DE102008022448A1

DE102008022448A1 - Korrosionsgeschütztes Zugglied für Bauwerke

Info

Publication number: DE102008022448A1
Application number: DE102008022448A
Authority: DE
Original assignee: Dywidag Systems International GmbH
Current assignee: Dywidag Systems International GmbH
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2008-12-18
Also published as: DE202007007210U1; DE102008022448A8

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zugglied für Bauwerke, insbesondere ein Schrägseil für Brückenbauwerke (2), gebildet von einer Vielzahl zu einem Bündel zusammengefasster Einzelelemente (9, 10) aus Stahl, wobei die Oberfläche des Zugglieds (5, 6) vollständig mit einem Korrosionsschutz umgeben ist. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Korrosionsschutz aus einem Band (12) mit kalt verschweißenden Eigenschaften besteht, das wendelförmig um das Zugglied (5, 6) gelegt ist, wobei die Längsränder (13, 14) des Bandes (12) einen schraubenlinienförmig verlaufenden Überlappungsbereich (15) ausbilden. Auf diese Weise entsteht eine durchgehende schauchartige Umhüllung, die unter Kontakt an der Oberfläche des Zugglieds anliegt und auf diese Weise einen dauerhaften Korrosionsschutz bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein korrosionsgeschütztes Zugglied für Bauwerke gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
Gattungsgemäße Zugglieder sind im konstruktiven Ingenieurbau, insbesondere in Verbindung mit Schrägseil- und Hängebrücken bekannt. Aber auch bei der Herstellung von Dachkonstruktionen, beispielsweise für die Bedachung von Stadien, dienen derartige Zugglieder zur konzentrierten Lastabtragung.
In der Regel bestehen gattungsgemäße Zugglieder aus einer Vielzahl von Zugelementen, wie zum Beispiel Stahlstäben, Stahldrähten oder Stahllitzen, die durch besondere Maßnahmen vor Korrosion geschützt sein müssen, um auf Dauer die Funktionstüchtigkeit des Zugglieds und damit des Bauwerks zu erhalten.
Bei Schrägseilen ist zu deren Korrosionsschutz bekannt, die einzelnen Zugelemente, beispielsweise Litzen, mit einer Fett- oder Wachsschicht zu umgeben und innerhalb einer Ummantelung aus Kunststoff zu führen. Daneben ist es auch bekannt, die nackten Litzen innerhalb einer Verrohrung in einen den Korrosionsschutz bewirkenden Injektionsmörtel einzubetten.
Eine andere Art von Korrosionsschutz ist in Verbindung mit vollverschlossenen Seilen bekannt. Diese Seile besitzen im Kern verzinkte Runddrähte, die von äußeren den Umfang des vollverschlossenen Seiles bildenden verzinkten Profildrähten mit Z-Querschnitt umgeben sind. Aufgrund des Z-Querschnitts findet eine Verzahnung der aneinanderliegenden Profildrähte statt, so dass eine geschlossene Umhüllung entsteht. Um einen Abtrag der Zinkschicht infolge atmosphärischer Einflüsse zu verhindern, ist es üblich das vollverschlossene Seile mit einer Beschichtung zu versehen.
Vor allem die letztgenannte Art des Korrosionsschutzes, bei der als äußere Schutzschicht ein Farbanstrich aufgebracht wird, erweist sich als sehr aufwändig. Zum einen muss der Untergrund vor Aufbringung des Anstriches gereinigt, zum Beispiel sandgestrahlt werden, wozu zum Schutze der Umwelt eine Einhausung und zur Durchführung der Arbeiten ein Gerüst notwendig ist. Der Anstrich selbst kann nur unter definierten Feuchtigkeitsbedingungen aufgebracht werden, so dass die Anstricharbeiten nur bei geeigneter Witterung erfolgen können.
Der aufgebrachte Anstrich besitzt lediglich geringe Elastizität mit der Folge, dass Relativbewegungen der einzelnen, die Umhüllung bildenden Profildrähte untereinander zur Rissbildung und damit zu Undichtigkeitsstellen führen können. Davon betroffen sind ebenfalls Bereiche, wo Seilverfüllmasse aus dem Inneren des Zugglieds gedrückt wird mit der Folge von Abplatzungen. Insgesamt erweist sich daher diese Art von Korrosionsschutz als sehr aufwändig in der Herstellung und anfällig gegenüber Relativbewegungen einzelner Drähte.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen zuverlässigen, dauerhaften und zugleich wirtschaftlichen Korrosionsschutz für Zugglieder von Bauwerken bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Zugglied mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, durch überlappendes Umwickeln des Zuggliedes mit einem Band mit kaltverschweißenden Eigenschaften eine durchgehende schlauchartige Umhüllung zu schaffen. Die sich daraus ergebende Umhüllung liegt unter Kontakt an der Oberfläche des Zugglieds an, macht jedoch eine aufwendige Oberflächenvorbereitung wie zum Beispiel Sandstrahlen nicht erforderlich. Das Band kann mittels einer kombinierten Vorrichtung aus Seilbefahrgerät und Wickelgerät voll maschinell auf das Zugglied aufgebracht werden. Es besteht also keine Notwendigkeit, das Zugglied zur Aufbringung des Korrosionsschutzes einzurüsten oder einzuhausen. Auch eine durch das Sandstrahlen bedingte Umweltbelastung infolge Lärm- und Staubemissionen entfällt.
Da das Aufbringen des Bandes weitestgehend unabhängig von Witterungseinflüssen und Trocknungszeiten ist, bestehen kaum Einschränkungen bei der Herstellung des Korrosionsschutzes.
Die elastischen Eigenschaften des kaltverschweißenden Bandes stellen sicher, dass auch bei Relativbewegungen der einzelnen Profildrähte untereinander keine Risse entstehen, so dass auch in solchen Fällen die Schutzwirkung dauerhaft erhalten bleibt. Sollten dennoch Reparaturen notwendig werden, so können diese auf einfache Weise durch Umwickeln der Schadstelle mit einem neuen Band ausgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäße Band mehrlagig aufgebaut, wobei eine Lage eine stabilisierende Funktion besitzt und beispielsweise aus Polyethylen bestehen kann. Die stabilisierende Lage kann sowohl aus einem vollflächigen Band oder einem Band mit Netzstruktur bestehen. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßes Band an die bestehenden Verhältnisse optimal angepasst werden, indem eine Lage den Korrosionsschutz und die andere Lage die Festigkeit gewährleistet. Die Funktionssicherheit des Korrosionsschutzes wird dadurch insgesamt erhöht.
Als geeignetes Material mit kaltverschweißenden Eigenschaften wird gemäß der Erfindung ein Kautschuk, insbesondere Butylkautschuk, bevorzugt. Dabei stehen dessen dauerplastische Eigenschaften und die Fähigkeit, unter Druck in der Stoßfuge selbstständig kalt zu verschweißen, im Vordergrund. Andere Materialien mit diesen Eigenschaften eignen sich ebenfalls zur Realisierung der Erfindung und liegen daher im Rahmen der Erfindung.
Obwohl das Band mit kaltverschweißenden Eigenschaften bereits einen hohen Diffusionswiderstand für Wasserdampf und Sauerstoff aufweist, können zur Erhöhung der Korrosionsschutzsicherheit zusätzliche Lagen aus einer dampfdiffusionsdichten Schicht in das Band eingebettet oder aufkaschiert sein. In Frage hierfür kommen metallisierte Folien oder Metallfolien.
In Weiterbildung der Erfindung kann der so geschaffene Korrosionsschutz von einem zweiten Schutzmantel umgeben sein, dem in erster Linie eine mechanische Schutzwirkung zukommt und der so sicherstellt, dass der Korrosionsschutz nicht verletzt wird. Eine erste Umsetzung dieses Gedankens sieht vor, den zweiten Schutzmantel aus einem Band mit klebenden Eigenschaften herzustellen, das in analoger Weise wie das erste Band auf das erste Band aufgebracht wird.
Vorteilhafterweise besteht das zweite Band aus zwei Lagen mit einer ersten Lage, die den Verbund zum ersten Band herstellt, und einer zweiten äußeren Lage, die den mechanischen Schutz gewährleistet. Von besonderem Vorteil ist dabei eine Ausbildung, bei der aufgrund geeigneter Materialwahl eine Kaltverschweißung zwischen dem ersten Band und dem zweiten Band stattfindet.
Eine alternative Möglichkeit, den zweiten Schutzmantel herzustellen, besteht in dem Aufschieben eines Rohres auf das mit dem ersten Band umwickelten Zugglied, ohne dass hierbei ein Verbund zwischen Zugglied und Rohr hergestellt wird.
Beide Varianten bieten die Möglichkeit, durch entsprechende Farb- und Materialwahl das äußere Erscheinungsbild des Zuggliedes an Vorgaben und Vorschriften sowie spezielle Umwelteinflüsse anpassen zu können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 eine Ansicht auf eine Schrägseilbrücke mit erfindungsgemäßen Zuggliedern,
2 eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform des in 1 dargestellten Zugglieds im Bereich A,
3 eine Teilansicht auf eine zweite Ausführungsform der in 1 dargestellten Zugglieder,
4 eine Teilansicht auf eine dritte Ausführungsform der in 1 dargestellten Zugglieder,
5 einen Querschnitt durch das in 4 dargestellte Zugglied entlang der Linie V-V,
6 eine Teilansicht auf eine vierte Ausführungsform des in 1 dargestellten Zugglieds und
7 einen Querschnitt durch das in 6 dargestellte Zugglied entlang der Linie VII-VII.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in 1 dargestellten, einen talförmigen Untergrund 1 überbrückenden Schrägseilbrücke 2 näher erläutert. Dabei ist eine Darstellungsart gewählt, bei der die Proportionen in Längs- und Querrichtung zu Gunsten einer deutlicheren Darstellung nicht eingehalten sind.
Man sieht einen mittig im talförmigen Untergrund 1 angeordneten Pylon 3, der im vorliegenden Beispiel aus Beton besteht, aber auch von einer Stahlkonstruktion gebildet sein kann. Im unteren Bereich bildet der Pylon 3 das Mittelauflager für einen Überbau 4, dessen Enden von Widerlagern im Untergrund 1 getragen werden. Zusätzlich wird der Überbau 4 von Zuggliedern in Form von Schrägseilen 5, 6 gehalten, von denen beidseitig des Pylons 3, stellvertretend für mehrere, jeweils eines in Form eines vollverschlossenen Seiles dargestellt ist. Das in der Darstellung linke Zugglied 5 zeigt den Zustand vor Aufbringung des erfindungsgemäßen Korrosionsschutzes, während das rechte Zugglied 6 bereits mit einem erfindungsgemäßen Korrosionsschutz umgeben ist. Die beiden Zugglieder 5 und 6 erstrecken sich mit jeweils schrägem Verlauf von einer oberen Verankerung 7 im Kopf des Pylons 3 zu einer unteren Verankerung 8 im Überbau 4.
Die 2 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen des Zugglieds 6 im Bereich des in 1 mit A gekennzeichneten Längsabschnitts. Die Zugglieder 5 und 6 bestehen aus vollverschlossenen Seilen 11, deren Tragquerschnitt beispielsweise aus den 5 und 7 hervorgeht. Der Kernbereich der vollverschlossenen Seile 5 und 6 wird von Runddrähten 9 gebildet, die von in zwei Lagen angeordneten Profildrähten 10 umgeben sind. Die Profildrähte 10 besitzen einen Z-artigen Querschnitt, der deren weitgehend hohlraumfreies In- und Aneinanderfügen ermöglicht um auf diese Weise eine dichte Umhüllung des Kernbereichs zu erreichen. Sowohl die Runddrähte 9 als auch die Profildrähte 10 besitzen eine Oberflächenverzinkung. Zusätzlich sind die Hohlräume im Kernbereich zwischen den Runddrähten 9 mit einer Seilverfüllmasse verfüllt, um das Eindringen von Wasser zu vermeiden.
Die den Außenumfang des vollverschlossenen Seiles 11 bildenden Profildrähte 10 bedürfen zusätzlich zur Verzinkung eines weiteren Korrosionsschutzes, da die Zinkschicht durch atmosphärische Einflüsse allmählich aufgelöst wird und dadurch der Korrosionsschutz verloren ginge.
Die 2 bis 7 zeigen verschiedene Möglichkeiten, diesen zusätzlichen Korrosionsschutz zu gewährleisten.
In 2 ist ein vollverschlossenes Seil 11 gezeigt, das in erfindungsgemäßer Weise von einem Band 12 wendelförmig umwickelt ist. Dabei überlappt der Längsrand 14 einer Windung mit dem Längsrand 13 der vorhergehenden Windung, woraus in axialer Richtung ein Oberlappungsbereich 15 entsteht. Eine solche Anordnung des Bandes 12 erstreckt sich über die gesamte Länge des vollverschlossenen Seiles 11.
Das Band 12 kann vollständig aus einem kaltverschweißenden Material, zum Beispiel Butylkautschuk bestehen. Die direkt mit den Profildrähten 10 in Kontakt kommende Seite des Bandes 12 bewirkt dort eine klebende Verbindung. Im Überlappungsbereich 15 hingegen verschweißen die einzelnen Windungen unter dem beim Aufwickeln des Bandes 12 aufgebrachten Anpressdruck miteinander. Auf diese Weise entsteht eine durchgehende, quasi einstückige und fest auf dem vollverschlossenen Seil 11 sitzende Umhüllung, die einen wirksamen Korrosionsschutzmantel bildet. Zur Verbesserung des Verbundes zwischen Seil 11 und Band 12 kann die Oberfläche des Seils 11 mit einem Primer oder Haftvermittler grundiert sein.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Band 12 im Querschnitt dreilagig auszubilden mit einer mittleren Lage aus einem Polyethylenband oder Polyethylennetz, das dem Band 12 eine erhöhte Festigkeit gibt. Die mittlere Lage ist beidseitig mit einem kaltverschweißenden Material, beispielsweise Butylkautschuk, beschichtet, so dass die innere Schicht eine klebende Verbindung mit den Profildrähten 10 des vollverschlossenen Seiles eingeht, während die äußere Schicht im Überlappungsbereich 15 mit der inneren Schicht einer nachfolgenden Windung verschweißt ist. Auf diese Weise entsteht ein doppellagiger Korrosionsschutz bei gleichzeitig hoher Festigkeit.
In 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das unter 2 beschriebene und bereits mit einem Korrosionsschutz versehene vollverschlossene Seil 11 mit einem zusätzlichen Schutzmantel ausgerüstet ist. Dieser besteht aus einem zweilagigen Band 16, dessen äußere Lage von einer PE-Folie gebildet wird, die innen als zweite Lage mit einem kaltverschweißenden Material, beispielsweise Butylkautschuk, beschichtet ist. Durch Umwickeln des Bandes 12 mit dem Band 16 in der bereits unter 2 beschriebenen Art und Weise gelangt die innere Schicht des Bandes 16 in Kontakt mit dem Band 12, so dass beide Bänder miteinander verschweißt werden. Die äußere PE-Lage des Bandes 16 hingegen bietet einen wirksamen Schutz vor mechanischer Beanspruchung sowie atmosphärischen Einflüssen, wie zum Beispiel UV-Licht oder chemische Angriffe, und kann zudem durch entsprechende Farbwahl beliebig gestaltet werden.
Die 4 und 5 zeigen eine alternative Ausbildung des zweiten Schutzmantels in Form einer Verrohrung 17 aus Polyethylen, die aber auch aus Blech hergestellt sein kann. Die Verrohrung 17 setzt sich aus Halbschalen 18 und 19 zusammen, die entlang ihrer Längsränder über eine Rasteinrichtung 22 miteinander verbunden sind.
Gegenstand der 6 und 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verrohrung 17' von einem aus einzelnen Rohrstücken zusammengesetzten PE-Rohr 23 gebildet ist, dessen Innendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des bereits vom Band 12 umgebenen Zugglieds 5 oder 6. Das PE-Rohr 23 weist einen zu dessen Längsachse parallelen Längsschlitz auf. Durch Aufspreizen des Längsschlitzes entsteht ein ausreichend großer Querschnitt, der ein axiales Aufschieben des PE-Rohrs 23 auf das voll verschlossene Seil 11 ermöglicht. Nach Lösen der Aufspreizung erfolgt infolge der dem PE-Rohr 23 innewohnenden Rückstellkräfte ein dichtes Umschließen des vollverschlossenen Seiles 11, wobei die den Längsschlitz bildenden Längsränder 20 und 21 des PE-Rohrs 23 überlappen. Durch Ausbildung einer Schweißnaht 24 entlang des außen liegenden Längsrandes 20 wird eine dichte Verrohrung 17' erreicht, die eng aber ohne Verbund auf dem vollverschlossenen Seil 11 sitzt.
Da auf diese Weise auch ein beliebiger Durchmesser der Verrohrung 17' hergestellt werden kann, ist es ebenso möglich einen eine Relativbewegung zwischen Verrohrung 17' und Zugglied 5, 6 ermöglichenden lichten Abstand zu schaffen.
Die Erfindung ist nicht auf die Anbringung eines Korrosionsschutzes bei vollverschlossenen Seilen 11 beschränkt, sondern kann auch vorteilhaft bei anderen freiliegenden Zuggliedern angewendet werden.

1: Untergrund
2: Schrägseilbrücke
3: Pylon
4: Überbau
5: Zugglied
6: Zugglied
7: Obere Verankerung
8: Untere Verankerung
9: Runddraht
10: Profildraht
11: Vollverschlossenes Seil
12: Kautschukband
13: Längsrand
14: Längsrand
15: Überlappungsbereich
16: PE-Band
17, 17': Verrohrung
18: Halbschale
19: Halbschale
20: Längsrand
21: Längsrand
22: Rasteinrichtung
23: PE-Rohr
24: Schweißnaht

Claims

Zugglied für Bauwerke, insbesondere Schrägseil für Brückenbauwerke (2), gebildet von einer Vielzahl zu einem Bündel zusammengefasster Einzelelemente (9, 10) aus Stahl, wobei die Oberfläche des Zugglieds (5, 6) vollständig mit einem Korrosionsschutz umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrosionsschutz aus einem Band (12) mit kaltverschweißenden Eigenschaften besteht, das wendelförmig um das Zugglied (5, 6) gelegt ist, wobei die Längsränder (13, 14) des Bandes (12) einen schraubenlinienförmig verlaufenden Überlappungsbereich (15) ausbilden.
Zugglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (12) mehrlagig aufgebaut ist und mindestens eine äußere Lage, vorzugsweise beiden äußeren Lagen kaltverschweißende Eigenschaften aufweisen.
Zugglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen mit kaltverschweißenden Eigenschaften aus Kautschuk bestehen, vorzugsweise aus Butylkautschuk.
Zugglied nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lage eine höhere Festigkeit besitzt, als die Lage oder Lagen mit kaltverschweißenden Eigenschaften.
Zugglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage mit höherer Festigkeit aus Polyethylen besteht.
Zugglied nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage mit höherer Festigkeit von einer Folie oder einem Netz gebildet ist.
Zugglied nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Lage aus einer dampfdiffusionsdichten Schicht besteht, vorzugsweise aus einer metallisierten Folie oder einer Metallfolie.
Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (5, 6) von einem zweiten Schutzmantel umgeben ist, der den Korrosionsschutz umschließt.
Zugglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzmantel aus einem Band (16) mit klebenden Eigenschaften besteht, das auf das Band (12) mit kaltverschweißenden Eigenschaften wendelförmig aufgebracht ist, wobei die Längsränder des Bandes (16) einen schraubenlinienförmig verlaufenden Überlappungsbereich ausbilden.
Zugglied nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (16) mit klebenden Eigenschaften mehrere Lagen besitzt, wobei die Lage mit klebenden Eigenschaften aus Kautschuk, vorzugsweise Butylkautschuk besteht.
Zugglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (16) eine Lage aus Polyethylen besitzt, die als Träger für die klebende Lage dient.
Zugglied nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzmantel aus einer Verrohrung (17, 17') besteht, die den Korrosionsschutz ohne Verbund umgibt.
Zugglied nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Verrohrung (17, 17') gleich oder größer ist als der Außendurchmesser des Korrosionsschutzes.
Zugglied nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (17, 17') von Schalen gebildet ist, vorzugsweise Halbschalen (18, 19), die kreissegmentartig um das Zugglied (5, 6) gelegt und entlang ihrer Längsränder verbunden sind.
Zugglied nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (17, 17') längsgeschlitzt ist und deren den Längsschlitz bildende Längsränder (20, 21) miteinander verbindbar sind.
Zugglied nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung (17, 17') entlang der den Längsschlitz bildenden Längsränder (20, 21) einen Überlappungsbereich ausbildet.
Zugglied nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrohrung (17, 17') aus Metall oder Polyethylen besteht.
Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugglied (5, 6) von einem vollverschlossenen Seil (11) gebildet ist.
Zugglied nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Zugglieds (5, 6) ein Primer oder Haftvermittler aufgetragen ist, der die Kontaktfläche zum Band (12) darstellt.
Zugglied nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schutzmantel eine UV-beständige Mantelfläche besitzt.