Brückenseile – zerstörungsfreie Prüfverfahren

  • Bei der Errichtung von Brückenbauwerken mit großen Spannweiten ist die Verwendung von hochfesten Zuggliedern nahezu alternativlos. Unterschieden wir hierbei zwischen Hängebrücken, Schrägseilbrücken und Seilbrücken, wobei letztere aufgrund des nicht vorhandenen Versteifungsträgers in erster Linie dem nichtmotorisierten Verkehr vorbehalten sind. Eingesetzt werden hier i.d.R. vollverschlossene Drahtseile, wobei sich der Einsatz von Litzenbündelseilen zusehends verbreitet. Beide Arten von Zuggliedern sind in EN 1993-1-11 geregelt. Die entsprechen-den Schutzziele lauten: • ausreichende Sicherheit der Brücke in Grenzzuständen der Tragfähigkeit • ausreichende Nutzungssicherheit in ständigen Bemessungssituationen • ausreichende Dauerhaftigkeit und geringer Unterhaltungsaufwand Die geforderte Robustheit und Nachhaltigkeit wird insbesondere bei der Verwendung von Zuggliedern in Brückenbauwerken angestrebt, da die Zugglieder entweder gar nicht oder nur mit sehr großem Aufwand ausgetauscht werden können. Die Zugglieder bestimmen daher als einer der Hauptkomponenten wesentlich die Lebensdauer eines Brückenbauwerks. Schäden bei den verwendeten Zuggliedern äußern sich insbesondere durch Drahtbrüche, die verschiedene Ursachen haben können. Um hier ein gleichbleibendes Sicherheitsniveau zu gewährleisten, sind regelmäßige Prüfungen unerlässlich. Da Sichtprüfungen naturgemäß nur Oberflächenschäden detektieren können (und aufgrund vorhandener Korrosionsschutzschichten ggf. großen Einschränkungen unterliegen), bieten sich hier unter Abwägung der technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit magnetinduktive Prüfungen an. Das Prinzip der magnetinduktiven Untersuchungen ist seit vielen Jahr-zehnten bekannt und fand im Rahmen der Prüfung von Zuggliedern in der Vergangenheit bislang vor allem Anwendung im Seilbahnbau sowie bei der Prüfung von bergmännischen Seilen. Eine Anwendung auf Brückenbauwerke stellt eine Entwicklung der neueren Zeit dar, was sich auch in den nur rudimentären Vorgaben im entsprechenden Regelwerk RI-ERH-ING manifestiert. Auf Basis eines Ringversuchs, an dem die zwei Prüfstellen DMT und ROTEC beteiligt waren, wurden verschiedene Seilzugglieder (drei vollverschlossene Seile sowie zwei Litzenbündelseile), die zuvor künstlich mit Ungänzen versehen worden waren, zerstörungsfrei geprüft. Die Anzahl und die Lage der Ungänzen waren weder der Forschungsstelle noch den beteiligten Prüfstellen bekannt. Neben magnetinduktiven Verfahren unter Anwendung unterschiedlicher Sensortypen wurden auch Ultraschallprüfungen im Bereich der Seilendverbindungen durchgeführt. Die magnetinduktiven Prüfungen wurden am KIT in Karlsruhe durchgeführt; die Ultraschallprü-fungen fanden im Nachgang auf dem Gelände der BASt statt. Auf Basis der Ergebnisse der Prüfungen wurden Empfehlungen für eine Erweiterung der RI-ERH-ING erarbeitet. Die Empfehlungen sind nicht abschließend, da eine finale Bewertung der Leistung der Prüfstellen ohne Kenntnisse über die in die Probekörper eingebrachten Ungänzen nicht möglich war.
  • When constructing bridges with large spans, there is virtually no alternative to the use of high-strength tension members. A distinction is made between suspension bridges, cable-stayed bridges and rope bridges, the latter being primarily reserved for non-motorized traffic due to the absence of a stiffening girder. As a rule, fully locked wire ropes are used here, although the use of strand bundle ropes is becoming increasingly widespread. Both types of tension members are regulated in EN 1993-1-11. The corresponding protection targets are: • sufficient safety of the bridge in ultimate limit states • sufficient safety in use in permanent design situations • sufficient durability and low maintenance requirements The required robustness and sustainability are particularly sought after in the use of tension mem-bers in bridge structures, since the tension members can either not be replaced at all or only at great expense. The tension members are therefore one of the main components that essentially determine the service life of a bridge structure. Damage to the tension members used is manifested in particular by wire breaks, which can have various causes. In order to ensure a consistent level of safety here, regular inspections are essential. Since visual inspections can, by their very nature, only detect surface damage (and may be subject to major limitations due to the presence of corrosion protection layers), magneto-inductive testing is an option here, taking into account the technical and economic feasibility. The principle of magneto-inductive testing has been known for many decades and has been used in the past for testing tension members, especially in ropeway construction and in the testing of mining ropes. An application to bridge structures is a recent development, which is also manifested in the only rudimentary specifications in the corresponding RI-ERH-ING regulations. On the basis of an interlaboratory test involving the two test centers DMT and ROTEC, various rope tension members (three fully locked coil ropes and two strand bundle ropes), which had previously been artificially provided with discontinuities, were tested non-destructively. The num-ber and location of the discontinuities were known neither to the research center nor to the participating test centers. In addition to magnetic inductive methods using different types of sensors, ultrasonic tests were also carried out in the area of the rope end connections. The magnetic induction tests were carried out at the KIT in Karlsruhe; the ultrasonic tests took place subsequently on the BASt premises. Based on the results of the tests, recommendations for an extension of the RI-ERH-ING were developed. The recommendations are not conclusive, as a final evaluation of the performance of the test sites was not possible without knowledge of the discontinuities introduced into the specimens.

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  • FB-V-15.0620deu
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    Zu diesem Forschungsprojekt werden nur die Kurzfassung und der Kurzbericht veröffentlicht. Die Langfassung des Schlussberichts kann auf Anfrage an verlag@bast.de zur Verfügung gestellt werden.

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Metadaten
Author:Philipp Dietsch, Thomas Ummenhofer
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-29607
DOI:https://doi.org/10.60850/fv-b-15.0620
Title Additional (German):Bridge Cables – nondestructive Testing
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2024/07/08
Date of first publication:2024/07/09
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2024/07/09
Tag:Brücke; Regelwerk; Zugglieder
Bridge; Technical regulations; high-strength tension members
Number of pages:16
Comment:
Fachveröffentlichung zu Forschungsprojekt: 15.0620
Brückenseile – zerstörungsfreie Prüfverfahren
Fachbetreuung: Heinz Friedrich
Referat: Stahlbau, Korrosionsschutz, Brückenausstattung
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

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