Lisa Kröger, M. Sc.
Aktuelle Forschungsprojekte
Viele Brückentragwerke in Deutschland weisen infolge der in den letzten Jahrzehnten extrem angestiegenen und nicht vorhersehbaren Verkehrsbelastung in Kombination mit der Altersstruktur wesentliche Defizite in der Tragfähigkeit und Dauerhaftigkeit auf. Bei den erforderlichen Instandsetzungsmaßnahmen an Stahlbrücken bietet die Anwendung von Injektionsschrauben eine zeit- und kostensparende Alternative zu den bisher üblichen Verfahren, da die schlupffreie Scher-Lochleibungsverbindung mit einfachen Mitteln herstellbar ist. Dazu wird der Hohlraum zwischen Schraube und Lochwand mit einem Zweikomponentenharz durch eine Bohrung in der Schraubengarnitur gefüllt. Für höhere Tragfähigkeiten ist eine kombinierte Anwendung mit zusätzlicher Vorspannung möglich. In Deutschland wurden Injektionsschrauben bisher nur bei einer einzigen Reparaturmaßnahme eingesetzt, in den Niederlanden und Portugal beispielsweise schon häufiger.
Gleitfest vorgespannte Verbindungen sind reibschlüssige, schlupf- und verformungsarme Schraubverbindungen zur Übertragung von Scherkräften, die in Brücken, Windenergieanlagen, Türmen und Masten eingesetzt werden. Ihre Wirkungsweise wird von der Schraubenvorspannung und der Haftreibungszahl beeinflusst, die ihrerseits abhängig ist vom Oberflächenzustand der zu fügenden Bauteile (unbehandelt, gestrahlt, beschichtet). In F&E-Projekten des Automobil- und Maschinenbaus hat sich der Einsatz von reibbeiwerterhöhenden Scheiben („Friction shims“ bzw. „Friction discs“) zur Optimierung von GV-Verbindungen als effizient erwiesen, denn sie ermöglichen eine Übertragung erheblich größerer Scherkräfte/Drehmomente. Friction Shims sind runde, stählerne Scheiben (z.B. aus nichtrostendem Stahl 1.4301 oder Kaltband C60S/C75S) in Dicken von ca. 100 μm, auf die eine Nickelbeschichtung mit eingebetteten Diamanten aufgebracht wird. Werden die gelochten Friction Shims zwischen die Fügebauteile und um die Schrauben einer GV-Verbindungen positioniert, dringen die Diamanten bei Schraubenvorspannung in die Fügebauteile ein und erzeugen eine mikroskalige Verzahnung, was zu einer Erhöhung des Reibschlusses bzw. der Haftreibungszahl führt. Experimentelle Voruntersuchungen an GV-Verbindungen feuerverzinkter Stahlbauteile mit „Friction Shims“ an der TU Dortmund bestätigten die großen Vorteile der neuen Technik.