Lebensdauererhöhung von Brückenbauwerken und Stahlstrukturen durch HFH-Behandlung verzinkter Strukturelemente

Problemstellung
Das Feuerverzinken HFH-nachbehandelter Konstruktionsdetails ist derzeit nicht zulässig. Da noch keine genaueren Untersuchungen zu den Auswirkungen des Wärmeeinflusses beim Feuerverzinken auf die Wirksamkeit der HFH-Nachbehandlung existieren, kann die Kombination der beiden Verfahren bei der Realisierung von Stahlkonstruktionen noch nicht berücksichtig werden.

Zielsetzung
Es soll ein Parameterfeld für das Feuerverzinken gefunden werden, innerhalb dessen die Wirksamkeit der HFH-Nachbehandlung erhalten bleibt. Zudem werden Kerbfallklassen für HFH-nachbehandelte, verzinkte Konstruktionsdetails abgeleitet, um die erhöhte Ermüdungs-festigkeit von Brückenbauteilen durch die Anwendung von HFH-Verfahren, kombiniert mit einem langlebigen Korrosionsschutz durch Feuerverzinken, für die Gestaltung und Dimensio-nierung von wirtschaftlichen und ressourcenschonenden Stahlkonstruktionen zu ermöglichen.

Projektablauf
Im Rahmen des Vorhabens wird vorrangig die Anwendung der HFH-Behandlung vor der Feuerverzinkung untersucht. Ergänzend wird die Anwendbarkeit einer HFH-Behandlung im Anschluss an den Verzinkungsprozess betrachtet. Der Einfluss einer thermischen Spritzverzinkung als Verfahren für die Herstellung von Baustellstößen sowie als alternatives Verfahren wird darüber hinaus analysiert.
Zur Analyse des Einflusses des Verzinkungsprozesses auf die Wirksamkeit der HFH-Behandlung werden im Rahmen des Forschungsvorhabens messtechnische Untersuchungen zum Temperatureinfluss auf die Veränderung des Randschichtzustand im HFH-behandelten Nahtübergang durchgeführt. Schwingversuche an HFH-behandelten und feuerverzinkten Kerbdetails dienen der statistisch abgesicherten Ermittlung von Kerbfällen sowie der Verifikation numerischer Berechnungen zur Lebensdauerberechnung. Diese Berechnungen erlaube schließlich eine Erweiterung der Ergebnisse auf ein größeres Parameterfeld. Auf Basis der Ergebnisse werden Kerbfalleinstufungen HFH-behandelter verzinkter Strukturen abgeleitet, um diese in die DASt-Richtlinie zu integrieren. Anwendungsempfehlungen für die Verzinkung HFH-nachbehandelter geschweißter Konstruktionen werden darüber hinaus ausgearbeitet, um diese in die Entwurfshilfe zum Einsatz von feuerverzinkten Bauteilen im Stahl- und Verbundbrückenbau Nr. B505 aufzunehmen.

Bedeutung für KMU‘s
Die Ergebnisse ermöglichen Ingenieurbüros und Stahlbauunternehmen, das volle HFH und Verzinkungspotenzial in Planung und Ausführung auszuschöpfen. Dadurch entstehen Wettbewerbsvorteile durch optimierte Strukturen und gezieltes Fachwissen – mit dem Ziel, den Auftragseingang bei Stahlherstellern sowie Planungs- und Ingenieurbüros deutlich zu steigern. Für die HFH Nachbehandler erweitert sich das Einsatzspektrum, so dass ein höheres Dienstleistungsvolumen sowie ein erhöhter Absatz an Geräten erwartet wird. Mit der Erweiterung des verzinkbaren Konstruktionsportfolios können die Verzinkereien zusätzliche Auftragsmöglichkeiten erschließen und die Produktion steigern.