INNNOVATIV UND WIRTSCHAFTLICH

Feuerverzinken im Brückenbau

INNNOVATIVER BRÜCKENBAU MIT FEUERVERZINKTEM STAHL

Innovationen im Brückenbau sind derzeit nicht selten mit dem Feuerverzinken verbunden. Umfassende wissenschaftliche Untersuchungen haben die Voraussetzung für den Einsatz der Feuerverzinkung an dynamisch belasteten Stahlbauteilen geschaffen. Aktuelle feuerverzinkte Stahl-Verbundbrücken-Projekte in klassischer und in Verbunddübel-Bauweise, feuerverzinkte Fahrbahnübergänge oder Brückenertüchtigungen mit feuerverzinktem Stahl zeigen das hohe Praxisinteresse von Behörden und Brückenbauingenieuren an dauerhaften Korrosionsschutzlösungen.

Feuerverzinken schützt Brücken für 100 Jahre

Für Brückenbauwerke wird in der Regel eine Lebensdauer von mindestens 100 Jahren gefordert. Werden Stahl- und Verbundbrücken durch Beschichten vor Korrosion geschützt, dann ist die Beschichtung erfahrungsgemäß nach rund 25-30 Jahren zu erneuern. Bezogen auf 100 Jahre sind neben einer Erstbeschichtung in der Regel drei Erneuerungsbeschichtungen erforderlich, die nicht nur Kosten sondern zumeist auch erhebliche Verkehrsstörungen verursachen. Kommt eine Feuerverzinkung zum Einsatz, so ist bei Zinküberzugsdicken von mindestens 200 Mikrometer eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren in der Regel erreichbar.

Straßenbrücken: Vergleich Schutzdauer Feuerverzinken und Beschichten

FEUERVERZINKTE STAHL- UND VERBUNDBRÜCKEN

Stahl- und Verbundbrücken für Verkehrszwecke wurden in Deutschland wurde lange durch Beschichten vor Korrosion geschützt, obwohl dieses nur eine Schutzdauer von rund 25 Jahren bietet. Die um ein Vielfaches dauerhaftere Feuerverzinkung kam bisher selten zum Einsatz, da ihr Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit von zyklisch belasteten Bauteilen nicht ausreichend erforscht war. Da aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen bewiesen haben, dass eine Feuerverzinkung auch für dynamisch belastete Bauwerke wie Straßenbrücken geeignet ist, gehören feuerverzinkte Stahl- und Verbundbrücken nun auch in Deutschland zur gebauten Wirklichkeit. Neben mehreren „feuerverzinkten“ Stahlverbundbrücken in klassischer Bauweise ist die Feuerverzinkung auch für Brücken in Verbunddübelbauweise die dauerhaftere Lösung.

Brücke in feuerverzinkter Verbunddübelbauweise über die Elster in Halle.
Feuerverzinkte Stahlverbundbrücke über die Rur in Monschau
Feuerverzinkte Stahlverbundbrücke über die A44 bei Bischhausen
Feuerverzinkte Stahl-Verbundbrücke in Albstadt-Pfeffingen

Brücken-Ertüchtigung mit feuerverzinktem Stahl

Die Sperrung für LKW ist an maroden Brücken oft das letzte Mittel den Verkehr aufrecht zu erhalten. Da zwischen der Sperrung für den LKW-Verkehr an zu erneuernden Brücken und dem Ersatzneubau nicht selten längere Planungszeiträume liegen, kann eine temporäre oder dauerhafte Ertüchtigung eine akzeptable Lösung darstellen. Auch zur Brückenertüchtigung wird zunehmend feuerverzinkter Stahl aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit und Dauerhaftigkeit in vielfältiger Weise verwendet, beispielsweise als Stützkonstruktion für ermüdete Betonbrücken oder zur Verstärkung der Brückenflügel.

Verstärkung von Brückenflügeln mit feuerverzinktem Stahl.
Feuerverzinkte Stützkonstruktion für eine ermüdete Betonbrücke in Lippstadt.
Lippe-Umflut-Brücke: Ertüchtigung mit feuerverzinktem Stahlzkonstruktion für eine ermüdete Betonbrücke in Lippstadt.
Feuerverzinkte Entlastungskonstruktion der Zubringer-Brücke A67/A3

Feuerverzinkte Fahrbahnübergänge

Korrosion ist die häufigste Ursache für Mängelanzeigen an Fahrbahnübergängen. Ein wesentlicher Einflussfaktor zur Erschließung von mittel- und langfristigen Kosteneinsparungen an Fahrbahnübergängen ist deshalb eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit. Neben mechanischen Belastungen sind Fahrbahnübergänge vor allem hohen Korrosionsbeanspruchungen ausgesetzt. Durch den Einsatz der Feuerverzinkung als langlebige Korrosionsschutzlösung kann die Nutzungsdauer von Fahrbahnübergängen deutlich verlängert sowie die Lebensdauerkosten gesenkt werden. Feuerverzinkte Fahrbahnübergänge sind vom Bundesministerium für Verkehr zugelassen und bei der BASt gelistet.

Feuerverzinkter Fahrbahnübergang der Naabbrücke der BAB 93(Foto: www.mageba-germany.de)
Feuerverzinkte Fahrbahnübergänge: Zulassung des Bundesministeriums für Verkehr. (Quelle: www.mageba-germany.de)
Feuerverzinkter Fahrbahnübergang der Hamburger Köhlbrandbrücke
Feuerverzinkter Fahrbahnübergang der Höechst Werksbrücke über den Main in Frankfurt

BASt-Studie belegt: Feuerverzinkte Brücken sind wirtschaftlicher und nachhaltiger

Eine Studie im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), hat am Beispiel einer real ausgeführten Stahlverbundbrücke als Referenzbauwerk im Rahmen einer Nachhaltigkeitsanalyse eine feuerverzinkte und beschichtete Brücke untersucht und kommt zu folgenden Ergebnissen:

  • Bei den Erstkosten, d.h. den gesamten Erstellungskosten des Bauwerkes war die feuerverzinkte Brücke ca. 0,5 Prozent günstiger. Im Hinblick auf die gesamten Lebenszykluskosten, die sämtliche Kosten von der Erstellung über die Wartung- und Instandhaltung bis zum Rückbau betrachtet, war die feuerverzinkte Brücke rund 10 Prozent günstiger als die beschichtete.
  • Die ökologische Analyse zeigt in allen betrachteten Wirkungskategorien Einsparungen durch die Feuerverzinkung über den gesamten Lebenszyklus im Vergleich zur organischen Beschichtung. Beispielsweise werden über den gesamten Lebenszyklus der feuerverzinkten Brücke aufgrund der Feuerverzinkung rund 5% CO2 gegenüber der beschichteten Brücke eingespart. Die Studie betrachtet zudem externe Umwelteffekte. Im Vergleich zur beschichteten Brücke verursacht die feuerverzinkte Brücke rund 20 Prozent CO2. In absoluten Zahlen sind dies mehr als 200 t CO2. In allen anderen Wirkungskategorien verursacht die feuerverzinkte Brücke ebenfalls geringere externe Umwelteffekte als die beschichtete Brücke.

Quelle: Nachhaltigkeitsberechnung von feuerverzinkten Stahlbrücken, Kuhlmann Et al., Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen Heft B 112, Bergisch Gladbach

Die summierten Lebenszykluskosten der feuerverzinkten Brücke sind rund 10 Prozent niedriger als die summierten Lebenszykluskosten der beschichteten Brücke.

Langzeiterfahrungen mit feuerverzinkten Straßenbrücken

Auch wenn gerade erst aktuelle Forschungsergebnisse den Weg für eine breite Anwendung der Feuerverzinkung im Straßenbrückenbau frei gemacht haben, gibt es bereits sehr positive Langzeiterfahrungen mit existierenden feuerverzinkten Stahlbrücken. Die Beispiele belegen, dass eine Feuerverzinkung im Brückenbau ebenso dauerhaft und zuverlässig schützt wie im Stahlhochbau oder im Metallbau

In sehr gutem Zustand: Ölbrücke (BJ 1977)

Deutschlands erste feuerverzinkte Stahlbrücke für den Straßenverkehr überspannt die Aller bei Hademstorf. Bei einer Inspektion der ca. 43 m langen Brücke im Jahr 2016 wurde der Zustand der feuerverzinkten Stahlteile mit sehr gut bewertet.

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Wie neu: Lierbrücke (BJ 1993)

Über dem Nete-Kanal in Lier wurde 1993 eine feuerverzinkte Verbundträger-Brücke gebaut. Eine Überprüfung der Brücke im Juni 2014 ergab, dass sich die Feuerverzinkung nach 21 Jahren in einem hervorragenden Zustand befindet. 

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Rüstiger Veteran: Lydlinch-Brücke (BJ 1942)

Im Jahr 1942 errichteten kanadische Truppen in Vorbereitung des D-Days im britischen Lydlinch eine Mobil-Brücke. Eine Inspektion im Jahr 2014 zeigte, dass sich die feuerverzinkte Stahlkonstruktion der Brücke noch immer in einem sehr guten Zustand befindet.

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Ohne Korrosion: Höllmecke-Brücke (BJ 1987)

Seit 1987 überspannt die feuerverzinkte Höllmecke-Brücke die Lenne. Sie wurde gestalterisch an die altersschwache Brücke an gleicher Stelle angelehnt. Ein Überprüfung im Mai 2014 ergab keine erkennbare Korrosion.

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Straßenbrücken sind jetzt feuerverzinkbar | Dauerhafte Praxisbeispiele | Feuerverzinkter Betonstahl im Brückenbau | Stahl-Verbund-Brücke in Kanada | BASt-Studie: Verzinkte Brücken sparen Kosten | Bogenbrücke in Borneo | Planungshilfe für verzinkte Brücken
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Inhalt: Deutschlands erste feuerverzinkte Verbundbrücken | Deutschlands dienstälteste feuerverzinkte Stahlbrücke | Temporäre Brückenertüchtigung mit verzinktem Stahl | Deutschlands erste Brücke mit feuerverzinkten Fahrbahnübergängen | Feuerverzinkte Behelfsbrücken | Planungshilfe für feuerverzinkte Brücken
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