Statische Sicherheit bei Brandeinwirkung: Feuerschutz für das Schrägseil-System

Brände, die sich in der Vergangenheit auf Brücken ereigneten, haben sowohl bei manchen neuen Brücken-Projekten als auch als Verstärkungsmaßnahme bei bestehenden Tragwerken zu gestiegenen Anforderungen in Bezug auf Brandschutz geführt. DSI hat ein Feuerschutz-System entwickelt und getestet, das Schrägseile und Stahlteile wie z.B. Verankerungen zuverlässig vor dieser Bedrohung schützt.

Die Zielsetzung war, das gesamte Schrägseilsystem gegen einen 30 minütigen Kohlenwasserstoff-Brand mit einer Hitzeentwicklung von 1.100°C zu schützen. Während dieser Zeit mussten alle geschützten Bestandteile unter einer Temperatur von 300°C bleiben. Das Feuerschutz-System besteht aus zwei unterschiedlichen Bereichen. Der Feuerschutz in der freien Seillänge und den Übergangsbereichen bis nahe der Verankerung besteht aus einer hoch feuerfesten und wasserabstoßenden Matte, die um das Litzenbündel herumgewickelt wird und mit einer äußeren Verrohrung, z.B. aus witterungsbeständigen PE-Rohren, umgeben wird.

Zum Schutz der Verankerung und des Anti-Vandalismus-Rohrs kommt eine schaumschichtbildende Epoxid-Beschichtung zum Einsatz. Diese Beschichtung kann entweder mit einem Pinsel aufgetragen oder aufgesprüht werden. Bei hohen Temperaturen nimmt das Volumen dieser Beschichtung durch Aufschäumen zu. Auf diese Weise schützt der Schaum das Ankermaterial vor hohen Temperaturen.

Um das neue Feuerschutz-System zu qualifizieren, wurden zwei Tests durchgeführt. Der erste Versuch sollte die Tauglichkeit des Feuerschutz-Systems unter Beweis stellen. Der zweite Test sollte zeigen, dass die Seilkraft bei 300°C für mindestens 30 Minuten zuverlässig von der DYNA Grip® Verankerung gehalten werden kann.

Im ersten Versuch wurde hierzu ein DYNA Grip® Litzenbündelseil des Typs DG-P12 in einem Stahlrahmen montiert. Das Litzenbündel wurde mit der feuerabweisenden Matte umwickelt, und auf die Stahlteile wurde die schaumschichtbildende Epoxid-Beschichtung aufgebracht. Zur Temperaturmessung brachte man unterhalb der Matte auf den Litzen sowie unterhalb der Beschichtung auf den blanken Stahlteilen mehrere Sensoren an. Der Versuchsaufbau wurde in eine Brandkammer gestellt und 30 Minuten lang einem Kohlenwasserstoff-Feuer bei einer Hitze von 1.100°C ausgesetzt. Alle Sensoren maßen nach einer halben Stunde Temperaturen unterhalb von 300°C; in manchen Bereichen wurde sogar nur eine Temperatur von 200°C erreicht.

Im zweiten Versuch befestigte man ein DYNA Grip® Litzenbündelseil des Typs DG-P12 ohne Feuerschutz in einem Stahlrahmen, der ebenfalls in die Brandkammer gestellt wurde. Auf der Vorderseite des Stahlrahmens war außerhalb der Brandkammer eine hydraulische Spannpresse befestigt, mit der der Probekörper auf eine Kraft von 45% GUTS vorgespannt wurde. Bei einer Temperatur von 300°C zeigte das System sogar nach einer Stunde noch keinerlei Anzeichen von Materialversagen oder einem Schlupf im Bereich der Litzen.

Das feuergeschützte DYNA Grip® Litzenbündelseil ist das erste und bisher einzige System, das nach der neuen PTI Richtlinie für Schrägseile erfolgreich getestet wurde. Das Brandschutz- Konzept für die freie Seillänge kam bereits 2008 bei den DYNA Grip® Seilen der Extradosed Brücke Trois Bassins auf Reunion sowie 2014 als Verstärkungsmaßnahme für den Brandschutz der Schrägkabel der Galecopper Brücke in den Niederlanden zum Einsatz.