Spannungsriss­korrosion bei Brücken. Untersuchung des Brückenbestan­des in Mecklenburg-Vorpommern

Projektdaten

Bericht aus dem Jahrbuch 2009

Spannungsrisskorrosion bei Brücken

© Saxotest

Seit der Einführung der Spannbeton-bauweise gab es immer wieder Bauschäden durch Spannungsrisskorrosion (SpRK). Speziell bei Brücken handelt es sich um die wasserstoffinduzierte SpRK. Sie kann nur bei bestimmten, anfälligen Spannstählen und bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Elektrolyts und einer Zugspannung auftreten. Besonders kritisch ist diese Art der Korrosion, da ein Versagen schlagartig und ohne Vorankündigung durch Risse eintreten könnte. Diese anfälligen Stähle werden schon seit vielen Jahren nicht mehr produziert, sie sind aber noch in vielen Bestandsbauwerken anzutreffen. Im Projekt sollten das Gefährdungspotenzial allgemein festgestellt und Maßnahmen zum Umgang mit kritischen Bauwerken erarbeitet werden.

Vorgehensweise
Zunächst wurde der Brückenbestand des Landes Mecklenburg-Vorpommern, der bei diesem Projekt untersucht werden sollte, in Kategorien bzw. Bauwerksgruppen eingeteilt. Dazu wurde für jede Brücke eine SpRK-Note ermittelt, die abhängig vom Herstellungsverfahren, von bestehenden Umlagerungsmöglichkeiten und vom Bauwerkszustand allgemein war. Aufgrund dieser Beurteilung wurden 16 charak-teristische Brücken genauer rechnerisch untersucht.

Das Prinzip der analytischen Untersuchung besteht darin, dass in einem Bauteil virtuell sukzessive die vorhandenen Spannstähle ausfallen, bis unter einer vorgeschriebenen Lastkombination am maßgebenden Querschnittsrand die Betonzugfestigkeit erreicht wird. Anschließend wird überprüft, ob mit der (virtuell) noch intakten Bewehrung der Bruchsicherheitsnachweis erbracht werden kann. Das Ziel der statischen Berechnungen ist also nachzuweisen, ob sich im Falle von Spannstahlbrüchen ein Versagen durch sichtbare Risse im Tragwerk ankündigen könnte (Riss-vor-Bruch-Kriterium). Durch die statische Analyse wird also nicht das Gefährdungspotenzial durch Spannungsriss-korrosion beseitigt, man kann aber beurteilen, ob durch verdichtete Bauwerkskontrollen eine Tragwerksschädigung rechtzeitig erkannt werden kann bzw. entsprechende Ertüchtigungsmaßnahmen ergreifen. Die Erkenntnisse aus der Untersuchung dieser speziellen Brücken wurden anschließend auf den gesamten Bauwerksbestand übertragen und eine Prioritätenliste erstellt. Außerdem fanden Beprobungen erster ausgewählter Bauwerke statt. In Materialuntersuchungen wurden Beton, Hüllrohre, Verpressmörtel und Spannstahl näher untersucht. Derzeit werden weiterführende theoretische Untersuchungen für spezielle Bauwerke durchgeführt.

Bisherige Ergebnisse
Insgesamt hat sich die Einteilung der Brücken anhand einer Spannungsrisskor-rosionsnote bewährt, denn sie spiegelte das tatsächliche Risiko gut wider. Die Bauwerke mit geringem Risiko werden nun verdichtet inspiziert. Bei den stark gefährdeten wurden kurzfristige Materialuntersuchungen durchgeführt, um den Zustand der Bauwerke abzuklären, bevor mit der Ertüchtigung oder auch mit Abbruch und Neubau begonnen wurde.