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Detailergebnis zu DOK-Nr. 46021

Studien zur Korrosions- und Ermüdungsfestigkeit an Brückenfahrbahntafeln aus Aluminium (Orig. engl.: Corrosion and fatigue resistance study of aluminium bridge deck)

Autoren	K.P. Thompson B.L. Shives J.S. Snodgrass
Sachgebiete	15.2 Stahlbrücken

Transportation Research Record (TRB) H. 1541, 1996, S. 18-21, 7 B

Da Tausende von Brücken im US-Straßennetz der Reparatur oder Erneuerung bedürfen, ist der Ingenieurstab auf ständiger Suche nach geeigneten Materialien, die die Nutzungsdauer verlängern. Der Einsatz von leichtgewichtigem Material, wie z.B. Aluminium, kann die Kosten der Erneuerung von mangelhaften Bauteilen mindern. Gleichwohl haben die Brückeningenieure den Werkstoff Aluminium bisher bei ihren Planungen kaum in Betracht gezogen, obwohl die geringen Erhaltungskosten gegenüber den traditionellen Werkstoffen positiv zu bewerten sind. In den USA sind seit 1933 neun Aluminiumbrücken gebaut worden, von denen noch sieben unter Verkehr liegen. Da die Brückenerhaltung große finanzielle Aufwendungen erfordert, werden zu den traditionellen Bauweisen alternative Bauweisen verstärkt erforscht. 1994 bildete die Umgestaltung der Smithfield-Brücke in Pittsburgh von einer S-Bahn-Überführung zu einer Straßenbrücke die nahezu einmalige Gelegenheit, die 30 Jahre alten Aluminium-Elemente der Fahrbahntafel und die mehr als 60 Jahre alten Unterbauteile auf Korrosions- und Ermüdungserscheinungen hin zu untersuchen. Die Smithfield-Brücke wurde 1882 als Stahlbrücke errichtet, erhielt 1933 eine neue Übergangskonstruktion aus Aluminium und 1967 eine orthotrope Fahrbahnplatte, wodurch letztlich das Eigengewicht so weit gesenkt wurde, daß die Achslast von 18 t zugelassen werden konnte. Bei der Umgestaltung 1994 sind folgende Prüfverfahren durchgeführt worden: Reinigung der Ausbaustücke mit Wasser und verdünnter Salpetersäure, Messung der Korrosionstiefe, Mikro- und Makrorauhigkeit, chemische und metallographische Struktur mit Hilfe der Strahlenspektroskopie und des Lichtmikroskops, Chloridgehaltbestimmung mit einer Ionenelektrode, Analyse der Anstrichfarbe durch energiedispersive Spektroskopie durch ein Elektronenrastermikroskop in Cambridge. Als Gesamtergebnis der Untersuchungen wird festgestellt: Große Bereiche der Brücke zeigen nur oberflächliche Korrosionsschäden; die durch galvanische Beeinflussung angegriffenen Bolzenlöcher entlang der Brückenaußenkanten sind bei künftigen Planungen besser zu schützen; das Eindringen von Wasser und Streusalz in Hohlräume ist zu vermeiden; Berührungspunkte zwischen Aluminium- und Stahlteilen sind auszuschließen; Ermüdungsrisse geringen Ausmaßes sind an Schweißnähten in Bereichen hoher Biegespannungen aufgetreten. Da die festgestellten Schäden keine Auswirkungen auf die Tragfähigkeit haben, wird empfohlen, Aluminiumbrücken künftig vermehrt einzusetzen.