeine Konstruktionshinweise Zur Erreichung eines optimalen Korrosionsschutzes mit Hilfe der Feuerverzinkung müssen neben der korro-sionsschutzgerechten Gestaltung nach DIN EN ISO 12944-3 und DIN EN ISO 14713-1 im Prozess des Feu-erverzinkens zusätzliche Anforderungen entsprechend der feuerverzinkungsgerechten Konstruktion nach DIN EN ISO 14713-2, Anhang A und DASt-Richtlinie 022 sowie einer feuerverzinkungsgerechten Fertigung berücksichtigt werden. Besonders wird auf die konstruktiven Empfehlungen der DASt-Ri 022, Tabelle 7 ver-wiesen. Die wesentlichen Grundlagen und der Stand der Technik werden auch in der einschlägigen Literatur weitgehend beschrieben. Da einzelne Brücken-Hauptträger mit einer Bauteillänge von über 16-18 m aufgrund der Beschränkung der maximalen Bauteilgröße und des maximalen Bauteilgewichts nicht als kompletter Träger feuerverzinkt werden können, sind gegebenenfalls Montagestöße vorzusehen. Die Brücken-Hauptträger werden somit in Teilen gefertigt und feuerverzinkt. Die Lage der Schweißstöße ist unter Berücksichtigung eventueller Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten günstig und sinnvoll zu wählen.

Schutzdauer

Prognose „Die Korrosionsgeschwindigkeit von Metallen und Legierungen, die in natürlichen Atmosphären im Außenbe-reich ausgelagert werden, ist im Verlauf der Auslagerungsdauer nicht konstant“ (ISO 9224). Bei Zink nimmt sie aufgrund der Anhäufung von Korrosionsprodukten auf der Oberfläche des ausgelagerten Metalls mit der Dauer der Auslagerung ab

Das Fortschreiten des Angriffs verläuft bei Konstruktionsmetallen und -legierungen üblicherweise linear, wenn der Gesamtschaden in Abhängigkeit von der Zeit in logarithmischen Koordinaten aufgetragen wird. Der flä-chenbezogener Massenverlust oder die Eindringtiefe kann als Gesamtangriff D wie folgt angegeben werden:

btZn,corrtZn trD

mit: t: Auslagerungsdauer, ausgedrückt in Jahren b: Spezifische Zeitexponent für Zink und Umgebung, b=0,873 bzw. ≤ 1 rcorr,tZn der Abtrag des Zinks im ersten Jahr nach ISO 9223 in [g/(m2⋅a)] oder in [μm/a]

Eine exakte Schutzdauer-Prognose ist nur schwer möglich. Die zuvor angegebenen Größen sind daher als Abschätzung zu verstehen. Zusätzliche Einflussfaktoren können zum Beispiel lokal auftretende Kleinstklimate und Sonderbelastungen sein, wie z.B. Autobahnen auf denen verstärkt Kalziumchlorid anstelle von Natrium-chlorid als Tausalz eingesetzt wird. Konstruktive Problemzonen wie z.B. enge Spalten mit einer Ansammlung von Feuchte sollten daher vermieden werden.

Ausbesserung von Beschädigungen der Zinkschicht Allgemeine Anforderungen Für die Ausbesserung der gemäß DIN EN ISO 1461 zulässigen Fehlstellen und für die Ausbesserung von Transportschäden und Montageschweißstößen ist nur thermisches Spritzen gemäß DIN EN ISO 2063 anzu-wenden. Die Verwendung von allen anderen Ausbesserungsverfahren ist unzulässig. Für die durch thermisches Spritzen auszubessernden Flächenbereiche ist der P-Vorbereitungsgrad P3 (DIN EN ISO 8501-3 bzw. DIN EN 1090-2) auszuführen. Die Oberflächenvorbereitung und die anschließende Spritzmetallisierung im Bereich der Montageschweißstöße ist gemäß nachfolgender Abbildung und Spezifi-kation auszuführen.

Vorbereitung für Fehlstellen in der Feuerverzinkung und an Transportschäden Als Verfahren für die Oberflächenvorbereitung für Fehlstellen in kleinen Flächenbereichen (bspw. Transport- und Montageschäden) ist das Vakuumsaugkopfstrahlen anzuwenden. Auf den kleinen Flächenbereichen ist die Rautiefe auf Stahl mit minimal Ry5 = 85 µm (G) mit einem Oberflächenvorbereitungsgrad Sa 3 und auf Feuerverzinkungen durch Sweepen mit maximal Ry5 = 40 µm (G) zu erreichen. Für Fehlstellen in der Feuerverzinkung und Transportschäden ist in kleinen Flächenbereichen eine Maskie-rung der Feuerverzinkung vorzusehen. Diese ist für die scharfe Abgrenzung der Spritzmetallisierung und Ver-siegelung zur Feuerverzinkung notwendig. Die Maskierung verbleibt bis zur Fertigstellung der Spritzmetalli-sierung auf der Feuerverzinkung und muss eine entsprechende Haltbarkeit aufweisen.

Spritzmetallisierung Gestrahlte und gesweepte Flächenbereiche sind nach der Oberflächenvorbehandlung innerhalb von vier Stunden durch Spritzmetallisieren zu beschichten. Die Spritzmetallisierung ist überlappend auf dem intakten Zinküberzug mit einer Überlappungsbreite von mindestens 30 mm auszuführen. Als Spritzwerkstoff ist ZnAl15 gemäß DIN EN ISO 2063 oder ein im Korrosionsschutz gleichwertiger Werkstoff zu verwenden, die Über-zugsdicke der Spritzmetallisierung soll 200 µm sein. Die Verarbeitung des Spritzwerkstoffes hat durch Flammspritzen zu erfolgen.

Porenschließende Versiegelung Nach der Spritzmetallisierung ist zeitnah eine porenschließende Beschichtung (Versiegelung) zu applizieren. Die Versiegelung der spritzmetallisierten Flächenbereiche muss unmittelbar nach der Spritzmetallisierung er-folgen. Die gemäß Datenblatt des Beschichtungsstoffherstellers für die Versiegelung angegebenen Verarbei-tungsbedingungen und Schichtdicken sind einzuhalten.

Ausführung von Montage-Schweißstößen In Anlehnung und Ergänzung zu Pkt. 5.5 ZTV-ING: Baustellenschweiß-stöße ist das nachfolgend beschriebene Verfahren für den Korrosions-schutz der Montagestöße feuerverzinkter Bauteile anzuwenden. Zur gezielten Vermeidung einer Zinkannahme an den Montagestößen während der Feuerverzinkung sind diese Stellen allseitig (inklusive Stirn-flächen) mit einer Breite von 100 mm durch einen dafür geeigneten Be-

schichtungsstoff gemäß der Verarbeitungsvorschrift des Beschichtungsstoffherstellers zu beschichten. Nach der Feuerverzinkung müssen die Träger-Einzelteile zusammengeschweißt werden. Diese Schweiß-stöße sollen möglichst im Werk durchgeführt werden, um optimale Bedingungen für die Durchführung zu gewährleisten. Nur für den Fall, dass der gesamte Träger nicht auf die Baustelle transportiert werden kann, sind die Schweißstöße auf der Baustelle herzustellen. Eine evtl. notwendige Vorwärmung der Bleche im Bereich des Schweißstoßes soll mit Heizmatten erfolgen, um einen gezielten, gleichmäßigen Wärmeeintrag in das Blech sicherzustellen. Eine unplanmäßige Überhit-zung der an den Schweißstoß angrenzenden feuerverzinkten Oberflächen durch eine Heizflamme ist unbe-dingt zu verhindern.

Zinkschichtdicke Mit einer Schichtdicke von angenommenen 200 µm und einem Zinkabtrag in der Korrosivität C4 kann die notwendigen Schutzdauer von 100 Jahren theoretisch erreicht werden, wenn auch an einzelnen Stellen evtl. die Zinkschicht schon einige Jahre vorher abgetragen sein könnte. An diesen Stellen müsste dann lokal der Korrosionsschutz ggf. mittels einer Beschichtung nach DIN EN ISO 12944-5 ausgebessert werden.

Eine Mindestzinkschichtdicke von 200 µm auf allen Flächen der Stahlbauteile ist erforderlich. Um diese Schichtdicke zu ermöglichen, aber gleichzeitig auch ein unkontrolliertes Schichtwachstum zu verhindern, sind nur Stähle gemäß DIN EN 10025-2, Pkt. 7.4.3 Eignung zum Schmelztauchverzinken mit folgender Spezifika-tion für den Silizium- und Phosphorgehalt zu verwenden: 0,14≤ Si ≤0,35 und P≤ 0,035 Gewichtsprozent. Die exakte Zinkschichtdicke ist vom schwankenden Siliziumgehalt im Stahl, aber auch von der Tauchzeit abhängig. Im schweren Stahlbau, wie z.B. dem Brückenbau, ist der Si-Gehalt meistens hoch (0,20 % und mehr). Aufgrund großer Bauteildicken und den damit nötigen langen Tauchzeiten im Zinkbad, liegt die Zink-schichtdicke in der Regel auch immer über 200 µm. Die Erfahrung zeigt, dass auch wesentlich höhere Zinkschichtdicken (> 350µm) große (plastische) Verfor-mungen des Stahl erlauben, bevor es zu Abplatzungen der äußeren Zinkschichten kommt. Daher besteht keinerlei Problematik bei zu großen Zinkschichtdicken.

Prüfung der Schichtdicke Um ein repräsentatives Ergebnis der durchschnittlichen Schichtdicke oder der durchschnittlichen Masse des Überzugs je Einheit zu erlangen, müssen die Anzahl und Lage der Prüfflächen und ihre Größe für das mag-netische oder gravimetrische Verfahren entsprechend der Form und Größe des/der Bauteil/s/e ausgewählt werden. Bei langen Teilen muss die Referenzfläche etwa 100 mm von Löchern und 100 mm von den Bautei-lenden sowie etwa in Bauteilmitte liegen und muss den gesamten Querschnitt des Teils umfassen. Die Anzahl der Referenzflächen ist abhängig von der Größe der zu prüfenden Einzelteile und muss Tabelle 2, ISO 1461 entsprechen. Bei Flächen größer 2 m² müssen mindestens 3 Referenzflächen geprüft werden. Zusätzlich sind entsprechend ZTV-ING die Kontrollflächen an folgenden Punkten vorzusehen:

in Bauwerksbereichen, bei denen eine Instandsetzung der Korrosionsschutzbeschichtung mit hohen Begleitkosten, z.B. für Rüstungen, oder mit nennenswerten Betriebsbehinderungen verbunden ist,

Stellen, die für die örtlichen Korrosionsbelastungen charakteristisch sind (z.B. Bereiche über der Fahr-bahn von tausalzbehandelten Straßen).

Die Kontrollflächen sind nach Art, Größe und Lage in einem Korrosionsschutzplan zu kennzeichnen. Ein Kon-trollflächenprotokoll ist nach Anhang B, ZTV-ING zu führen.

Oberflächenvorbereitung für Montageschweißstöße

Vorbereitung Fläche A: Die Schädigung der intakten Feuerverzinkung beidseitig des Montageschweißstoßes durch Druckluftstrahlen ist auch hier zu vermeiden. Hierfür ist der intakte Zinküberzug neben der Montageschweißnaht vor der Aus-führung der Strahlarbeiten mindestens in einer Entfernung von 110 mm beidseitig der Schweißnaht und min-destens in der Breite der zuvor angeschliffenen Oberfläche hinreichend zu schützen bzw. zu maskieren. Ziel ist ein geradliniger sauberer Abschluss zum unbeschädigten Zinküberzug und der Schutz der intakten Feuer-verzinkung. Vor dem Schweißen sind die Rückstände des Beschichtungsstoffes am Montageschweißstoßbereich durch partielles maschinelles Schleifen der Oberfläche (Oberflächenvorbereitungsgrad: PMa) restlos zu entfernen. Hierbei ist sicherzustellen, dass der Schweißnahtbereich frei von Zink ist. Nach dem Schweißen sind die Schweißnähte des Stumpfstoßes blecheben zu schleifen. Für die aufzubringende Spritzmetallisierung ist der Oberflächenvorbereitungsgrad Sa 3 bei einem Rauheits-grad grob (G), mind. jedoch eine mittlere Rautiefe mit Ry5 = 85 µm (G) auszuführen. Als Verfahren für die Oberflächenvorbereitung ist das Druckluftstrahlen für Stahl anzuwenden. Als Strahlmittel sind Schmelzkam-merschlacke, Edelkorund, Hämatit-Hartgusskies oder Kupferhüttenschlacke zu verwenden.

Vorbereitung Fläche B: Als Verfahren für die Oberflächenvorbereitung des Zinküberzuges ist das Sweep-Strahlen für Zink anzuwen-den. Die intakte Feuerverzinkung ist für die nachfolgende Spritzmetallisierung in Breite von mind. 30 mm (Fläche B) ab der gestrahlten Stahloberfläche abzukleben bzw. zu maskieren. Die Sweep-Strahl-Parameter für das manuelle Druckluftstrahlen müssen den nachfolgenden Kriterien entsprechen: Strahlmittel: nichtmetallische Schlacken, Korund, Chromgussgranulate, Glasbruch, Glasperlen Teilchengröße Strahlmittel: 0,25 bis 0,50 mm Strahldruck an der Düse: 2,5 bis 3,0 bar Strahlwinkel: < 30° zur Oberfläche (Bauteilgeometrie beachten)

Der in der genannten Breite maskierte Überlappungsbereich der Feuerverzinkung (Fläche B) ist bis zu einer maximalen mittleren Rautiefe Ry5 = 40 µm (G) zu sweepen. Der maximale Abtrag der Feuerverzinkung darf dabei nicht mehr als 15 µm betragen. Die Maskierung verbleibt bis zur Fertigstellung der Spritzmetallisierung auf der Feuerverzinkung und muss eine entsprechende Haltbarkeit aufweisen.

110 30

Schweißnaht

Spritzzink + Versiegelung

Fläche C, unbearbeitete und intakte Feuerverzinkung

Fläche B gesweepte Feuerverzinkung mittlere Rautiefe bis Ry5 = 40 µm (G), thermisch gespritzt ≥ 200 µm und ver-siegelt

Fläche A gestrahlter Stahl Oberflächenvorbereitungsgrad: Sa 3, Rauheitsgrad: grob (G), Rautiefe bis Ry5 = 85 µm (G), thermisch gespritzt ≥ 200 µm und versiegelt

C B A A B C