[ REFRESH ] Lebensdauerverlängerung von geschweißten Stahlkonstruktionen

• TU Braunschweig erforscht Methoden zur Sicherung von Stahlkonstruktionen

(22.2.2006) Weil die Bausubstanz von Infrastrukturanlagen instand gehalten bzw. erneuert werden muss, entstehen der deutschen Volkswirtschaft regelmäßig außerordentlich hohe Kosten - mit steigender Tendenz. Mit zwei Mio. Euro fördert das Bundesforschungsministerium deshalb das Projekt „REFRESH - Lebensdauerverlängerung bestehender und neuer geschweiß­ter Stahlkonstruktionen“, an dem sich die Industrie mit weiteren zwei Mio. Euro beteiligt. Das auf dreieinhalb Jahre befristete Vorhaben wird von Prof. Thomas Ummenhofer und seinem Team vom Institut für Bauwerkserhaltung und Tragwerk (IBT) koordiniert. Neun weitere deutsche sowie vier europäische Partner aus Forschung und Industrie sind in das Projekt eingebunden.

von Stahlbrücken über Windkraftanlagen bis Achterbahnen

Einen wesentlicher Anteil am allgemeinen Bauvolumen haben Stahlkonstruktionen. Diese werden häufig durch dynamische oder wechselnde Belastungen beansprucht - z.B. Brücken durch Einsenbahn- und Straßenverkehr, Windenergieanlagen durch Windböen oder Achterbahnen durch Achterbahnfahrten. Stahlkonstruktionen sind insbesondere an ihren Schweißnähten anfällig für Risse: Zunächst kaum bis gar nicht sichtbare Haarrisse können sich ausweiten und schließlich die ganze Konstruktion zum Einsturz bringen. Dem wollen die Wissenschaftler jetzt rechtzeitig vorbeugen.

Das Projekt REFRESH ist von enorm hoher ökonomischer Relevanz: Allein bei der Deutschen Bahn besteht in den kommenden 10 Jahren ein Investitionsbedarf von bis zu fünfeinhalb Mrd. Euro, weil dann 7% aller Stahl- und Eisenbrücken das Ende ihrer rechnerischen Lebensdauer erreicht haben. Auch die ersten großen Windenergieanlagen werden in diesem Jahr 20 Jahre alt und müssen auf ihre Restlebensdauer hin überprüft werden, da ansonsten ihre Betriebsgenehmigungen erlöschen.

„Eine Herausforderung für die Forscher ist die Nachbehandlung von Schweißnähten am bestehenden Bauwerk,“ erläutert die Projektkoordinatorin Imke Weich vom IBT. Wenn zum Beispiel Schweißnähte einer bestehenden Windkraftanlage in schwindelnder Höhe nachzuhandeln sind, ist eine mobile und leicht handhabbare Methode erforderlich. REFRESH soll Verfahren untersuchen und hinsichtlich ihrer konkreten Anwendbarkeit optimieren. Unter anderem bietet das von der Braunschweiger Dynatec GmbH entwickelte hochfrequente Hämmerverfahren HiFIT viel versprechende Ansätze. Es soll nun auf seine Praxistauglichkeit für die Anwendung vor Ort überprüft und angepasst werden.

Ziel von REFRESH ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Konzepts durch die Einbeziehung von Ausrüstern und Anwendern sowie anerkannten Institutionen. Auf Basis fundierter Untersuchungen und umfassender Vorarbeiten soll die Akzeptanz der zu entwickelnden Methoden und Verfahren durch die entsprechenden Normungs- und Zertifizierungsgremien sichergestellt werden, um diese dann umgehend in die Regelwerke aufnehmen zu können.

An dem Verbundprojekt sind neben dem IBT folgende Partner aus Industrie und Forschung beteiligt:

• Dynatec GmbH,
• LKT GmbH,
• Kranbau Köthen GmbH,
• MAN B&W Diesel AG,
• Mauer Söhne GmbH,
• Schachtbau Nordhausen GmbH,
• Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine,
• die Deutsche Bahn AGund
• REpower Systems AG.

Als assoziierte Partner sind zudem ...

• die Bundesanstalt für Straßenwesen,
• die Bundesanstalt für Materialforschung,
• die Bundesanstalt für Wasserbau,
• der Deutsche Verband für Schweißtechnik und
• der Germanische Lloyd mit in das Projekt eingebunden.

Im Rahmen der EUREKA Factory nehmen die École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Laboratoire de la construction metallique, Schweiz, das Centre Technique des Industries Mécaniques, Frankreich, die Schweizersche Bundesbahnen, Schweiz und MDC, Niederlande an dem Forschungsprojekt teil.