Präzises, schnelles Arbeiten ohne Erschütterung
Auf Brücken herrschen oftmals enge Platzverhältnisse; mobile Hochdrucktechnik muss daher platzsparend beförderbar sein.
39.000 Brücken gibt es in Deutschlands Autobahn- und Bundesstraßennetz. Ein großer Teil davon ist älter als 40 Jahre. Neben bauart- und altersbedingten Defiziten sieht das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) das Problem, dass die Tragfähigkeit dem heutigen Verkehrsaufkommen nicht mehr genügt (siehe Kasten: Was Brücken aushalten müssen). Aus diesem Grund wird an der Brückensanierung gearbeitet. Im September 2015 hat das BMVI angekündigt, das für 2016 geplante Budget auf zwei Milliarden Euro anzuheben. Die Herausforderung bei der Sanierung: 70 % aller Brücken sind Spannbetonbrücken, also Brücken aus Stahlbeton mit einer zusätzlichen Längsverstrebung an den Brückenträgern. Beginnt die Stahlarmierung zu rosten, greift sie den Beton an (siehe Kasten: Was Brücken schwächt). Es gilt, solche Stellen freizulegen, zu entrosten, vor erneuter Korrosion zu schützen und wieder zu verschließen. Beim lokalen Abtragen des Betons ist es wichtig, möglichst präzise zu arbeiten ohne Erschütterungen auszulösen, die weitere Schäden am umliegenden Bauwerk hervorrufen würden. Ultrahochdrucktechnik (UHT) ist in diesen Fällen die Methode der Wahl, da sie schnelles und sicheres Arbeiten ermöglicht.
Höchstdrucktechnik im Bauwesen: Von einer Nischenlösung zum Stand der Technik.
Ob großflächiger Betonabtrag, Entschichten von Stahlbeton oder Zerlegen von stark bewehrten Stahlbetondecken: Die Ultrahochdrucktechnik ist heute für vielfältige Aufgabenstellungen im Bauwesen die bevorzugte Arbeitsmethode. In nahezu allen relevanten bautechnischen Vorschriften und Richtlinien ist UHT zur Anwendung mittlerweile empfohlen oder teilweise sogar vorgeschrieben. Auch bei der Brückensanierung ist Höchstdrucktechnik heute üblich. Durch die Möglichkeit, sehr präzise zu arbeiten, gibt es keine Schädigung oder Lockerung von Einbauteilen oder Anschlussbereichen. Im Gegensatz zu mechanischen Lösungen, beispielsweise einem Presslufthammer, werden keinerlei Erschütterungen und Schwingungen erzeugt, so dass Risse im verbleibenden Beton vermieden werden. Die Stahlarmierung bleibt unbeschädigt. In puncto Arbeitssicherheit überzeugt die Ultrahochdrucktechnik, da keine Gase, Dämpfe oder Schlacken entstehen.
Mit dem Hochdruckstrahl werden die schadhaften Stellen frei gelegt, so dass die Stahlbewehrungen ausgetauscht werden können.
Was Brücken aushalten müssen:
Lag die statistische Kennzahl der Beförderungsleistung im Straßengüterverkehr 1970 noch bei 41,9 Milliarden Tonnenkilometern (Mrd. tkm), sind es 2010 bereits 441,9 Mrd. tkm gewesen. Die Prognose des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur für das Jahr 2025 errechnet 675,6 Mrd. tkm. Das gesetzlich zulässige Gesamtgewicht nahm von 1965 bis 1994 von 38,0 auf 44,0 Tonnen zu.
Druck, Fördermenge & Co.: Wichtige Faktoren für den Betonabtrag.
Auf das Arbeitsergebnis haben zwei Faktoren maßgeblichen Einfluss. Zum einen ist es beim Abtrag wichtig, die wesentlichen Parameter des Betons genau zu kennen. Dazu zählen Bewehrungen in der Fläche, Alter, Carbonatisierung, Chloridkorrosion und mangelnde Oberflächenfestigkeit des Betons. Zum anderen gilt es, die passende mechanische Leistung zu wählen. Entscheidend sind hier Betriebsdruck und Volumenstrom des Hochdruckgeräts sowie das Wasserwerkzeug. Beim Betonabtrag für die Brückensanierung kommen Geräte mit einem Betriebsdruck von 1.000 bis 3.000 bar zum Einsatz. Bis 1.000 bar lassen sich Reste von Beschichtungen, Zementschlämmen oder Betonschichten mit geringer Festigkeit entfernen. Ab Betriebsdrücken um 1.500 bar ist bereits ein tiefreichender, großflächiger Abtrag möglich.
Wenn die Fläche größer ist: Robotik in Kombination mit UHT.
Bei punktuell notwendigen Instandsetzungsmaßnahmen haben sich handgeführte Wasserwerkzeuge bewährt. Dabei ist für den Anwender zu beachten, dass eine Rückstoßkraft von 150 Newton respektive 250 Newton bei Arbeiten mit Körperstütze nicht überschritten wird. Alternativ zu handgeführten Lösungen sind derzeit verstärkt automatisierte Varianten zu finden. Dies ist vor allem interessant, wenn größere Flächen freigelegt werden müssen und/oder die für den Anwender zulässige Rückstoßkraft überschritten wird. Die Robotik erlaubt in Kombination mit passenden Wasserwerkzeugen ein sicheres und effizientes Arbeiten. Ein verhältnismäßig niedriger Betriebsdruck (etwa 1.000 bar) erzielt in Verbindung mit hohen Durchflussgeschwindigkeiten (200 l/min) bei der Robotik sehr gute Ergebnisse. In Sachen Zeitersparnis bergen diese Lösungen enormes Potenzial: Projekte, die bis dato Wochen in Anspruch nehmen, sind auf diesem Weg in wenigen Tagen realisierbar.
Was Brücken schwächt: Eine Kettenreaktion.
Carbonatisiert der Beton, dringt Wasser bis zur Stahlarmierung durch, und sie beginnt zu rosten. Der Rost sprengt durch seine Volumenvergrößerung Beton ab, weitere Armierungen werden freigelegt – eine Kettenreaktion beginnt. Ohne Sanierung reduziert der Rost die Tragfähigkeit der Armierung und somit der gesamten Brücke.
Höchstdruckgeräte wie der MK 3 der Woma GmbH können bis zu 3.000 bar erzeugen und kommen bei der Betonsanierung zum Einsatz.
Fotos: Woma GmbH |
