CONTEC FERROPLAN® System zur Erneuerung und Verstärkung von orthotropen Stahlbrücken

In den 20er Jahren begannen amerikanische Ingenieure Stahlplatten mit genieteten Stahlträgern für große bewegliche Brücken zu konzipieren. Ziel war es, das Eigengewicht der jeweils notwendigen Spannweite zu minimieren. Im Jahre 1938 begann das "American Institute for Steel Construction(AISC)" Berichte über das Stahl-Deck-System zu veröffentlichen. AISC nannte dies die "battle deck floor", da die Fahrbahn aus Stahl vergleichbar war mit dem Deck eines Schlachtschiffes. Das orthotrope Fahrbahn Deck, war ein Ergebnis des "battledeck" Bodens. Dieser Boden bestand aus einer Stahl Deckplatte, unterstützt durch Längsträger (in der Regel Doppel T  Träger). Nach dem Zweiten Weltkrieg entwickelten deutsche Ingenieure das moderne orthotrope Brückendesign als Lösung für die Materialknappheit in der Nachkriegszeit. Das orthotrope Deck reduziert das Gewicht der Durchlaufträger erheblich, und ermöglicht bis dahin unbekannte Spannweiten und Schlankheitsverhältnisse zu realisieren. Erst wurden offene Rippen Längssteifen verwendet, später wurden geschlossenen Steifen mit einer höheren Torsionssteifigkeit eingeführt.

 

Modern Stahldeck Brücken bestehen aus einer 10-15 mm Stahl Deckplatte, in zwei senkrechten Richtungen unterstützt; 'Quer' in der Querrichtung zur Fahrbahn mit zusätzlichen Versteifungen in Längsrichtung. Zur Unterstützung der Stahldeck Querbalken sind diese an der Deckplatte alle paar Meter (typischerweise 2-4 m) verschweißt. Die Belastung der Querbalken wird in die Längs-Hauptträger, dies sind die wichtigsten Stützen der Brücke, übertragen. Daher sind die elastischen Eigenschaften der Fahrbahn aus Stahl in den beiden orthogonalen Richtungen verschieden. In anderen Worten, die Stahldeckplatte ist eine orthogonale und anisotrope Platte, kurzgenannt eine orthotrope Platte. Die Deckplatte bildet den oberen Flansch des Brückendecks. Es gibt verschiedene Arten von Brückendeck Systemen, die meisten von ihnen unterscheiden sich in der Form der Längsaussteifungen. Diese Längsaussteifungen können in zwei Arten unterteilt werden : Offene Steifen, wie Flachstahl, Winkel und Birne Abschnitten sowie geschlossene Steifen mit einem trapezförmigen Stahl in V-oder abgerundeter Form.

Ermüdung ist ein bekanntes Phänomen im Zusammenhang mit orthotropen Fahrbahnplatten und es ist ein weltweites Problem. Bei sehr vielen Brücken sind diese Ermüdungserscheinungen bekannt, und trotz jahrelanger Forschung in den Niederlanden, Großbritannien, Ungarn, Japan, Brasilien und vielen anderen Ländern, wurde noch keine optimale Lösung für eine schnelle und wirtschaftliche Sanierung gefunden.

 
Seit 1999 wird ein großes Forschungsprojekt in den Niederlanden durchgeführt, um eine neue, revolutionäre Anwendung für das CONTEC FERROPLAN® System  zu entwickeln. Das CONTEC FERROPLAN® System   wird als Deckschicht (von 60 bis 100 mm) auf orthotropen Fahrbahnplatten aus Stahl verwendet.
Dies verlängert die Lebensdauer der gesamten Konstruktion durch das Lösen der Ermüdungsproblematik im Bereich des Stahldecks. Projektinitiator ist die Maschinenbauabteilung des niederländischen Ministeriums für Verkehr, öffentliche Arbeit und Wasserwirtschaftmanagement, in enger Zusammenarbeit mit Contec ApS, dem Hersteller des CONTEC FERROPLAN® System. Die technische Universität Delft, Abteilung TNO und verschiedene Unternehmen in den Niederlanden und Deutschland sind ebenfalls beteiligt.

Das CONTEC FERROPLAN® System erwies sich als sehr viel versprechende Lösung, da er die Deck-Platte in eine viel festere Konstruktion mit einem höheren "Platten-Faktor" wandelt. Dies entsteht aufgrund des monolithischen Verbundes zwischen dem CONTEC FERROPLAN® System als Überbeton und der Stahl-Deckplatte des orthotropen Stahl Brückendecks. Die Stärkung der Deckplatte mit CONTEC FERROPLAN® System wird sich in einer deutlichen Reduzierung der Ermüdung der Deckplatte und den Steifen zeigen.


Nach 6 Jahren Forschung und Tests, einschließlich eines Pilotprojekts im Jahr 2003, sowie einer großen Testfläche mit verschiedenen Arten von Einbauausrüstungen, wurde die CONTEC FERROPLAN® System-Lösung getestet, und für die Sanierung mehrerer großer Brücken in den Niederlanden im Zeitraum 2005 - 2008 (> 40.000 m2), eingesetzt.
CONTEC FERROPLAN® System kann mit verschiedenen Arten von Einbauausrüstung, wie Betonfertiger, Vibrations- Estrichbohle oder Laserscreed eingebaut werden. Diese Einbauvarianten machen es möglich, große orthotrope Fahrbahnplatten in sehr kurzer Zeit zu sanieren. Genauere Informationen finden Sie unter Projekte und Download`s. Dort sind verschiedene Verfahren und Dokumentationen in verschieden Sprachen über diese Projekte hinterlegt, und können heruntergeladen werden.

Die Sanierung und Verstärkung eines orthotropen Stahl Brückendecks ist keine Standard-Anwendung für das CONTEC FERROPLAN® System. Die Sanierung von Infrastrukturbauten wie z.B. einer Autobahn Brücke ist eine Spezialanwendung. Daher müssen Untersuchungen von Fall zu Fall angestellt werden, um jedes Projekt detailliert zu analysieren. Alle Projekte sind einzigartig, und müssen unter Berücksichtigung der jeweiligen Situation beurteilt werden. Eine allgemeine Beschreibung kann für eine Brückensanierung mit CONTEC FERROPLAN® System nicht vorgenommen werden. Details wie die Inspektion, das Reparieren von Rissen und Finite-Elemente-Berechnungen sind nicht das Spezialgebiet von Contec ApS und nicht Bestandteil des CONTEC FERROPLAN® System. Wir empfehlen deshalb, Spezialisten aus den unterschiedlichsten Bereichen, wie qualifizierte Maschinenbau-Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Unternehmern mit ausreichender Kenntnis in Konstruktiven Stahlbauten in die Planung eines solchen Sanierungsprojektes einzubeziehen.

Contec ApS kann als Vermittler zwischen Brückeneigentümern, Ingenieurbüros, Bauunternehmen und Forschungsinstituten unterstützend fungieren, um ein qualifiziertes Team im In- und Ausland zu realisieren. Nehmen Sie uns beim Wort und realisieren Sie mit uns ihre vordringlichsten Projekte!