3 Einfluss von Streuströmen auf Brückenobjekte
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1. ------IND- 2013 0581 SK- DE- ------ 20131121 --- --- PROJET Ministerium für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik (SR) Sektion Straßenverkehr und Verkehrsstraßen TB X/2013 TECHNISCHE BEDINGUNGEN GRUNDLEGENDE SCHUTZMASSNAHMEN ZUR BEGRENZUNG DES EINFLUSSES VON STREUSTRÖMEN AUF BRÜCKENOBJEKTE VON STRASSEN Inkrafttreten ab: xx.xx.2013 September 2013 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 INHALT 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 2 3 3.1 3.2 4 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 7 8 9 9.1 9.2 10 10.1 10.2 10.3 Einleitung .............................................................................................................................. 3 Gegenstand der Technischen Bedingungen (TB) .................................................................. 3 Zweck der TB ........................................................................................................................ 3 Verwendung der TB .............................................................................................................. 3 Ausarbeitung der TB ............................................................................................................. 4 Verteilung der TB.................................................................................................................. 4 Inkrafttreten der TB ............................................................................................................... 4 Ersatz vorheriger Vorschriften .............................................................................................. 4 Zusammenhängende und zitierte Rechtsvorschriften ............................................................ 5 Zusammenhängende und zitierte Normen ............................................................................. 5 Zusammenhängende und zitierte technische Vorschriften und Bedingungen ....................... 9 Zusammenhängende ausländische Vorschriften ................................................................. 10 Verwendete Abkürzungen ................................................................................................... 11 Terminologie und allgemeine Begriffe ............................................................................... 12 Einfluss von Streuströmen auf Brückenobjekte .................................................................. 15 Einleitung ............................................................................................................................ 15 Kennziffern der Korrosionsaggressivität der Umgebung .................................................... 16 Konstruktionen von Brückenobjekten ................................................................................. 16 Verfahren bei der Sicherstellung des Schutzes gegen die Einwirkungen von Streuströmen ............................................................................................................................................. 18 Verfahren bei der Sicherstellung des Schutzes durch Einschränkung der Einwirkungen von Streuströmen........................................................................................................................ 18 Projektvorbereitung - Untersuchungen................................................................................ 19 Erarbeitung der Projektdokumentation (PD) des Bauvorhabens ......................................... 20 Allgemeine Grundsätze für die Erarbeitung der PD und die Bemessung von Schutzmaßnahmen............................................................................................................... 21 PD dauerhafter Einrichtungen für die Überwachung des Streustromeinflusses .................. 22 Realisierung des Bauvorhabens........................................................................................... 22 Passive Schutzmaßnahmen zur Begrenzung der Streustromwirkungen .............................. 23 Aktiver Schutz an Straßenbauwerken ................................................................................. 25 Maßnahmen zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit bei Messungen und Überprüfungen an Straßenbauwerken ................................................................................. 25 Grundlegende passive Schutzmaßnahmen zur Begrenzung der Streustromwirkungen ...... 25 Einleitende Bestimmungen.................................................................................................. 25 Primärschutz ........................................................................................................................ 26 Sekundärschutz.................................................................................................................... 26 Bauliche Maßnahmen .......................................................................................................... 27 Drahtschotterkästen (Gabionen) .......................................................................................... 40 Verankerungselemente ........................................................................................................ 41 Monitoringsysteme für die Diagnostik von Streuströmen und das Vorhandensein von Korrosion in Bewehrungen ................................................................................................. 44 PD der elektrischen Leitungen und Einrichtungen zur Überwachung des Streustromeinflusses ............................................................................................................ 44 Aktiver Bautenschutz .......................................................................................................... 44 Allgemeine Anforderungen an den aktiven Schutz von Stahlbetonkonstruktionen ............ 44 Anforderungen an den Kathodenschutz durch galvanische Opferanoden, angelegten Strom oder eine Kombination beider Methoden, Kathodenschutz gegen Streustromwirkungen .. 45 Instandhaltungsanweisungen ............................................................................................... 47 Anweisungen für die Instandhaltung von mit grundlegenden Schutzmaßnahmen versehenen Brückenobjekten.................................................................................................................. 47 Anweisungen für die Instandhaltung von Brückenobjekten bei Gleiserdung der Schutznetze und Schutzschilde über elektrifizierten Eisenbahnstrecken ................................................ 48 Anweisungen für Instandhaltungen von Straßenbauwerken (insbesondere Brückenobjekten), die mit einem aktiven Schutz versehen sind ......................................... 49 2 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte 10.4 10.5 11 1 TB x/2013 Anweisungen für das Verfahren bei der Planung von Reparaturen oder Rekonstruktionen von Brückenobjekten unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromwirkungen... 49 Anweisungen für die Verwaltung von Brückenobjekten im Hinblick auf den Betrieb fremden aktiven Schutzes und bezüglich Streustromquellen .............................................. 50 Anhänge .............................................................................................................................. 51 Einleitung 1.1 Gegenstand der Technischen Bedingungen (TB) Diese TB wurden auf Grundlage der Untersuchungsaufgabe (UA) „Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen, Teil I. Begleitbericht, Teil II. Entwurf des Verfahrens, SSC: 2009“ erarbeitet. In Übereinstimmung mit STN EN 50162 und STN EN 50122-2 legen sie Grundsätze für den passiven und aktiven Schutz der Stahlbewehrungen von gemäß [Z1] zu den Straßenbauwerken gehörenden Brückenkonstruktionen vor Korrosion unter dem Einfluss der Wirkungen von Streuströmen fest. Detailliert legen sie Anforderungen und Verfahren für die Bemessung, Realisierung, Wartung und Instandhaltung der Bauwerke unter dem Gesichtspunkt der Betonkonstruktionen der Straßen vor den Wirkungen von Streuströmen fest. Sie legen Bedingungen für die Prüfung, Kontrolle und Bewertung der Wirksamkeit der bemessenen Schutzmaßnahmen fest. Diese TB sind eine technische Vorschrift im Sinne der Technisch-Qualitativen Bedingungen (TKB) für Straßenbauten des MDVRR SR (Ministerium für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik), insbesondere TKB Teil 0, TKB Teil 15, TKB Teil 17, TKB Teil 19, TKB Teil 20, TKB Teil 21 und weitere; sie enthalten technische Grundsätze, Anforderungen und Informationen für Investoren, Projektanten, Auftragnehmer und Eigentümer von Straßen sowie für Straßenverwaltungen und legen deren gegenseitiges Zusammenwirken beim Schutz von Bauwerken vor den schädlichen Wirkungen von Streuströmen fest. 1.2 Zweck der TB Zweck dieser TB ist insbesondere die gegenseitige Harmonisierung des Zusammenwirkens von Investoren, Projektanten, Auftragnehmern und Verwaltungen (Brückenbauwerke) und gleichzeitig die Begrenzung der Verringerung der voraussichtlichen Lebensdauer der Bauwerke, die durch Korrosionsbeanspruchungen unter dem Einfluss von Streuströmen verursacht wird. 1.3 Verwendung der TB Diese TB gelten im vollen Umfang bei Neubauten und bei Rekonstruktionen von Brückenobjekten (und ggf. anderen zusammenhängenden Betonbauwerken von Straßen). Bei existierenden Bauwerken verfährt die Straßenverwaltung gemäß diesen TB insbesondere gemäß dem Teil für Instandhaltung und Überprüfung betriebener Bauwerke; ferner muss die Straßenverwaltung diese TB bei der Stellung von Anforderungen an Reparaturen dem Reparaturumfang entsprechend anwenden. Für Eisenbahnbrücken gilt eine separate Vorschrift [T31]. Es ist nach der Vorschrift der betreffenden Verwaltung des Brückenobjekts zu verfahren. Befindet sich auf einer Brücke ein Eisenbahngleis zusammen mit einer Straße, ist die Zusammenarbeit beider Verwaltungen sicherzustellen. Diese TB gelten nicht für Brückenobjekte, auf denen sich spezielle Bahnen (Straßenbahnen, Seilbahnen u. Ä.) befinden, sofern nicht durch vertraglich-rechtliche Verpflichtungen ein anderes Verfahren vereinbart wurde. Bauwerke, die mit einem Schutz gegen die Einwirkungen von Streuströmen gemäß früher geltenden Vorschriften1), versehen wurden, müssen gemäß diesen TB instandgehalten werden. 1) z. B.: „Grundlegende Schutzmaßnahmen gegen den Einfluss von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen“, MDS ČR (Verkehrsministerium der Tschechischen Republik, Vorschrift ČD SR 5/7(S) aus dem Jahre 1997, Musterblatt VL 4 u. Ä., Richtlinie über den Schutz von in der Erde verlegten Metallvorrichtungen vor Korrosion, VD 2/1981, FMD, Schutz der 3 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Für Brückenobjekte mit einer Überbrückungslänge von weniger als 10 m, bei denen keine grundlegende Korrosionsuntersuchung zur Verfügung steht, können nach Vereinbarung mit dem Investor Schutzmaßnahmen der 3. Stufe gemäß Tabelle 1 des Anhangs 6 dieser TB realisiert werden. Diese Bestimmung wird auch für zusammenhängende Betonbauwerke mit einer ungefähren Länge bis zu 20 m und einer ungefähren Höhe bis zu 2 m entsprechend angewandt, sofern diese keine Tiefengründung erhalten, nicht verankert werden bzw. nicht in unmittelbarer Nähe einer Quelle von Streuströmen verortet werden. Bei vorhandenen Bauwerken werden diese Bedingungen von der Verwaltung des betreffenden Bauwerks je nach Umfang der Rekonstruktion und gemäß den festgelegten regelmäßigen Untersuchungen der Bauwerke entsprechend angewendet. Der Auftraggeber haftet für die Einhaltung der Vorschriften bei Festlegung der Vergabebedingungen für das Bauwerk und beim Abschluss von Vertragsbeziehungen mit Auftragnehmern. Ferner ist der Auftraggeber für die Kontrolle verantwortlich, deren Aufgabe darin besteht, die Realisierung der Schutzmaßnahmen gemäß diesen TB zu überprüfen. Der Auftragnehmer der Projektdokumentation (PD) haftet für die Einhaltung der Vorschriften im Umfang der realisierten Untersuchungstätigkeiten, und zwar auf der Ebene der Entscheidung über die Erforderlichkeit der Sicherstellung der entsprechenden Untersuchungen, die sich aus diesen TB und ihrer Auswertung ableiten. Der Auftragnehmer des Projekts übernimmt die Ergebnisse des Auftragnehmers der vorhergehenden Stufe der PD als Grundlage für die Erarbeitung des Projekts. Ferner ist der Auftragnehmer des Projekts für Folgendes verantwortlich: für die Erarbeitung der Projektdokumentation (PD) des Bauwerks, welche eine Bemessung der Schutzmaßnahmen im entsprechenden Umfang und der Stufe der Schutzmaßnahmen, so wie im weiteren Text dieser TB festgelegt, beinhaltet; für die Beteiligung der spezialisierten Arbeitsstätte bei der Bemessung der Schutzmaßnahmen, sofern die Stufe der Schutzmaßnahmen eine solche Mitwirkung erfordert; für die Realisierung der Schutzmaßnahmen gemäß dem Projekt und in Übereinstimmung mit den Regeln dieser TB. Der Bauauftragnehmer stellt im Verlauf des Bauvorhabens die Beteiligung einer spezialisierten Arbeitsstätte gemäß diesen TB für die durch das Projekt und diese TB bestimmten Tätigkeiten sicher. 1.4 Ausarbeitung der TB Diese TB wurden auf Grundlage eines Auftrags der Slovenská Sprava Ciest (Slowakische Straßenverwaltung SSC) von der Firma JEKU, s.r.o., Limuzská 8, 100 00 Praha 10 erarbeitet. Verantwortlicher Ersteller: - Ing. Bohumil Kučera, Tel.: +420 272 011 091 , E-Mail: [email protected]. 1.5 Verteilung der TB Die elektronische Version der TB wird nach Genehmigung auf der Webseite der Slowakischen Straßenverwaltung SSC: www.ssc.skwww.mindop.sk (technische Vorschriften) und auf der Webseite des MDVRR SR (Ministerium für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik): www.ssc.skwww.mindop.sk (Verkehr, Straßenverkehr, Straßeninfrastruktur, technische Vorschriften) veröffentlicht. 1.6 Inkrafttreten der TB Diese TB treten am auf der Titelseite angegebenen Tag in Kraft. 1.7 Ersatz vorheriger Vorschriften Diese TB ersetzen die Richtlinien: „Základní ochranná opatření vlivu bludných proudů na mostní objekty pozemních komunikací", (Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Stahlbewehrungen von Beton gegen Korrosion in aggressiven Umgebungen und gegen die Einwirkungen von Streuströmen, 1985, VUIS Bratislava 4 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen), die durch die frühere Verkehrsverwaltung des Wirtschaftsministeriums der Tschechischen Republik (MH ČR) vom 30.11.1992 unter GeschZ: 514449/92-520 (Genehmigungsprotokoll GeschZ: D2-2450/1995) mit Inkrafttreten ab 01.01.1993 genehmigt wurden; Richtlinie 162 - Sekundärer Korrosionsschutz für Bauten aus Beton und Stahlbeton, Forschungsinstitut für Ingenieurbauwerke (VÚIS), 1981, Richtlinie für die Anwendung; Richtlinie 208 - Schutz der Stahlbewehrungen von Beton gegen Korrosion in aggressiver Umgebung und gegen die Einwirkungen von Streuströmen“ Forschungsinstitut für Ingenieurbauwerke (VÚIS) Bratislava, 1985 (aktualisiert durch die Eisenbahn der Slowakischen Republik - ŽSR - im Jahre 2008); Richtlinie 248 - Korrosionsschutz von Betonier- und Vorspannbewehrungen (VÚIS), 1989, im gesamtem Umfang. 1.8 Zusammenhängende und zitierte Rechtsvorschriften Die Pflicht zur Lösung des Schutzes von Bauwerken vor den Einflüssen von Streuströmen ist in folgenden Vorschriften in der geltenden Fassung festgelegt: [Z1] [Z2] Gesetz GBl. Nr. 135/1961 über Straßen (Straßengesetz) in der jeweils geltenden Fassung; Gesetz GBl. Nr. 50/1976 über die Raumplanung und die Bauordnung (Baugesetz) in der jeweils geltenden Fassung; [Z3] Gesetz des Nationalrats der Slowakischen Republik (NR SR) GBl. Nr. 258/1993 über die Eisenbahnen der Slowakischen Republik in der jeweils geltenden Fassung; [Z4] Verordnung des Umweltministeriums der Slowakischen Republik (MŽP SR) GBl. Nr. 453/2000 zur Durchführung einiger Bestimmungen des Baugesetzes in der jeweils geltenden Fassung; [Z5] Gesetz GBl. Nr. 669/2007 über einmalige außergewöhnliche Maßnahmen bei der Erstellung einiger Bauten an Autobahnen und Kraftfahrstraßen und über die Ergänzung des Gesetzes des Nationalrats der Slowakischen Republik (NR SR) GBl. Nr. 162/1995 über das Liegenschaftskataster (Katastergesetz) in der jeweils geltenden Fassung; [Z6] Verordnung des Ministeriums für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik (MDPT SR) GBl. Nr. 55/2008 über die Projektdokumentation von Bauten an Autobahnen und Kraftfahrstraßen in der jeweils geltenden Fassung; [Z7] Gesetz GBl. Nr. 513/2009 über Bahnen und über die Änderung und Ergänzung einiger Gesetze in der jeweils geltenden Fassung; [Z8] Gesetz GBl. Nr. 514/2009 über den Bahnverkehr in der jeweils geltenden Fassung; [Z9] Gesetz GBl. Nr. 133/2013 über Bauprodukte und über die Änderung und Ergänzung einiger Gesetze; [Z10] Verordnung des MDVRR SR (Ministerium für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik) GBl. Nr. 162/2013 zur Festlegung einer Liste der Gruppen von Bauprodukten und zur Festlegung von Systemen für die Leistungsbewertung. 1.9 Zusammenhängende und zitierte Normen STN 03 8001 Terminologie des Werkstoffschutzes gegen Korrosion STN 03 8005 Korrosionsschutz. Terminologie des Korrosionsschutzes von unterirdischen Auflagervorrichtungen STN 03 8362 Kupfer-Referenzelektrode zur Potenzialmessung. Unterirdische Metallkonstruktion - Boden STN 03 8372 Grundsätze des Korrosionsschutzes von in der Erde oder im Wasser verlegten nicht linienförmigen Vorrichtungen STN 03 8374 Grundsätze des Korrosionsschutzes von unterirdischen metallischen Vorrichtungen STN 03 8376 Grundsätze für den Bau von in der Erde verlegten Stahlrohren. Kontrollmessungen unter dem Gesichtspunkt des Korrosionsschutzes STN 33 2000-4-41 Niederspannungsinstallationen. Teil 4-41: Gewährleistung der Sicherheit. Schutz vor Stromschlägen 5 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 STN 33 2000-5-54 STN 33 3201 STN 34 1050 STN 34 1500 STN 34 2613 STN 34 5145 STN 34 6460 STN 34 6461 STN 38 0810 STN 73 6100 STN 73 6200 STN 73 6201 STN 73 6223 STN 74 2870. STN 03 8376 STN P CEN/TS 14038-2 73 2152) STN EN 15257 03 8310) STN EN ISO 12696 03 8340) STN EN 14505 03 8350) STN EN 12499 03 8355) STN EN 15112 03 8357) STN EN 13636 03 8373) STN EN 12954 03 8378) STN EN 13509 03 8390) STN EN ISO 5817 05 0110) STN EN 288-9 05 0310) STN EN ISO 17660-1 05 0250) STN EN ISO 17660-2 05 0250) Niederspannungsinstallationen. Teil 5-54: Auswahl und Aufbau von Elektroanlagen. Erdungssysteme und Schutzleiter Elektrische Installationen mit Wechselspannung über 1 kV. Elektrotechnische Vorschriften STN. Vorschriften für das Verlegen von elektrischen Starkstromleitungen Elektrotechnische Vorschriften STN. Grundlegende Vorschriften für elektrische Traktionseinrichtungen Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen. Schienenstromkreise. Terminologie der Elektrotechnik. Terminologie für elektrische Traktionseinrichtungen. Messmethoden des spezifischen Innen- und Oberflächenwiderstands starrer Elektroisoliermaterialien. Prüfmethoden zur Ermittlung des Isolierwiderstands starrer ElektroIsolierstoffe Verwendung von Schutzeinrichtungen gegen Überspannung in Starkstromeinrichtungen Terminologie der Verkehrswege Brückenterminologie Projektierung von Brückenobjekten Schutzeinrichtungen gegen gefährliche Berührungen von spannungsführenden Teilen der Traktionsleitungen und gegen Einwirkungen von Abgasen an Objekten über Eisenbahngleisen. Stahlanker zur Verankerung von Kabeln von Konstruktionen aus zusätzlich vorgespanntem Beton. Grundsätze für den Bau von in der Erde verlegten Stahlrohren. Kontrollmessungen unter dem Gesichtspunkt des Korrosionsschutzes. Elektrochemische Realkalisierung und Chloridextraktionsbehandlungen für Stahlbeton. Teil 2: Chloridextraktion Kathodischer Korrosionsschutz. Qualifikationsgrade und Zertifizierung von für den kathodischen Korrosionsschutz geschultem Personal Kathodischer Korrosionsschutz von Stahl in Beton (ISO 12696: 2012) Kathodischer Korrosionsschutz komplexer Anlagen Kathodischer Korrosionsschutz für die Innenflächen von metallischen Anlagen Äußerer kathodischer Korrosionsschutz von Bohrlochverrohrungen Kathodischer Korrosionsschutz von unterirdischen metallenen Tankanlagen und zugehörigen Rohrleitungen Kathodischer Korrosionsschutz von metallischen Anlagen in Böden und Wässern. Grundlagen und Anwendung für Rohrleitungen Messverfahren für den kathodischen Korrosionsschutz Schweißen. Schmelzschweißverbindungen an Stahl, Nickel, Titan und deren Legierungen (ohne Strahlschweißen). Qualitätsstufen (ISO 5817: 2003, berichtigte Ausgabe: 2005, einschließlich Cor. 1: 2006) Anforderung und Anerkennung von Schweißverfahren für metallische Werkstoffe. Teil 9: Schweißverfahrensprüfung für baustellengeschweißte Stumpfnähte von Versorgungsrohrleitungen an Land und Offshore Schweißen. Schweißen von Betonstahl. Teil 1: Tragende Schweißverbindungen (ISO 17660-1: 2006) Schweißen. Schweißen von Betonstahl. Teil 2: Nichttragende Schweißverbindungen (ISO 17660-2: 2006) 6 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte STN EN 1011-1 05 2310) STN EN 1011-2 05 2310) STN EN 1011-3 05 2310) STN EN 1011-4 05 2310) STN EN ISO 2560 05 5021) STN EN 62305-1 (34 1390) STN EN 62305-2 (34 1390) STN EN 62305-3 (34 1390) STN EN 62305-4 (34 1390) STN EN 50122-1 34 1505) STN EN 50122-2 34 1505) STN EN 50122-3 34 1505) STN EN 50443 34 1508) STN EN 60077-1 34 1510) STN IEC 60913 (34 1540) STN EN 50162 34 1507) STN EN 1992-1-1 (73 1201) STN EN 1992-2 73 6206) STN EN 1504-1 73 2101) STN EN 1504-2 73 2101) STN EN 1504-3 73 2101) STN EN 1504-4 73 2101) STN EN 1504-5 73 2101) TB x/2013 Schweißen. Empfehlungen zum Schweißen metallischer Werkstoffe. Teil 1: Allgemeine Anleitungen für das Lichtbogenschweißen Schweißen. Empfehlungen zum Schweißen metallischer Werkstoffe. Teil 2: Lichtbogenschweißen von ferritischen Stählen Schweißen. Empfehlungen zum Schweißen metallischer Werkstoffe. Teil 3: Lichtbogenschweißen von nichtrostenden Stählen Schweißen. Empfehlungen zum Schweißen metallischer Werkstoffe. Teil 4: Lichtbogenschweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen Schweißzusätze. Umhüllte Stabelektroden zum Lichtbogenhandschweißen von unlegierten Stählen und Feinkornstählen. Einteilung (ISO 2560: 2009) Blitzschutz. Teil 1: Allgemeine Grundsätze Blitzschutz. Teil 2: Risiko-Management Blitzschutz. Teil 3: Schutz von baulichen Anlagen und Personen Blitzschutz. Teil 4: Elektrische und elektronische Systeme in baulichen Anlagen Bahnanwendungen. Ortsfeste Anlagen. Teil 1: Schutzmaßnahmen gegen elektrischen Schlag Bahnanwendungen. Ortsfeste Anlagen. Teil 2: Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen durch Gleichstrombahnen Bahnanwendungen. Ortsfeste Anlagen. Elektrische Sicherheit, Erdung und Rückleitung. Teil 3: Gegenseitige Beeinflussung von Wechselstrom- und Gleichstrombahnen Auswirkungen elektromagnetischer Beeinflussungen von Hochspannungswechselstrombahnen und/oder Hochspannungsanlagen auf Rohrleitungen Bahnanwendungen. Elektrische Betriebsmittel auf Bahnfahrzeugen. Teil 1: Allgemeine Betriebsbedingungen und allgemeine Regeln Elektrotechnische Vorschriften. Oberirdische elektrische Fahrleitungen Schutz gegen Korrosion durch Streuströme aus Gleichstromanlagen Eurocode 2. Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Eurocode 2. Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken. Teil 2: Betonbrücken. Bemessungs- und Konstruktionsregeln. Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 1: Definitionen Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 2: Oberflächenschutzsysteme für Beton Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 3: Statisch und nicht statisch relevante Instandsetzung Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 4: Kleber für Bauzwecke Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und 7 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 STN EN 1504-6 73 2101) STN EN 1504-7 73 2101) STN EN 1504-8 73 2101) STN EN 1504-9 73 2101) STN EN 1504-10 73 2101) STN EN 12636 73 2121) STN EN 13670 73 2400) STN EN 206-1 73 2403) STN EN 13391 (73 2882) STN EN 45020 01 0100) STN EN 1994-2 73 6207) STN EN 1337-1 73 6270) STN EN 1337-2 73 6270) STN EN 1337-3 73 6270) STN EN 1337-4 73 6270) STN EN 1337-5 73 6270) STN EN 1337-6 73 6270) STN EN 1337-7 73 6270) STN EN 1337-8 73 6270) STN EN 1337-9 73 6270) STN EN 1337-10 73 6270) STN EN 1337-11 73 6270) Beurteilung der Konformität. Teil 5: Injektion von Betonbauteilen Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 6: Verankerung von Bewehrungsstäben Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 7: Korrosionsschutz der Bewehrung Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 8: Qualitätsüberwachung und Beurteilung der Konformität Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 9: Allgemeine Grundsätze für die Anwendung von Produkten und Systemen. Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität. Teil 10: Anwendung von Stoffen und Systemen auf der Baustelle, Qualitätsüberwachung der Ausführung. Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken. Prüfverfahren. Bestimmung der Verbundwirkung Beton Beton Ausführung von Tragwerken aus Beton. Beton. Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. Mechanische Prüfungen für Spannverfahren mit nachträglichem Verbund. Normung und damit zusammenhängende Tätigkeiten. Allgemeine Begriffe (ISO/IEC Guide 2: 2004) Eurocode 4. Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton. Teil 2: Allgemeine Bemessungsregeln und Anwendungsregeln für Brücken. Lager im Bauwesen. Teil 1: Allgemeine Regelungen. Lager im Bauwesen. Teil 2: Gleitteile. Lager im Bauwesen. Teil 3: Elastomerlager. Lager im Bauwesen. Teil 4: Rollenlager Lager im Bauwesen. Teil 5: Topflager. Lager im Bauwesen. Teil 6: Kipplager Lager im Bauwesen. Teil 7: Kalotten- und Zylinderlager mit PTFE. Lager im Bauwesen. Teil 8: Führungslager und Festhaltekonstruktionen. Lager im Bauwesen. Teil 9: Schutzeinrichtung Lager im Bauwesen. Teil 10: Inspektion und Instandhaltung. Lager im Bauwesen. Teil 11: Transport, Zwischenlagerung und Einbau. 8 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte STN EN 13146-5 73 6320) TB x/2013 Bahnanwendungen. Oberbau. Prüfverfahren für Schienenbefestigungssysteme. Teil 5: Bestimmung des elektrischen Widerstands. Bemerkung: Zusammenhängende und zitierte Normen einschließlich aktueller Änderungen, Zusätze und nationaler Anhänge 1.10 Zusammenhängende und zitierte technische Vorschriften und Bedingungen [T1] [T2] TB 03/2002 TB 06/2004 [T3] TB 01/2005 [T4] TB 03/2006 [T5] TB 07/2008 [T6] TB 0X/2013 [T7] [T8] TB 06/2010 TB 01/2012 [T9] TB 07/2012 [T10] TB 08/2012 [T11] TB 09/2012 [T12] [T13] TB 11/2012 TB 04/2013 [T14] TB 05/2013 [T15] [T16] [T17] [T18] [T19] [T20] TKB Teil 0 TKB Teil 15 TKB Teil 17 TKB Teil 18 TKB Teil 19 TKB Teil 20 [T21] TKB Teil 21 [T22] [T23] [T24] [T25] [T26] TKB Teil 22 TKB Teil 23 TKB Teil 24 Musterblätter 4/2013 KLML 1/2011 [T27] KLMZ 1/2011 Asphaltierte Brückenabschlüsse, SSC: 2002; Unter der Oberfläche liegende Brückenabschlüsse, Ministerium für Verkehr, Post und Telekommunikation der Slowakischen Republik (MDPT SR): 2004; Schutzeinrichtungen an Straßen. Belastung, Festlegung der Aufhaltestufen an Straßen, Projektierung individueller Schutzeinrichtungen, MDPT SR: 2005; Dokumentation von Straßenbauten + Anhänge (01 – 14), MDPT SR: 2007; Ausführung von ingenieurgeologischen Untersuchungen für Straßenbauwerke, MDPT SR: 2008; System der Brückenbewirtschaftung, Ministerium für Verkehr, Bau und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik (MDVRR SR): 2013; Rückhaltesysteme an Straßen - Betonschutzwände, MDPT SR: 2010; Anleitung zur Verkehrsingenieur-Dokumentation, MDVRR SR: 2012; Vergabe und Ausführung der Diagnose von Brücken + Anhänge (01 – 03), MDVRR SR: 2012; Kontrolle, Wartung und Instandsetzung von Straßen. Brücken, MDVRR SR: 2012; Katalog der Defekte an Brückenbauten auf Autobahnen, Schnellstraßen und Straßen I., II. und III. Ordnung, MDVRR SR: 2012; Entwässerung von Straßenbrücken, MDVRR SR: 2012; Querungshilfen für wildlebende Tiere. Projektierung, Bau, Betrieb und Reparatur, MDVRR SR: 2013; Korrosionsschutz von Brückenkonstruktionen aus Stahl,, MDVRR SR: 2013; Allgemeines, MDVRR SR: 2012; Betonbauwerke allgemein, MDVRR SR: 2013; Stahleinlagen, MDVRR SR: 2013; Beton auf Bauwerken, MDVRR: 2013; Vorgespannte Betonkonstruktionen, MDVRR SR: 2013; Stahlkonstruktionen, MDVRR SR: 2011 + Zusatz Nr. 1 zu TKP Teil 20, MDVRR SR: 2012; Schutz von Stahlkonstruktionen gegen Korrosion, MDVRR SR: 2013; Isoliersystem von Brückenfahrbahnen, MDVRR SR: 2012; Brückenlager, MDVRR SR: 2011; Brückenabschlüsse, MDVRR SR: 2012; Brücken, MDVRR SR: 2013; Katalogblätter von Brückenlagern + Anhang (01 – 15), MDVRR SR: 2011; Katalogblätter von Brückenabschlüssen + Anhang (01 – 06), MDVRR SR: 2011; 9 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 [T28] [T29] KLVM 1/2010 KLMP 1/2009 [T30] UA [T31] TS 15 [T32] TNŽ 34 1506 Katalogblätter von Brückenfahrbahnen, MDPT SR: 2010; Katalogblätter für Brückenfertigteile + Anlage Träger, MDPT SR: 2009 + Zusatz 1, MDVRR SR: 2011; Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen: Teil I. Begleitbericht, Teil II. Entwurf des Verfahrens + Anhänge (01 – 09), SSC: 2009; Grundsätze für Bau, Rekonstruktion und Betrieb von Eisenbahnbrücken und Eisenbahntunneln unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Korrosion durch Streuströme, ŽSR (Eisenbahnen der Slowakischen Republik), 2011; Anschluss elektrischer polarisierter Drainagen an die Schienenrückleitung eines Gleichstrom-Traktionssystems mit Schienen-Stromkreisen. 1.11 Zusammenhängende ausländische Vorschriften [T33] UIC 605 VE Schutz gegen Korrosion (1). Maßnahmen bei Gleichstrombahnen zur Verringerung der Korrosionsgefahr durch Streustrőme. [Schutz gegen Korrosion (1). Maßnahmen bei Gleichstrombahnen zur Verringerung der Korrosionsgefahr durch Streuströme], 1981; [T34] SGK, C3d Richtlinien zum Schutz gegen Korrosion durch Streustrőme von Gleichstromanlagen, Korrosionskommission der SGK, C3d, Schweiz. [Anweisungen für den Schutz gegen Korrosion durch Streuströme von Gleichstromanlagen], 2001; [T35] SAES-X-300 Cathodic Protection Marine Structures. [Kathodenschutz von Konstruktionen der Militärschifffahrt, SAE], 1992; [T36] SAES-X-600 Cathodic Protection of In-plant Facilities. [Kathodenschutz in Produktionswerken, SAE], 1992; [T37] SAES-X-700 Cathodic Protection Onshore Well Casings. [Kathodenschutz von Bohrlochverrohrungen auf dem Festland, SAE], 1993; [T38] MIL-P-15736/8 Cathodic Protection - External Organic Coating for the Corrosion Protection of Building, ASSIST (USA, Kalifornien). [Kathodenschutz – Externe organische Beschichtungen für den Korrosionsschutz von Gebäuden]; [T39] TP 51 Standard Test Method for Testing Cathodic Protection Materials and Systems for Bridges. [Standardprüfverfahren für die Prüfung des Kathodenschutzes von Werkstoffen und Systemen für Brücken] AASHTO; [T40] MP 5 Standard Specification for Bridge Desk Cathodic Protection. [Standardspezifikationen für den Kathodenschutz tragender Brückenkonstruktionen], AASHTO; [T41] RP0187-96 Standard Recommended Practice - Design Considerations for Corrosion Control of Reinforcing Steel in Concrete. [Standardempfehlungen für die Praxis - Entwurf von Empfehlungen zur Unterdrückung der Korrosion von Bewehrungen in Beton] NACE, 1996; [T42] RP0290-2007 Impressed Current Cathodic Protection of Reinforcing Steel in Atmospherically Exposed Concrete Structures NACE. [Kathodenschutz durch angelegten Strom für atmosphärisch exponierte Bewehrungen in Beton], 2007; [T43] ASTM C876Standard Test Method for Corrosion potentials - Cell Potentials of 09: 2009 Uncoated Reinforcing Steel in Concrete. [Standardprüfverfahren für Korrosionspotentiale – Halbelementverfahren für Bewehrungen in Beton ohne Anstriche] ASTM, 2009; 10 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte [T44] [T45] [T46] TB 72 TB 121 [T47] TB 124 [T48] TB 183 [T49] TB 193 [T50] MP DEM TB x/2013 “Measures to Ensure the Durability of Post-tensioning Tendons in Bridges, Federal Roads Authority, Berne. [Maßnahmen zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit von nachträglich vorgespannten Kabeln in Brückenkonstruktionen], ASTRA, www.astra.admin.ch, 2001; Diagnostische Untersuchung von Straßenbrücken, 2009; Prüf- und Diagnoseverfahren für Brücken und andere Konstruktionen an Straßen, 2012; Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte und sonstige Betonkonstruktionen an Straßen, 2009; Diagnostische Untersuchung von Straßenbrücken durch Monitoringverfahren und Auswertung der Korrosion der Betonbewehrungen mit der Methode der akustischen Emission, 2007; Schweißen von Betonbewehrungen und anderen Verbindungsarten, 2008; Dokumentation der elektrischen und geophysikalischen Messungen von Brückenobjekten aus Beton und sonstigen Betonkonstruktionen von Straßen, Methodische Anweisung des Verkehrsministeriums der Tschechischen Republik (MD ČR), 2009. 1.12 Verwendete Abkürzungen Außer den allgemein bekannten Zeichen und Abkürzungen werden für die Übersichtlichkeit und Verkürzung des Textes auch folgende Abkürzungen verwendet: FMD MDPT SR MDVRR SR SSC ŽSR TQB TB THB MB DÚR DSP DP DRS DSRS DVP PD DEM DEMS BP NK Str. LSW NS HS ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... Föderales Verkehrsministerium Ministerium für Verkehr, Post und Telekommunikation der Slowakischen Republik Ministerium für Verkehr, Bauwesen und Regionalentwicklung der Slowakischen Republik Slowakische Straßenverwaltung Eisenbahnen der Slowakischen Republik Technisch - qualitative Bedingungen Technische Bedingungen Technische Bedingungen des Herstellers. Musterblatt Dokumentation für Raumordnungsbescheid Dokumentation für die Baugenehmigung Dokumentation für das Angebot Dokumentation für die Bauausführung Dokumentation der tatsächlichen Realisierung des Bauwerks Dokumentation der Ausführung der Arbeiten Projektdokumentation Dokumentation (Verfahren) der elektrischen und geophysikalischen Messungen – Messmethoden des Einflusses von Streuströmen Dokumentation der elektrischen und geophysikalischen Messungen – Abschlussbericht der Messungen des Einflusses von Streuströmen Streuströme Tragkonstruktion Straße Lärmschutzwand Niederspannung Hochspannung 11 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 ZKP ZTVZZP ZTVZ HDPE PE 2 ... ... ... ... Grundlegende Korrosionsuntersuchung Fahrleitungsbereich und Stromabnehmerbereich gemäß STN EN 50122-1 Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereich Folie, die durch Aufblasen der Schmelze von linearem, hoch verdichtetem Polyethylen im Niederdruckverfahren entsteht. HDPE-Folien sind gegenüber Folien aus LDPE durchsichtig, sie sind fester. Ihre Wärmebeständigkeit beträgt -50 °C bis +110 °C - sie haben daher eine höhere Wärmebeständigkeit gegenüber LDPE-Folien. HDPE-Folien sind durch eine höhere Festigkeit gekennzeichnet, sie haben jedoch keine definierten Schrumpfeigenschaften wie LDPE-Folien. Werkstoff der äußeren Ummantelung von Kabeln - Polyethylen Terminologie und allgemeine Begriffe Die Grundbegriffe des Korrosionsschutzes von unterirdisch verlegten Einrichtungen2) – nachstehend nur Straßenbauten - sind in den folgenden Normen3) festgelegt. Für diese TB werden ferner folgende Begriffe definiert: Straßenbauwerke: für die Belange dieser Vorschrift sind das insbesondere Brücken, Durchlässe, brückenähnliche Objekte, Stütz-, Einfassungs-, Schutzund Verblendungsmauern, Gabionenmauern und Galerien. Im Sinne der ursprünglichen Normen STN 03 83xx handelt es sich um Auflageeinrichtungen. Der Terminus „Auflageeinrichtungen“ wird in dieser Vorschrift nicht verwendet. Spezialisierte Arbeitsstätte: Facharbeiter - Spezialist(en), dessen(deren) Sachkenntnis den Schutz von Stahlbewehrungen im Beton unter dem Einfluss von Streuströmen umfasst; Sicherstellung von Beratungstätigkeiten. Korrosion durch Streuströme: Korrosion der Metallteile von Straßenbauwerken, die durch Errichtung dieser Bauten in einer Umgebung mit Auftritt elektrischer Felder im Boden verursacht wird, die häufig mit anderen korrosiv-aggressiven Einflüssen (Chloride, Risse im Beton u. Ä.) zusammenwirken. Die Geschwindigkeit der Korrosion hängt von der Größe der elektrischen Felder im Boden sowie von den elektrochemischen und mechanischen Eigenschaften des Straßenbauwerks ab. Schutz gegen Streustromwirkungen: Verringerung des Einflusses bzw. der Größe der Streuströme in der Bewehrung der Bauwerke durch passiven und ggf. aktiven Korrosionsschutz. Passiver Korrosionsschutz: Komplex von Schutzmaßnahmen, die den Einfluss (die Korrosionswirkungen) von Streuströmen auf die Konstruktion der Bauwerke verringern, mit Untergliederung gemäß Kapitel 6 dieser TB ohne fremde oder hilfsweise Versorgungsquellen. Aktiver Korrosionsschutz: Korrosionsschutz von Straßenbauwerken, falls ein aktiver Korrosionsschutz durch die Einwirkung der Energiequelle des elektrischen Gleichstroms und der Spannung die Korrosionsprozesse im Straßenbauwerk verringert. Schutzmaßnahmen des passiven Korrosionsschutzes: Komplex von Maßnahmen, die zu einer Verringerung des Einflusses von Streuströmen auf die Konstruktion führen und gleichzeitig die Lebensdauer des Bauwerks erhöhen; es handelt sich um Maßnahmen im von dieser Vorschrift festgelegten Umfang, die Bestandteil des Bauwerks werden oder dieses ergänzen. Bestandteil der passiven 2) STN 03 8005, STN 03 8372 03 8005, STN 73 6200, STN 34 1500, STN 34 5145 3 ) STN 12 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Schutzmaßnahmen sind auch Einrichtungen zur Überwachung des Einflusses der Streuströme und der Korrosionsprozesse des Bauwerks. Primärer Korrosionsschutz: beruht auf der Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Betons gegen die Einwirkungen einer aggressiven Umgebung durch Veränderung seiner Zusammensetzung oder Struktur vor oder während der Erstellung der Konstruktion. Sekundärer Korrosionsschutz: beruht auf der Begrenzung oder dem Ausschluss der Einwirkungen einer aggressiven Umgebung auf die Betonkonstruktion durch Einfügen von Materialien mit Elektroisoliereigenschaften. Bauliche Maßnahmen: Maßnahmen, die in Form einer Veränderung der Konstruktion des Bauwerks bemessen werden und deren Zweck in der Verringerung der Einwirkung von Streuströmen besteht; hierzu gehört auch, die Möglichkeit des Durchflusses von Streuströmen ohne Korrosionswirkung, die Messbarkeit des Streustromeinflusses und ggf. die Diagnostik der Korrosionsprozesse sicherzustellen. Ergänzende Schutzmaßnahmen: Ergänzung des passiven Korrosionsschutzes um ergänzende passive oder aktive Schutzmaßnahmen auf Grundlage der Ergebnisse und Auswertungen von elektrischen und geophysikalischen Messungen der realisierten Streustromeinflüsse gemäß 5.6.3 dieser TB. Ausleitung aus der Bewehrung: Durchgeführte Ausleitung mit durchgeführter Bewehrung, Ausleitung erfolgt aus der Bewehrung auf die Betonoberfläche (z. B. Bewehrungseinlage, Messplättchen, ausnahmsweise über Schrauben u. Ä.). Kontroll-Messausleitung: Zur Messung des Einflusses der Streuströme bestimmte Ausleitung, die mit einem Messplättchen zur Befestigung am Messleiter gemäß dieser Vorschrift abgeschlossen wird. Durchgeführte Bewehrung: für diese Vorschrift als elektrisch (galvanisch) verbundene Bewehrung durch Verbindung der Bewehrung mit Schweißnähten, thermischen Verbindungen u. Ä. definiert. Kathodenschutz: Schutz des Bauwerks gegen Korrosion durch die Einwirkung der Energiequelle des elektrischen Gleichstroms und der Spannung, die Korrosionsprozesse im Bauwerk des Eisenbahn-Unterbaus verringert (STN EN ISO 12696) Weitere im Text verwendete Bezeichnungen und Definitionen wurden aus den geltenden Normen übernommen. 13 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Stožiar osvetlenia Oceľové zvodidlo Nekovové chráničky (a elektrické siete) Priečne predpätá výstuž Pozdĺžny systém predpätej výstuže uložený v elektroizolačných rúrkach Komora v nosnej konštrukcii Izolácia na nosnej konštrukcii Odvodnenie Ložisko FeZnY ZTVZZP... zóna trolejového vedenia a zóna zberača prúdu Prierazka Ukoľajnenie FeZnY Protihluková stena Nosná konštrukcia Diagnostika korózie výstuže Trvalé rozvody pre sledovanie vplyvu bludných prúdov Beleuchtungsmast Stahlschutzplanke Nichtmetallische Schutzrohre (und Stromnetze) Quer vorgespannte Bewehrung In Elektroisolierrohren verlegtes Längssystem der vorgespannten Bewehrung Kammer in der tragenden Konstruktion Isolierung an der tragenden Konstruktion Entwässerung Lager FeZnY ZTVZZP... Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereich Überspannungssicherung Gleiserdung FeZnY Lärmschutzwand Tragkonstruktion Diagnostik der Bewehrungskorrosion Dauerhafte Leitungen für die Überwachung des Einflusses der Streuströme Funkenstrecke Polymermörtel unter dem Lager Geschweißte Stahleinlage Pfeiler (Stütze) Ausleitung Geschweißte Stahleinlage GELÄNDE Auflage Pfahl Iskrisko Polymérna malta pod ložiskom Zvarená betonárska výstuž Pilier (podpera) Vývod z výstuže pre meranie bludných prúdov Zvarená betonárska výstuž TERÉN Pätka Pilóta 14 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Abbildung 1 Beschreibung einer Brückenkonstruktion - Querschnitt 3 3.1 Einfluss von Streuströmen auf Brückenobjekte Einleitung Als Streuströme werden elektrische Ströme bezeichnet, die eine leitende Umgebung (z. B. Boden, Wasser) durchfließen und aus von dieser Umgebung nicht ausreichend isolierten elektrischen Einrichtungen stammen oder die Erde als Rückleiter nutzen. Die Streuströme werden je nach Art wie folgt eingeteilt: - in Gleichstrom-Streuströme (DC) und - Wechselstrom-Streuströme (AC). Quellen der Streuströme sind in der Regel: - Eisenbahnen, Straßenbahnen und Spezialbahnen, ggf. U-Bahnen, die wie folgt elektrifiziert sind: mit einem Gleichstrom-Traktionssystem (Gleichstromtraktion), mit einem Wechselstrom-Traktionssystem (Wechselstromtraktion), die das Gleis als Rückleiter für den Traktionsstrom nutzen, - aktive Kathodenschutzstationen, - Gleichstromkreise in Produktionsanlagen, - tellurische Ströme (Ströme in der Erdkruste),, - Dreiphasen-Wechselstromsysteme mit geerdetem Transformatorknoten. Eine wesentliche Quelle von Streuströmen sind mit Gleichstrom elektrifizierte Eisenbahnstrecken, die das Gleis als Rückleiter nutzen, wobei ca. 5 % bis 60 % des gesamten Traktions-Rückstroms durch die Erde fließen. Teile von Straßenbauwerken aus Metall und Stahlbeton können, wenn sie nicht elektrisch gut von der Erde isoliert sind, einen bedeutenden Teil des Traktions-Rückstroms mit einem messbaren Wert, der bis zu einigen Dutzend Ampere erreicht, leiten. Anmerkung: Aus dem Faradayschen Gesetz leitet sich ab, dass ein Gleichstrom-Streustrom mit einer Größe von 1 A im Laufe eines Jahres durch elektrochemische Korrosion einen Verlust von in der Erde verlegtem Eisen mit einem Gewicht von 9,1 kg verursacht. Die Korrosionsgeschwindigkeit von in Beton verlegten Stahlbewehrungen ist im Vergleich zur Korrosionsgeschwindigkeit von Bewehrungen ohne eine Deckschicht aus Beton bei gleicher Stromdichte wesentlich (mehr als 3 x) geringer. Die Korrosionswirkungen von Wechselstrom-Streuströmen auf Stahlbetonkonstruktionen sind, wenn auch im geringeren Umfang, ebenfalls nachgewiesen. Der Einfluss von Wechselstrom-Streuströmen erreicht maximal 30 % des Einflusses von Gleichstrom-Streuströmen. Die Bedeutung von Wechselstrom-Streuströmen erhöht sich beim Zusammenwirken mit Gleichstrom-Streuströmen. Bei Eisenbahnstrecken mit Gleichstromsystem tritt schon in geringem Abstand vom Zug praktisch der gesamte Traktionsrückstrom in die Erde ein und fließt anschließend unmittelbar hinter dem Zug in das Gleis zurück. Für Wechselstrom- und Gleichstrom-Streustrom gilt allgemein, dass bei Stahlbetonbauten der Beton nicht als Isoliermaterial betrachtet werden darf. Die Korrosionswirkung des Streustroms tritt vor allem im Zusammenwirken mit anderen Korrosionsfaktoren wie Rissen im Beton, dem Vorhandensein von Salzen und der Karbonatisierung des Betons in Erscheinung. Streuströme können sehr gefährlich für vorgespannte Bewehrungen sein, insbesondere z. B. bei falscher Einpressung der Kanäle der Vorspannkabel oder falschem Einbau der Vorspannsysteme. Eine Vernachlässigung der Schutzmaßnahmen im Bauverlauf lässt sich in der Regel anschließend nur sehr schwer durch andere oder nachträgliche Maßnahmen ersetzen. Nachträgliche Maßnahmen können bei Bauwerken angewendet werden, die für diese Maßnahmen vorbereitet sind. 15 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 3.2 Kennziffern der Korrosionsaggressivität der Umgebung Die Grundprinzipien und Grundverfahren für die Ermittlung der Korrosionsaggressivität der Umgebung, für welche das zu begutachtende Bauwerk/Objekt bemessen wird, oder in welcher es sich befindet, sind in den Normen4) und in den Anhängen 1 und 6 dieser TB angegeben. Die in der Norm5) angegebenen Grade der Korrosionsaggressivität sind für die Bemessung des Schutzes von linienförmigen Einrichtungen bestimmt und bilden die Grundlage für die Festlegung des Grades der Schutzmaßnahmen für den Schutz von Betontragwerken nach dieser Vorschrift. Die Stufen der Schutzmaßnahmen werden gemäß Tabelle 1 in Anhang 6 dieser TB festgelegt und sind eine verbindliche Kennziffer für die Bemessung der Schutzmaßnahmen von Stahlbetontragwerken vor dem Einfluss von Streuströmen. 4 Konstruktionen von Brückenobjekten Typische Konstruktionen unter dem Gesichtspunkt der Wahl der Schutzmaßnahmen sind: a) Brückenobjekte mit elektrisch isolierend getrennter Tragkonstruktion mit Verwendung von elektrisch isolierenden Schichten unter den Auflagern, b) Brückenkonstruktionen ohne elektrisch isolierend getrennte Tragkonstruktion (Rahmenbrücken, Bogenbrücken, Durchlässe, Hängebrücken), c) Brückenkonstruktionen ohne Vorspannbewehrung (nur mit Betonbewehrung), d) Brückenkonstruktionen mit Vorspannbewehrung. Die einzelnen Teile der wichtigsten Baukomplexe werden aus Abbildung 1 dieser TB deutlich. 4 ) STN 5) 03 8372, STN 03 8374 STN 03 8372, STN 03 8374 16 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 95% ož 40% trakčného prúdu so vracia koľajnicami 95 % bis 40 % des Traktionsstroms fließen durch das Gleis zurück Gleiserdung über Überspannungsschutz ukol’ajnenie cez prierazku (napätový obmedzovač) 17 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 s opakovatelnou funkciou katódová ochrana (rádovo 10 – 100A) + anódy v zemi elektroizolačne oddelené zábradlie predpätý kábel úložny prah ložisko miesto koróze priechodom bludivých prúdov z opory do NK (Spannungsbegrenzer) mit Wiederholfunktion Kathodenschutz (Reihenschaltung 10 – 100A) + Anoden in der Erde elektrisch isolierend getrenntes Geländer Vorspannkabel Auflagerbank Auflager Korrosionsort durch Durchgang der Streuströme vom Auflager in die Tragkonstruktion Auflager Gasleitung in der Erde (Metall-Rohrleitung) Pfähle Stromeintritt in die Konstruktion durch feuchten Beton (mit Chloriden) oder Rissen Korrosionsort durch Stromdurchgang von Bewehrung zu Bewehrung durch feuchten Beton, der nicht durch eine Bewehrung verbunden ist Stromeintritt in vorgespannte Bewehrung (Gefahr der Versprödung des Stahls) Stromdurchgang durch vorgespannte Bewehrung - nicht schädlich schädlicher Austritt von Streuströmen aus der Vorspannung in den Beton (Schwächung der Bewehrung) Oberleitung z. B. 3kV js Gleis – Minuspol Fahrdraht – Pluspol js Bahnumspannwerk (Reihenschaltung 1.000 – 10.000A) 5% bis 60% des Traktionsstroms in der Erde Betonbewehrung Tragkonstruktion Stromdurchgang durch verbundene Bewehrungen ist unschädlich Risse im Beton, die durch Korrosionsprodukte verursacht werden Stromaustritt aus der Bewehrung durch den Beton in die Erde Auflager Pfahl Korrosionsort durch Austritt von Streuströmen Stromdurchgang durch nicht qualitative elektrisch isolierende Auflagerung des Auflagers (Korrosion am Ausgang aus der Tragkonstruktion) Anm.: Der skizzierte Stromverlauf durch die Brückenkonstruktion ist charakteristisch für nicht qualitativ hochwertig oder gar nicht realisierte Schutzmaßnahmen gegen die Wirkungen der Streuströme opora plynovod v zemi (kovové potrubie) pilóty vstup prúdu do konštrukcie vlhkým betónom (s chloridmi) alebo trhlinami miesto korózie priechodu prúdu z výstuže do výstuže cez vlhký betón nepospájanou výstužou vstup prúdu do predpätej výstuže (nebezpečenstvo krehnutia ocele) priechod prúdu predpätou výstužou – neškodí škodlivý výstup blúdivých prúdov z predpätej do betónu (zoslabenie výstuže) trolejové vedenie napr. 3kV js kol’ajnice – mínus pól trolejový drôt – plus pól js trakčná meniareň (rádovo 1 000 – 10 000A) 5% až 60% trakčného prúdu v zemi betonárska výstuž nosná konštrukcia priechod prúdu pospájanou výstužou-neškodi trhliny v betóbe spôsobené koróznymi produkty výstup prúdu z výstuže cez betón do zeme opora pilóta miesto korózie výstupom blúdivých prúdov priechod prúdu nekvalitným elektroizolačným uložením ložiska (korózia na výstupe z NK) Pozn.: Naznačený priebeh prúdov mostnou konštrukciou je charakteristický pre nekvalitne realizované nebo nerealizované ochranné opatrenia proti účinkúm blúdivých prúdov Abbildung 2 Schematische Darstellung des Streustromflusses durch eine Stahlbetonkonstruktion 5 5.1 Verfahren bei der Sicherstellung des Schutzes gegen die Einwirkungen von Streuströmen Verfahren bei der Sicherstellung des Schutzes durch Einschränkung der Einwirkungen von Streuströmen Das empfohlene Verfahren bei der Bemessung von Schutzmaßnahmen in den Phasen der Erarbeitung der vorbereitenden Dokumentation, des Projekts, der Realisierung des Bauvorhabens und nach Abschluss des Bauvorhabens ist in den Unterkapiteln 5.2 bis 5.9 dieser TB festgelegt. Dieses Verfahren kann auch bei von der Verwaltung angeordneten Messungen zum Nachweis der Wirkungen von Streuströmen existierender Bauwerke angewendet werden, sofern die Bauwerke für diesen Zweck ausgestattet sind. Auftraggeber (Investor) und Erstellter der Projektdokumentation PD (Projektant) beurteilen im Rahmen ihrer Vorbereitungen bei einer detaillierten Untersuchung den Standort des Bauvorhabens unter dem Gesichtspunkt des Auftritts von Streuströmen, und zwar unter dem Gesichtspunkt des gegenwärtigen Stands und dem Gesichtspunkt des Ausblicks im Zeithorizont von 20 Jahren. Wird die 18 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Existenz von gegenwärtigen oder zukünftigen Streustromquellen festgestellt, entscheiden die grundlegenden Korrosionsuntersuchungen /ZKP) über die Bearbeitung. 5.2 Projektvorbereitung - Untersuchungen 5.2.1 Detaillierte Untersuchung für die Ermittlung der Quellen der Streuströme Eine detaillierte Untersuchung zur Ermittlung der Quellen der Streuströme ist eine der Ausgangsgrundlagen, die aus zur Verfügung stehenden Dokumenten bzw. aus der Betrachtung des betreffenden Gebiets (Karten, Netze, mögliche Streustromquellen) ohne Einsatz der Messtechnik für die Erarbeitung der Dokumentation für die Baugenehmigung (DSP) erhalten wird. Die detaillierte Untersuchung wird vom Auftraggeber im Rahmen der Erarbeitung der Dokumentation für den Raumordnungsbescheid (DUR) beim Erarbeiter der Dokumentation sichergestellt (beauftragt). Die detaillierte Untersuchung wird am Standort des geplanten Bauobjekts realisiert. Das Ergebnis der detaillierten Untersuchung wird in der DUR berücksichtigt. Wird festgestellt, dass: a) sich längs der beabsichtigten Trasse des Bauvorhabens bis zu einem Abstand von 5 km eine mit Gleichstrom elektrifizierte Eisenbahnstrecke befindet, oder mit dem Bau einer solchen Strecke gerechnet wird, b) sich längs der beabsichtigten Trasse des Bauvorhabens bis zu einem Abstand von mindestens 500 m eine mit einem Einphasen-Traktionssystem elektrifizierte Eisenbahnstrecke befindet, oder mit dem Bau einer solchen Strecke gerechnet wird, c) bis zu einem Abstand von 1 km vom bemessenen Bauobjekt Einrichtungen, die eine Quelle für Streustrom sein können, schon existieren oder geplant sind, insbesondere betrifft das Umformerwerke oder Kathodenschutzanlagen, d) die geologischen Untergründe wie Erzlagerstätten, Auftritt von Graphiten und Graphitschiefern, oder Auftritt leitender tektonischer Zonen einen in der Nähe liegenden Auftritt von Quellen spontaner Polarisierung zulassen, muss eine grundlegende Korrosionsuntersuchung gemäß 5.2.2 dieser TB durchgeführt werden. Bestätigt die detaillierte Untersuchung einen möglichen Auftritt von Streuströmen nicht, wird keine grundlegende Korrosionsuntersuchung durchgeführt und die baulichen Objekte werden nicht vor dem Einfluss von Streuströmen geschützt. 5.2.2 ZKP - Messung im Gelände zum Zwecke der Ermittlung der Dichte der Streuströme am betreffenden Ort Befindet sich gemäß 5.2.1 dieser TB das Bauobjekt an einem Standort mit gegenwärtigem oder zukünftigem Einfluss von Streuströmen, wird die ZKP ebenfalls im Rahmen der Dokumentation für den Raumordnungsbescheid (DUR), spätestens bei Beginn der Erarbeitung der Dokumentation für die Baugenehmigung (DSP) erarbeitet. Die ZKP ist Bestandteil der Untersuchungsarbeiten. Die ZKP wird für den Auftraggeber (Investor) oder Erarbeiter der Dokumentation (Projektanten) der spezialisierten Arbeitsstätte erarbeitet. Die ZKP ist eine Messung im Gelände zum Zwecke der Ermittlung der Dichte der Streuströme am betreffenden Ort mit anschließender Auswertung und Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen gemäß Anhang 1 und Tabelle 1 in Anhang 6 dieser TB. Die ZKP ist eine der Ausgangsunterlagen für die Erarbeitung der Dokumentation für den Raumordnungsbescheid (DUR) und der Dokumentation für die Baugenehmigung (DSP). Die Ergebnisse der ZKP werden bei der Erarbeitung des Projekts berücksichtigt. Die Methoden des Verfahrens zur Bestimmung der Aggressivität der Umwelt unter dem Gesichtspunkt von Korrosionseinflüssen elektrischer Felder sind in der Norm STN 03 8372 und im Anhang 1 dieser TB festgelegt. Die ZKP einschließlich ihrer Auswertung und der Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 dieser Vorschrift werden vom Auftraggeber des Projekts oder dem Erarbeiter der Dokumentation - des Projekts in der spezialisierten Arbeitsstätte sichergestellt (beauftragt). In Anhang 1 dieser TB ist der verbindliche Mindestumfang der ZKP angegeben. 19 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 5.2.3 Bewertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung Die Auswertung der ZKP, d. h. die Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 in Anhang 6 dieser TB für geplante oder schon existierende Bauobjekte erfolgt durch die spezialisierte Arbeitsstätte auf Grundlage einer fachlichen Begutachtung der Ausgangsunterlagen gemäß Anhang 1 dieser TB. 5.3 Erarbeitung der Projektdokumentation (PD) des Bauvorhabens 5.3.1 Bemessung der Schutzmaßnahmen im Verlauf der Projektarbeiten 5.3.1.1 Dokumentation für den Raumordnungsbescheid (DÚR) Die DUR beinhaltet eine Information darüber, ob sich das Bauvorhaben in einer Umgebung mit Streustromeinflüssen befindet sowie eine Information über das Ergebnis der detaillierten Untersuchung (und eventuelle ZKP). Bei umfangreichen Bauvorhaben empfiehlt es sich, eine Kurzbeschreibung der Konzeption zur Lösung des Schutzes des Bauwerks vor den Einwirkungen der Streuströme in die PD einzufügen. Das gilt für die Festlegung der konzeptionellen Lösung für den Bau z. B. einer Autobahnstrecke mit einer größeren Anzahl an Brückenbauwerken u. Ä. Über dem Standard liegende Maßnahmen bei bedeutenden Straßenbauobjekten müssen im entsprechenden Umfang schon im Rahmen der DÚR eingearbeitet werden. 5.3.1.2 Dokumentation für die Baugenehmigung (DSP) Bestandteil der PD muss ein Bescheid über die Realisierung des Schutzes des Bauwerks vor den Einwirkungen der Streuströme sein. Wird kein Schutz des Bauwerks realisiert, ist die Begründung in der PD des Bauwerks anzugeben. Werden Schutzmaßnahmen bemessen, sind vom Projektanten die Ergebnisse der grundlegenden Korrosionsuntersuchung einschließlich einer Bewertung, deren Ergebnis die Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 dieser TB ist, anzugeben. In der PD des Bauwerks werden vom Projektanten die Identifikationsangaben der spezialisierten Arbeitsstätte, das Datum der Erarbeitung und das Ergebnis der Untersuchung einschließlich der Stufe der Schutzmaßnahmen bzw. ein Verweis auf den Anhang mit der grundlegenden Korrosionsuntersuchung angegeben. Bestandteil der PD muss eine Lösung für den Schutz des Bauwerks vor den Einwirkungen der Streuströme sein. Die PD für Brückenobjekte für den Schutz der Bauwerke vor den Einwirkungen der Streuströme beinhaltet: a) eine Beschreibung des Primärschutzes im Unterbau, den Stützen und der tragenden Konstruktion; b) eine Beschreibung des Sekundärschutzes; c) eine Beschreibung der baulichen Maßnahmen; d) die Entscheidung, ob dauerhafte Leitungen für die Überwachung des Einflusses der Streuströme und die Anwendung einer Diagnostik für die Überwachung der Korrosionsprozesse in den Bewehrungen bemessen werden; e) die Festlegung der Anforderung an die Messung des Einflusses der Streuströme während der Realisierung der Investition und nach deren Abschluss im Sinne der Anhänge 3 und 4 dieser TB. 5.3.1.3 Dokumentation für das Angebot (DP) Das Projekt muss eine eindeutige Beschreibung der Lösungen im Sinne von 5.3.1.2 dieser TB enthalten, ggf. mit einem Zeichnungsteil bzw. mit Kennzeichnung der Ausleitungen, des Grundprinzips der Verschweißung der Bewehrung, dem Schema usw. Bestandteil des Projekts ist eine Aufstellung der elektrischen und geophysikalischen Messungen, die während der Realisierung der 20 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Investition und nach deren Abschluss durchgeführt werden (mit Unterteilung in diese zwei Phasen), gemäß den Anhängen 3 und 4 dieser TB, bzw. eine Aufstellung der Posten für die dauerhaften Leitungen und die Diagnostik der Korrosion gemäß dieser Vorschrift. Die Spezifikation wird in Übereinstimmung mit den Posten des Preisverzeichnisses der Arbeiten entworfen. Vom Erarbeiter der PD wird die DP in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte erarbeitet. 5.3.1.4 Dokumentation für die Bauausführung (DRS), Dokumentation für die Ausführung der Arbeiten (DP) Die DRS ist eine genauere Aufschlüsselung der in der DP genannten Grundsätze im Detail für die Realisierung des Bauvorhabens. Der Projektant des Bauvorhabens arbeitet mit der spezialisierten Arbeitsstätte bei der Bemessung der Schutzmaßnahmen für die einzelnen (speziellen) Details (z. B. Anforderungen an die Verschweißung der Bewehrungen, Brückenabschlüsse, Lager, Ausleitungen aus der Bewehrung, Anker und Vorspannungen usw.) zusammen. Der Projektant schlägt in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte die Schutzmaßnahmen für die einzelnen Komplexe des Bauwerks (öffentliche Beleuchtung, Elektroinstallation, Gleiserdung, Blitzschutz und Berührungsschutz) vor bzw. legt die erforderlichen Maßnahmen fest und erarbeitet ggf. die PD für die dauerhaften Leitungen und die Diagnostik der Korrosion der Bewehrungen, das Verfahren und die Beschreibung der Messungen des Einflusses der Streuströme im Verlauf des Bauvorhabens und nach Abschluss des Bauvorhabens, welche in die DRS- bzw. DVP-Dokumentation eingeht. Bei den Stufen der Schutzmaßnahmen 4 und 5 wird insbesondere bei der Bemessung der dauerhaften Leitungen für die Überwachung des Einflusses der Streuströme eine separate PD erarbeitet, die einen Bestandteil der Dokumentation des Baukomplexes6) bildet. 5.4 Allgemeine Grundsätze für die Erarbeitung der PD und die Bemessung von Schutzmaßnahmen Bei den Stufen der Schutzmaßnahmen: 1 bis 3 – Schutzmaßnahmen werden vom Ersteller der PD des Baukomplexes des konkreten Bauobjekts selbst bemessen. Eine eigenständige PD für den Schutz von Bauobjekten vor den Wirkungen der Streuströme wird nicht erarbeitet. Bei Schutzmaßnahmen der Stufe 3 wird für den Ersteller der Dokumentation (den Projektanten) des Bauobjekts eine Konsultation mit der spezialisierten Arbeitsstätte lediglich empfohlen. 4 und 5 - die Schutzmaßnahmen werden vom Ersteller der PD des Baukomplexes in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte im Umfang und der Einteilung gemäß Auswertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung (Artikel 5.2.2 dieser TB) bemessen. Bei Schutzmaßnahmen der Stufe 5 wird vom Ersteller der PD in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte immer eine separate PD erarbeitet, bei Schutzmaßnahmen der Stufe 4 richtet sich das nach den Ergebnissen der Auswertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung und dem gewählten System für die Lösung der Schutzmaßnahmen (dauerhafte Leitungen usw.). Beim Entwurf der PD der Schutzmaßnahmen von zu rekonstruierenden Bauobjekten ist eine der Ausgangsunterlagen für den Ersteller die PD der Diagnostik des zu rekonstruierenden Bauobjekts [T9]. Die PD für den Schutz des Bauwerks vor den Wirkungen der Streuströme wird separat für das Bauobjekt des Bauwerks erstellt oder bildet einen Anhang zur Dokumentation des Baukomplexes7). 6) jedoch nicht einen Bestandteil der Dokumentation der Elektroinstallationen oder elektrischen Einrichtungen h., nicht als Bestandteil der Baukomplexe von elektrischen Anlagen 7 )d. 21 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 5.5 PD dauerhafter Einrichtungen für die Überwachung des Streustromeinflusses In den festgelegten Fällen bildet je nach Bewertung der Ergebnisse der ZKP der Teil „Dauerhafte Leitungen und Einrichtungen für die Kontrolle des Streustromeinflusses“ einen Bestandteil der PD für den Schutz des Bauwerks vor Streustromeinflüssen. Dauerhafte Einrichtungen werden bei Stufe 5 der Schutzmaßnahmen immer bemessen; bei Stufe 4 der Schutzmaßnahmen werden diese Einrichtungen in der Regel bei ausgedehnten Bauvorhaben unter schwierigen Geländebedingungen (Kreuzung von elektrifizierten Strecken und anderen Verkehrssystemen, Wasserläufen u. Ä.) bemessen, sofern die Ergebnisse der grundlegenden Korrosionsuntersuchung zeigen, dass die Werte der Stromdichte sich der Stufe 5 der Schutzmaßnahmen annähern. Die Bemessung wird je nach Art der Konstruktion so realisiert, dass sich die Messungen im Gelände effektiv durchführen lassen (Brückenbauwerk über Strecken und Wasserläufe u. Ä.). Die dauerhaften Leitungen für die Überwachung der Streustromeinflüsse werden in der Regel durch Elemente zur nicht destruktiven Diagnostik der Korrosion der Bewehrungen ergänzt. Die PD muss auf Grundlage der Lösung der Baukomplexe der Bauvorhaben erarbeitet werden und die Anforderungen an die zeitliche Koordination der Messungen im Verlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens mit dem Baufortschritt in Übereinstimmung mit den Anhängen 3 und 4 dieser TB respektieren. Die PD (DSP, DP, DRS, DVP) enthalten für die einzelnen Bauphasen einen Entwurf der elektrischen und geophysikalischen Messungen für die Ermittlung der Streustromeinflüsse auf die Straßenbauwerke, und zwar im Verlauf des Bauvorhabens und nach dessen Abschluss. 5.6 Realisierung des Bauvorhabens 5.6.1 Realisierung der Schutzmaßnahmen gegen Streustromeinflüsse Die gemäß 5.3.1.3 und 5.3.1.4 dieser TB bemessenen Schutzmaßnahmen Bauauftragnehmer realisiert. werden vom Er legt über die Realisierung der einzelnen Schutzmaßnahmen Einträge im Bautagebuch an und sorgt für eine Fotodokumentation im adäquaten Umfang. Die spezialisierte Arbeitsstätte führt Kontrollen der Schweißungen der Bewehrung und der Ausführung von Ableitern aus der Bewehrung durch, sofern diese Maßnahme in der entsprechenden Stufe der Schutzmaßnahmen definiert ist. Die spezialisierte Arbeitsstätte stellt im Rahmen der Beteiligung am Bauvorhaben (verbunden mit der Ausführung von Messungen im Bauverlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens) für den Bauauftragnehmer einen Service in Fragen der Realisierung der einzelnen Schutzmaßnahmen sicher. Vom Bauauftragnehmer wird die Installation der dauerhaften Einrichtungen gemäß den Kapiteln 7 und 8 dieser TB in den Bauablauf eingegliedert. 5.6.2 Kontrollmessungen im Bauverlauf Kontrollmessungen der realisierten Schutzmaßnahmen werden im Bauverlauf vom Bauauftragnehmer in der spezialisierten Arbeitsstätte laut der in der PD des Auftragnehmers gemäß den Anhängen 3 und 4 dieser TB angeführten Zusammenstellung der elektrischen und geophysikalischen Messungen sichergestellt. Von den Kontrollmessungen8) werden Protokolle erarbeitet oder Einträge im Bautagebuch erstellt. Der Bauauftragnehmer fügt diese Protokolle zur sicherheitstechnischen Prüfung und später zum Abnahmeverfahren bei. Ein Beispiel für den verbindlichen Mindestinhalt eines solchen Protokolls ist in Anhang 2 dieser TB dargestellt. 8 ) z. B. Messung der Qualität der Schichten von Polymermörtel, der Qualität der elektrisch isolierenden Trennung der Auflager, des elektrischen Widerstands der Tragkonstruktion vor dem Einsetzen der Brückenabschlüsse, des elektrischen Widerstands der dauerhaften Erdanker vor dem Spannen usw. 22 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Wird durch Messung festgestellt, dass die Ergebnisse ungenügend sind, wird das Protokoll und/oder der Eintrag im Bautagebuch so um einen Vorschlag von Maßnahmen ergänzt, dass dieses Dokument die Grundlage für eine Entscheidung des Bauauftraggebers über Korrekturen und/oder eine weitere Fortsetzung des Bauvorhabens bilden kann. 5.6.3 Messungen nach Abschluss des Bauvorhabens und Empfehlungen für die Verwaltung Nach Abschluss des Bauvorhabens der Bauobjekte werden Abschlussmessungen durchgeführt, deren Ergebnisse, zusammen mit den Kontrollmessungen im Verlauf des Bauvorhabens gemäß 5.6.2 dieser TB, in den DEMS-Abschlussbericht (Dokumentation der elektrischen und geophysikalischen Messungen) dieser TB eingearbeitet werden. Der DEMS-Abschlussbericht beinhaltet: - Auswertung der realisierten Schutzmaßnahmen im Bauverlauf, - Auswertung des Gesamtstands unter dem Gesichtspunkt der Streustromeinflüsse nach Abschluss des Bauvorhabens einschließlich eines Vergleichs der Werte, die vor Beginn des Bauvorhabens und nach Abschluss der Bauobjekte gemessen wurden, - Messergebnisse und ihre Bewertung, - Vorschlag für eventuelle zusätzliche Schutzmaßnahmen, - Empfehlung für die Verwaltung im Bereich Wartung und Instandhaltung, - Empfehlung für eine wiederholte Kontrollmessungen und deren Umfang und die Frist der nächstfolgenden Messung. Die erarbeitete Dokumentation der elektrischen und geophysikalischen Messungen (DEMS), einschließlich Endbewertung und Brückenpass (gemäß Anhang 5 dieser TB) wird vom Auftragnehmer des Objekts an den Auftraggeber des Bauobjekts übergeben, dieser übergibt ihn im Rahmen des Übergabeverfahrens (ggf. schon vor Ende des Probebetriebs) an die Verwaltung. 5.6.4 Instandhaltung des Bauwerks unter dem Gesichtspunkt des Schutzes des Bauwerks vor Streustromwirkungen Die Einrichtungen, die Bestandteil des Bauwerks sind und das System der Schutzmaßnahmen bilden, werden einschließlich der dauerhaften Einrichtungen für die Überwachung der Streustromeinflüsse von der Verwaltung gemäß Anhang 2 dieser TB instand gehalten. Einrichtungen, die im Eigentum einer fremden Verwaltung stehen, werden vom Eigentümer dieser Einrichtungen instand gehalten. Unbedingt erforderlich ist eine Vereinbarung mit dem Betreiber des Brückenbauwerks zum Betreten und zu Arbeiten am Eigentum. 5.7 Passive Schutzmaßnahmen zur Begrenzung der Streustromwirkungen Die passiven Schutzmaßnahmen werden im Rahmen der PD eines neuen oder zu rekonstruierenden Bauwerks bemessen. Das Ziel der Bemessung der passiven Schutzmaßnahmen besteht darin, die Streustromwirkungen ohne die Bemessung von Einrichtungen mit einer eigenen oder externen Stromquelle zu begrenzen. Es werden insbesondere Maßnahmen getroffen, deren Ziel darin besteht, den passiven Schutz der Bewehrungen im alkalischen Betonmilieu zu nutzen. Sofern dies unter dem Gesichtspunkt der baulichen Lösung angebracht ist oder sofern dies die Umgebung des Standorts des Bauvorhabens erfordert, wird der (natürliche) passive Schutz der Bewehrung im Beton durch Materialien ergänzt, die eine elektrisch isolierende Trennung des Unterbaus von der Umgebung sicherstellen. In manchen Fällen kann die Bemessung von passiven Schutzmaßnahmen auch in der Ausnutzung einer elektrisch definierten Verbindung von Metallteilen der Konstruktion bestehen - z. B. in der Verbindung der Bewehrung zum Zwecke der Übertragung von Streuströmen mit einem metallischen 23 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Leiter (Leiter I. Klasse) außerhalb der Konstruktion ohne lokale Beschädigungen der Bewehrung der Konstruktion durch Korrosionsprozesse. Die Effektivität der getroffenen Maßnahmen wird erst auf der Grundlage der nach Abschluss des Bauvorhabens durchgeführten elektrischen und geophysikalischen Messungen bewertet, auf dieser Grundlage werden ggf. zusätzliche Schutzmaßnahmen vorgeschlagen. 5.7.1 Brückenunterbauten, sonstige Straßenbauwerke Bei Bauwerken, die Kontakt mit dem Erdboden haben, sind grundlegende Schutzmaßnahmen die Einhaltung der vorgeschriebenen Bedeckung der Betonbewehrung, die Verwendung von Beton mit höherer Beständigkeit gemäß STN EN 206-1, die Einhaltung der Grundsätze für die Verlegung der Bewehrung und die Betonierungsarbeiten, den Ausschluss von Rissen größer als 0,2 mm und die Einhaltung der weiteren Anforderungen auf die in den Normen9) festgelegte Weise. Es wird ein System wasserdichter Isolierungen gegen Bodenfeuchtigkeit und gegen Fließ- und Presswasser eingesetzt. Bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5 wird eine geeignete Verschweißung der Längs- und Querbewehrung bemessen, welche gleichzeitig die Funktion von zufälligen Leitern und Fundamenterdern und Verbindungen zum Potenzialausgleich nach anderen Normen10) erfüllen kann. Zur Messung des Streustromeinflusses werden Ausleiter aus der Bewehrung empfohlen. Dort wo es möglich und technisch gerechtfertigt ist, wird bei ausgedehnten Bauvorhaben auf eine längs verlaufende elektrisch isolierende Teilung des Bauvorhabens in Abschnitte mit einer ungefähren Länge von 100 bis 200 m (mit Ausschluss der negativen Wirkung des Übertritts von Streuströmen zwischen den einzelnen Teilen des Bauwerks) geachtet. Bei der Bemessung der Erdungssysteme werden Fundamenterder - d. h. geschweißte Bewehrungen des Unterbaus verwendet. 5.7.2 Tragkonstruktionen von Brückenobjekten Für die Tragkonstruktionen gelten entsprechende Grundsätze wie in 5.7.1 dieser TB angegeben. Sofern möglich, und insbesondere bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5, werden Vorschläge einer elektrisch isolierenden Trennung der Tragkonstruktion vom Unterbau bevorzugt. Bei Rahmen-Tragkonstruktionen wird im vollen Umfang gemäß 5.7.1 dieser TB verfahren. Es wird nicht empfohlen, Rahmen-Brückenkonstruktionen aus vorgespanntem Beton zu planen. Sofern dies unvermeidlich ist, muss das Vorspannsystem mit einem Schutz gegen Streustromwirkungen versehen werden. Es werden Vorspannsysteme mit elektrisch isolierender Verlegung im Beton verwendet. Als Bestandteil der Schutzmaßnahmen werden wasserdichte Isolierungen aus Materialien, die die Anforderungen an die elektrisch isolierende Trennung erfüllen, verwendet - siehe Unterkapitel 6.3 dieser TB. Bei der Gleiserdung wird gemäß 6.5.5 dieser TB verfahren. 5.7.3 Maßnahmen für Straßenobjekte in der Nähe von elektrifizierten Traktionssystemen Für Brückenobjekte von Straßen, die sich in unmittelbarer Nähe von elektrifizierten Eisenbahnstrecken (Traktionssystemen) oder Eisenbahnstrecken, bei denen die Elektrifizierung 9) STN EN 13670, STN EN 206-1 STN 33 2000-4-41, STN 33 2000-5-54, STN EN 62305-3 10 ) 24 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 vorbereitet wird, und zwar mit einem Einrichtungs- oder auch Einphasentraktionssystem, befinden, wird empfohlen, Schutzmaßnahmen immer mindestens entsprechend Stufe 4 der grundlegenden Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 des Anhangs 6 dieser TB zu realisieren, sofern die Auswertung der ZKP keine Schutzmaßnahmen der Stufe 5 festlegt. 5.7.4 Verankerungselemente Verankerungselemente für eine Umgebung mit Streustromeinflüssen sind mit Schutz gemäß den in dieser Vorschrift angeführten Grundsätzen zu bemessen. 5.7.5 Qualität von elektrisch isolierenden Elementen Als elektrisch isolierendes Element wird bei Straßenbauwerken jedes Bauelement bezeichnet, dessen Zweck darin besteht, zwei aneinander anknüpfende Teile des Bauwerks (Brückenabschluss, Polymermörtel unter dem Auflager, Isolierstoß, Schutzhülle von Ankern, chemische Anker, Verlegung von Ankern in den Beton usw.) elektrisch isolierend voneinander zu trennen. Jedes elektrisch isolierende Element muss als Ganzes die durch den Mindestwert des Isolierwiderstands von 5 k ausgedrückte Qualitätsbedingung erfüllen, sofern in anderen TB des MDVRR SR/SSC oder in diesen TB kein höherer Wert festgelegt ist. 5.8 Aktiver Schutz an Straßenbauwerken Ein aktiver Schutz der Bewehrung von Straßenbauwerken wird nur in Ausnahmefällen bemessen, sofern die Ergebnisse der elektrischen und geophysikalischen Messungen gemäß Anhang 1 dieser TB und die Ergebnisse weiterer diagnostischer Messungen des Bauwerks bezüglich der passiven Fähigkeiten der Bewehrung im Beton das unbedingte Erfordernis des Einsatzes eines solchen Schutzes nachweisen. Ein aktiver Schutz wird als ergänzende Schutzmaßnahme zu den passiven Schutzmaßnahmen bemessen. Zu dessen Bemessung wird erst dann geschritten, wenn alle realisierten passiven Schutzmaßnahmen unwirksam sind, oder dann, wenn die durch Messung und/oder Berechnung ermittelten Werte nachweisbar destruktive Wirkungen der Streuströme auf das Straßenbauwerk aufzeigen und ferner wenn nachgewiesen wird, wie die passiven Bewehrungsschichten im Beton geschädigt sind. Bei der Bemessung des aktiven Schutzes von Betonkonstruktionen vor chemischen Einflüssen wird nach STN EN ISO 12696 verfahren. 5.9 Maßnahmen zur Gewährleistung der Verkehrssicherheit bei Messungen und Überprüfungen an Straßenbauwerken Bei Messungen an Brückenbauwerken von Straßen, die Bahnen kreuzen (bzw. in deren unmittelbarer Umgebung), ist der verantwortliche Mitarbeiter (Leiter der Messung) vor Beginn der Messungen verpflichtet, die Verwaltung des betroffenen Bahnabschnitts über den Gegenstand der Messung und den Zeitraum, in dem die Messung durchgeführt wird, nachweisbar zu informieren. Es ist erforderlich, ein Messverfahren und ggf. Betriebssicherheitsmaßnahmen (insbesondere bei Messungen in der Nähe von Tunnelbauwerken) zu vereinbaren. Die Messung erfolgt vorrangig zusammen mit weiteren Bau- oder Überprüfungstätigkeiten am zu messenden Bauwerk. 6 Grundlegende passive Schutzmaßnahmen zur Begrenzung der Streustromwirkungen 6.1 Einleitende Bestimmungen Bei Objekten, die von Streustromwirkungen betroffen sein können, müssen die grundlegenden passiven Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 des Anhangs 6 dieser TB angewendet werden. Die grundlegenden passiven Schutzmaßnahmen werden wie folgt unterteilt in: 25 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Primärschutz, Sekundärschutz, bauliche Maßnahmen. Die einzelnen Arten der Schutzmaßnahmen bilden gemeinsam das komplexe System der Schutzmaßnahmen des Bauwerks. Bei der Bemessung der Schutzmaßnahmen ist immer eine geeignete Kombination der Schutzmaßnahmen in Hinblick auf den Entwurf der Konstruktion des Bauwerks unter Berücksichtigung der geforderten Lebensdauer des Bauwerks bei Wahrung der wirtschaftlichen Effektivität der Lösung des Bauwerks zu wählen. 6.2 Primärschutz In Abhängigkeit von der Stufe des Umgebungseinflusses (gemäß STN EN 206-1) müssen in der PD Anforderungen an die geforderte Lebensdauer des Bauwerks, an die Dicke der Deckschicht für die Betonbewehrung und die Vorspannbewehrung, an die Betonklasse sowie weitere Bedingungen festgelegt werden. Die Mindestdicken sind in der STN EN 206-1, Anhang 3, angegeben; diese werden um den Wert der Toleranzvergrößerung gemäß STN EN 1992-1-1 und die Anforderung an die Wasserundurchlässigkeit erhöht. Die Mindestdicken sind auch unter dem Gesichtspunkt des Schutzes gegen Streuströme ausreichend. Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes gegen Streustromwirkungen wird eine Überdeckung der Bewehrung an den Außenwänden im Kontakt mit dem Erdboden mit einer Dicke von min. 50 mm als ausreichend betrachtet. Bei Anwendung des Sekundärschutzes gemäß Unterkapitel 6.3 dieser TB in Gestalt einer ganzflächigen kompakten (geschweißten) Isolierung, die Bestandteil einer komplexen Bemessung der Schutzmaßnahmen ist, kann unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromeinwirkungen die Anforderung an die erhöhte Überdeckung der Bewehrung auf 40 mm verringert werden. Eine Verwendung von elektrisch leitenden (metallenen) Distanzscheiben für die Überdeckung der Bewehrung ist nicht zulässig. Es werden auf der Basis von Beton hergestellte Distanzscheiben bevorzugt. 6.3 Sekundärschutz Unter dem Sekundärschutz des Unterbaus - der Betonkonstruktion - werden unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromeinwirkungen insbesondere Schutzsysteme vor aggressiven Bodeneinflüssen, vor Bodenfeuchtigkeit und Fließ- und Presswasser, vor aggressiven Einflüssen von flüssigen, gasförmigen und festen Stoffen und vor Klimaeinflüssen verstanden. Bei der Anwendung dieser Schutzsysteme werden die Anforderungen unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromeinwirkungen berücksichtigt. Für die wasserdichte Schicht werden über die gesamte Fläche des Kontakts des zu schützenden Bauwerks mit dem Boden Materialien aus elektrisch nicht leitenden Werkstoffen in Gestalt von Schmelzbändern und hochfesten und elastischen Schweißfolien bemessen. Die Materialien für die wasserdichte Isolierung (feste Materialien aus nahtloser, besandeter oder gespritzter Folie), die auch für die Belange des Schutzes des Bauwerks vor Streustromeinwirkungen verwendet werden, müssen einen spezifischen elektrischen Widerstand von mindestens 1.1010 m aufweisen. Unter dem Gesichtspunkt des Bautenschutzes vor Streustromwirkungen wird eine ganzflächige Isolierung für den Unterbau nur in speziellen Fällen bemessen. Hierbei handelt es sich insbesondere um Bauwerke, die sich in unmittelbarer Nähe einer starken Streustromquelle (Bahnumformwerk) befinden, Stützen zwischen Gleisen u. Ä. Alleinige Bentonitisolierungen (Matten) haben nicht den Charakter eines ganzflächigen Sekundärschutzes, eine Ausnahme bilden Kombinationen von Bentonitmatten, die mit einer Kompaktfolie mit elektrisch isolierenden Eigenschaften versehen sind. 26 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte 6.4 TB x/2013 Bauliche Maßnahmen 6.4.1 Wesentliche Grundsätze Ein wesentlicher Grundsatz der baulichen Maßnahmen besteht unter Korrosions- (elektrochemischen) Gesichtspunkten in der Minimierung der Bildung von Makro- und Mikroelementen auf der Ebene Bewehrung - Beton - Bewehrung durch eine geeignete elektrisch definierte Verbindung der Bewehrungen, die Eliminierung des Übergangs von Streuströmen durch elektrische Trennung der einzelnen Teile des Bauwerks (insbesondere des Unterbaus von der Tragkonstruktion) und ggf. durch die gesteuerte Ableitung der Streuströme aus der Baukonstruktion. Die baulichen Maßnahmen werden nach der Art der Baukonstruktion, den bemessenen Elementen des Bauwerks, insbesondere jedoch nach der Stufe der Schutzmaßnahmen in Übereinstimmung mit der Tabelle 1 in Anhang 6 dieser TB eingeteilt. Zur Illustration ist folgende Übersicht des Auftritts der Stufen der Schutzmaßnahmen auf dem Gebiet der Slowakischen Republik (SR) angeführt: Stufe 1: in der SR tritt diese Stufe nur an Standorten ohne Besiedlung (Berge, Felsen mit homogenem Untergrund) auf. Nach dieser Vorschrift werden keine speziellen Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen bemessen, es werden nur Schutzmaßnahmen gegen andere ungünstige Einflüsse entsprechend der Normen11) bemessen. Stufe 2: in der SR wird diese Stufe nur selten angetroffen, insbesondere an Standorten ohne elektrifizierte Eisenbahnstrecken, linienförmige Bauten und ohne industrielle Bebauung. Bauliche Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen werden nach dieser Vorschrift nicht bemessen, in Anknüpfung an die Lösung von Schutzmaßnahmen gegen andere ungünstige Einflüsse werden ein primärer und eventuell sekundärer Schutz bemessen, die Bewehrungen werden nicht geschweißt und für Messungen nicht herausgeführt, sofern sie nicht in der Funktion von Fundamenterdern verwendet werden. Stufe 3: in der SR handelt es sich hierbei um die häufigste Stufe der Schutzmaßnahmen, die Standorten entfernt von elektrifizierten Traktionssystemen oder Systemen des aktiven Schutzes von linienförmigen Einrichtungen, mit „üblicher“ Besiedlungsdichte von Städten und Gemeinden, gewöhnlich ohne industrielle Bebauung, entsprechen. Für die gegebene Stufe der Schutzmaßnahmen wird nach diesen TB ein primärer und sekundärer Schutz bemessen, ferner werden bauliche Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses der Streuströme bemessen, eine Anforderung nach Schweißung der Bewehrungen und Ausleitung der Bewehrungen für die Messung der Streustromeinflüsse wird jedoch nicht realisiert. Anmerkung: Bei Schutzmaßnahmen der Stufen 1 bis 3 einschließlich wird die Messung der Streustromeinflüsse im Projekt des Bauvorhabens nicht spezifiziert und auch während des Bauablaufs nicht durchgeführt. Stufe 4: hierbei handelt es sich um die für die Mehrzahl der Gebiete mit Auftritt von elektrischen Traktionssystemen und Bauten für elektrifizierte Verkehrssysteme, für Standorte mit industrieller Bebauung, elektrifiziertem Stadtverkehr, normalerweise mit einer hohen Besiedlungsdichte (Vorhandensein von linienförmigen Strukturen und Interferenz und Verteilung von Streuströmen über das Gebiet) typische Stufe. In dieser Stufe der Schutzmaßnahmen wird das System der Schutzmaßnahmen gemäß dieser Vorschrift, einschließlich Verschweißung der Bewehrungen und deren Ausleitung für die Belange von Kontrollmessungen und Realisierung zusätzlicher Maßnahmen, voll angewandt. Stufe 5: die höchste Stufe der Schutzmaßnahmen ist für Bauwerke, die sich in unmittelbarer Umgebung von Streustromquellen (vom Typ Umspannwerk) befinden, für schwierige Lagerungen geschützter Bauwerke im Gelände und für anspruchsvolle Kombinationen von Bauten - in der Regel Brückenkonstruktionen - bestimmt. Diese Bauwerke werden immer mit dauerhaften Einrichtungen für 11 ) STN EN 206-1 und weitere 27 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 die Überwachung des Streustromeinflusses, mit Diagnostiksystemen für die Überwachung der Korrosion und einer Vorbereitung für zusätzliche oder aktive Schutzsysteme ergänzt. 6.4.2 Betonbewehrung Schutzmaßnahmen werden für die Eliminierung der Entstehung von Korrosionsprozessen der im Elektrolyt - in Beton- oder Stahlkonstruktionen, die auf Stützen aus Beton oder Stahlbeton (Auflagerbänken) ruhen - verlegten Bewehrung bemessen. Die Schutzmaßnahmen, die die Entstehung von Korrosion durch den Durchfluss von Streuströmen zwischen den Bewehrungen verhindern, bestehen in der elektrischen Verbindung der Bewehrungen durch Verschweißung. Für die Zwecke der elektrisch definierten Verbindung wird eine hilfsweise Punktschweißung definiert, welche aus einer Kreuzschweißnaht besteht. Diese Schweißnaht ist im Sinne der Norm12) nicht tragend, hat eine Größe von 3 mm bis 4 mm und eine Länge von 5 mm und erreicht max. die Hälfte des Durchmessers des geschweißten Elements. Schweißung und Technologie der Schweißung dürfen die mechanischen Eigenschaften des geschweißten Stahls13) nicht verändern und den Querschnitt des geschweißten Elements nicht schwächen. Es handelt sich nicht um Schweißen mit statischer Tragfähigkeit. Im weiteren Text dieser TB wird diese elektrisch definierte Verbindung der Bewehrung unter dem Begriff „geschweißte Bewehrung“ genannt. Eine Ausnahme bilden die Anforderungen an das Schweißen von Bewehrungen unter dem Gesichtspunkt der Funktion von zufälligen Ableitern und Erdung - siehe weiter unten. Die Anforderungen an das Schweißen von Bewehrungen stehen in Übereinstimmung mit den Anforderungen an den Schutz gegen Überspannung und Berührungsgefahr14). In der Erde verlegte Teile von Bauwerken werden bevorzugt vor hergestellten Erden als Teil des Erdungssystems 15) verwendet. Bewehrungen werden standardmäßig aus Stahl mit einer garantierten Schweißfähigkeit der Bewehrung bemessen. Die Bedingungen für das Schweißen von Bewehrungen sind durch die Normen16) definiert. Bewehrungen schweißen dürfen nur Personen mit der entsprechenden Qualifikation17). Im Hinblick auf den Durchfluss der Streuströme durch Leiter aus Metall (Leiter der I. Klasse, im betreffenden Fall die Bewehrung) ist es ausreichend, dass die einzelnen Bewehrungselemente mit einer hilfsweisen Punktschweißung an zwei Stellen verbunden sind; je nach Lösung der Bewehrungen der Bewehrungskörbe kann auch eine Verschweißung eines Bewehrungselements an einem einzigen Punkt zugelassen werden. Für die Schweißung werden nach Vereinbarung mit dem Statiker statisch nicht beanspruchte Stellen gewählt. Der Projektant - Statiker arbeitet bei der Bemessung der Schweißungen der Bewehrung mit der spezialisierten Arbeitsstätte zusammen. Die spezialisierte Arbeitsstätte erstellt schematische Prinzipien für die Schweißung der Bewehrungen in den Bewehrungszeichnungen, der Projektant arbeitet die Prinzipien im Rahmen der Dokumentation für die Bauausführung (DRS) in die PD der Bewehrungen ein oder übernimmt sie von der spezialisierten Arbeitsstätte. Die Verschweißung mit hilfsweisen Punktschweißungen wird durch Schweißungen ergänzt, die für den Zweck der Verwendung der Bewehrung in der Funktion zufälliger Ableiter und Fundamenterder bestimmt sind. In diesen Fällen werden die Enden ausgewählter Bewehrungselemente mit Nähten mit einer Gesamtlänge von 100 mm verschweißt, ggf. werden sie durch Laschen ergänzt. Laschen werden 12 ) STN EN ISO 17660-1, STN EN 1011–1, STN EN 1011–2, STN EN ISO 2560 Temperatur beim Schweißen Interpass max. 400 oC, Qualität der Schweißung D nach STN EN ISO 5817 14 ) STN 33 2000-4-41, STN 32 2000-5-54, STN EN 62305-3, STN 34 1500, STN EN 50122-1 15 ) STN 33 2000-5-54 16 ) STN EN ISO 17660-1, STN EN 17660-2, STN EN 1011–1, STN EN 1011–2, STN EN ISO 2560 17 ) STN EN ISO 17660-1 (es wird empfohlen nach den TB 193 des Tschechischen Verkehrsministeriums (MD ČR TP193) zu verfahren). 13 ) 28 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 beim Schweißen vertikaler Bewehrungselemente verwendet. Die Schweißstellen müssen immer mit dem Statiker abgestimmt werden; der Statiker berücksichtigt die Anforderungen bei der Entscheidung über die Verwendung bestimmter Bewehrungselemente oder bei der Entscheidung über die Verstärkung von Stellen (Elementen) mit einer Schweißung. Als hilfsweise Punktschweißungen werden für die Belange der elektrisch definierten Verbindung der Bewehrungen folgende Schweißungen betrachtet: - bei sich kreuzenden Bewehrungen: Punktschweißung 3-4 mm - bei mit einer Stahlplatte verbundenen Bewehrungen: beidseitige Kehlschweißnaht a = 4 mm, Länge 10 mm. Bei den Bewehrungen selbst können Schutzmaßnahmen angewendet werden. Es handelt sich insbesondere um den Einsatz von Bewehrungen mit Metallbeschichtung, Bewehrungen aus rostbeständigem Stahl und Bewehrungen mit einer anderen Art von Beschichtung als Metallbeschichtungen. Sofern für diese Materialien eine Anforderung an eine elektrisch definierte Verbindung (z. B. wegen Kontrollmessungen u. Ä.) festgelegt ist, werden für diese Materialien spezielle Verfahren für die Verbindung der Bewehrungen festgelegt. Bewehrungen mit Metallbeschichtung werden nicht geschweißt, unter bestimmten Bedingungen können sie durch Klemmen verbunden werden - siehe weiter unten. Bewehrungen aus rostbeständigem Stahl dürfen nur in Übereinstimmung mit diesen TB und den Normen18) geschweißt werden. Bewehrungen mit einer anderen Beschichtungsart werden nicht geschweißt, die Beschichtungen dürfen bei Handhabungen nicht beschädigt werden. Eine bedeutende Schutzmaßnahme sind nichtmetallische Bewehrungen. Bei der Bemessung dieser Schutzmaßnahme wird diese Tatsache in der PD des Baukomplexes angegeben und der Projektant bzw. die spezialisierte Arbeitsstätte erarbeiten nur den Pass gemäß Anhang 5 dieser TB, in dem angegeben wird, dass das Bauwerk mit einer nichtmetallischen elektrisch nicht leitenden Bewehrung versehen ist. Bemerkung: In diesem Falle erfolgt keine Messung der Streuströme. Die Bestimmungen für vorgespannte Bewehrungen sind in 6.4.7 dieser TB angegeben. Unter dem Gesichtspunkt der Schutzmaßnahmen vor den Einwirkungen der Streuströme gilt, dass auch für vorgespannte Bewehrungen in speziellen Fällen nichtmetallische Werkstoffe bemessen werden können. Eine Anbringung von Klemmen und Fertigung von Kupplungen der Betonbewehrung für die Belange einer elektrisch definierten Verbindung ist in Straßenbauwerken aufgrund der Unebenheit der Oberflächen der Bewehrungen und Klemmen nicht gestattet. Die Anbringung von Klemmen kann in speziellen Fällen im Hinblick auf die Passivierungsfähigkeit von Eisen in Beton und nur bei Garantie eines dauerhaften flächigen Kontakts der Klemmen mit einer Bewehrung ohne Oxidbeschichtung (die Klemmen dürfen nicht über die Rippen der Bewehrung verlegt werden), oder bei Verwendung von Presskupplungen mit der Bewehrung (unter Ausschluss des Einflusses der Passivierungsschicht des Stahls im Beton an den Kontaktflächen), gestattet werden. Sofern der Fall eintritt, dass die verwendete Technologie der Bewehrung ein Schweißen der Bewehrung nicht zulässt, muss für das gesamte Bauwerk ein anderes System der Schutzmaßnahmen gewählt werden. 18 ) STN EN ISO 17660-1, STN EN 17660-2, STN EN 1011–1, STN EN 1011–2, STN EN ISO 2560 29 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Bei Anwendung des Sekundärschutzes gemäß 6.3 dieser TB können unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromwirkungen Ausnahmen bei den baulichen Maßnahmen bezüglich der Anforderung an eine Verschweißung der Bewehrung beantragt werden. 6.4.3 Messausleiter aus der Bewehrung Bei Einstufung von Brückenobjekten an Straßen in Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5 werden Messausleiter aus der geschweißten Bewehrung zur Oberfläche der Baukonstruktion geführt. Die Messausleiter werden mit Hilfe von Stahlplättchen mit M10-Gewinde und einer Öffnung für den Messstecker (Bananenstecker) aus der rostfreien Platte und der Bewehrung für das Verschweißen mit der geschweißten Bewehrung ausgeführt. Die Standardabmessungen sind 100 x 100 x 10 mm, diese werden auch für den Erdungspunkt verwendet. Für den zusätzlichen Einbau eines Ausleiters in eine zur Bewehrung gebohrte Öffnung können auch kleinere Abmessungen gewählt werden, z. B. 60 x 60 x 5 mm. Bei Erhalt der Funktion und der Parameter der Einrichtung sind auch andere Lösungen nicht ausgeschlossen. Ausleiter mit Gewinde müssen vor der Betonierung abgedichtet werden. Elemente aus rostbeständigem Stahl müssen mit einer geeigneten Technologie12) (z. B. unter Schutzatmosphäre) mit der Bewehrung verschweißt werden. Wird bei Brückenobjekten für Messzwecke die Ausleitung eines Ausleiters aus der Bewehrung des Unterbaus für einen Kabelanschluss an die Tragkonstruktion bemessen, ist auch eine Ausleitung aus der Stütze, üblicherweise in der Nähe des Auflagers, vorzusehen. Die Ausleiter werden aus FeZnDraht 10 mm gefertigt und über die Oberfläche des Pfeilers geführt. Die Länge des Ausleiters wird je nach Verfahren der Verwendung des Ausleiters präzisiert. Der Ausleiter kann gleichzeitig als Bestandteil einer latenten Verbindung des Überspannungsschutzes dienen. Ausleiter am Unterbau und an der Tragkonstruktion müssen so bemessen werden, dass sie mit Ausnahme der Ausleiter neben den Auflagern von einem Bediener vom Boden oder von der Oberfläche des Bauwerks (der Tragkonstruktion) erreichbar sind. Alle Ausleiter und Anschlusspunkte bzw. Verbindungsleitungen vom Stahl zur Tragkonstruktion müssen ausschließlich aus rostbeständigem Stahl hergestellt werden. Eine Ausnahme bilden z. B. Schrauben – Ausleitungen aus dem Fundament in die Tragkonstruktion, die herstellerseitig mit einem Schutzanstrich geschützt sind. 6.4.4 Längsunterteilung19) von Bauwerken Sofern eine Unterteilung der Bauwerke in Längsrichtung begründet ist, wird diese Unterteilung in Abschnitte von 100 bis 200 m empfohlen, entscheidend ist jedoch die komplexe Lösung – die Summe der Schutzmaßnahmen des Bauwerks und die bauliche Lösung des Bauwerks. Für jeden Längenausdehnungskomplex bzw. jeden anders definierten Baukomplex sind Messausleiter zu bemessen. Die Standorte der Messausleiter werden vom Projektanten in Abhängigkeit von den vorgesehenen Messverfahren, den Ergebnissen der ZKP und nach Vereinbarung mit der spezialisierten Arbeitsstätte bemessen. Bei Brückenobjekten mit Lagerung der Tragkonstruktion auf Auflagern erfolgt die Längsunterteilung des Bauwerks durch die Auflagerung der Tragkonstruktion auf dem Unterbau bzw. unter Verwendung der elektroisolierenden Eigenschaften von Polymermörtel. 19 ) z. B. für die Illustration der Unterteilung in Sektionen, betrifft z. B. Stützwände 30 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 6.4.5 Bauliche Maßnahmen im Unterbau von Straßenbauwerken Die grundlegende passive Schutzmaßnahme ist der Primärschutz, d. h. insbesondere die ausreichende Bedeckung der Bewehrung gemäß 6.2 dieser TB, der Primärschutz wird durch bauliche Maßnahmen ergänzt. Pfähle Die vertikale Bewehrung wird am oberen und unteren Ring des Bewehrungskorbs verschweißt. Bei in Längsrichtung verlängerten Bewehrungskörben wird empfohlen, an der Verlängerungsstelle einen Ring anzubringen, an den die „untere“ und „obere“ Bewehrung angeschweißt werden. Der Ring kann durch eine Spiralbewehrung ersetzt werden, eine Schweißung erfolgt nur einmal rund um den Bewehrungskorb. Der Bewehrungskorb darf nicht unmittelbar auf den Grund der Bohrung gestellt werden und muss durch Beton-Distanzstücke gleichmäßig zentriert werden. Der Abstand des Bewehrungskorbs vom Grund wird entweder durch Heraufziehen des Bewehrungskorbs oder mit Hilfe von BetonDistanzstücken an der Unterkante des Bewehrungskorbs sichergestellt. Bemerkung: Ein auf diese Weise vorbereiteter Bewehrungskorb ist gleichzeitig ein ausgezeichneter Fundamenterder. Mikropfähle An den Verbindungsstellen der einzelnen Baukomplexe durch Mikropfähle wird, z. B. bei der Verwendung von Mikropfählen in der Funktion von Fundamenterdern, empfohlen, die Schraubverbindung durch eine Schweißung zu ergänzen. Mikropfähle dürfen nicht direkt auf den Grund der Bohrung gesetzt werden (die Abdeckung wird mit Hilfe eines geeigneten Distanzstücks an der Unterseite der Mikropfähle sichergestellt). Die Köpfe der Mikropfähle werden mit der Bewehrung der Auflagestücke verschweißt. Bemerkung: Die Mikropfähle sind ausgezeichnete Fundamenterder. Fundamentstreifen, Auflagestücke, Brückenwiderlager, Sonstiges Die Verschweißung der Bewehrung wird rund um den Umfang des Körpers des Bewehrungskorbs realisiert (z. B. an den Kanten des Bewehrungskorbs durch Auflagestücke an den Berührungsstellen der Bewehrung). An ausgewählten Stellen werden sich kreuzende Bewehrungselemente gemäß 6.4.2 dieser TB punktförmig verschweißt. Je nach Fläche des Fundaments erfolgt eine Verschweißung bei weiteren ausgewählten Bewehrungen. Die für die Verschweißung der Bewehrung ausgewählten Elemente bilden gleichzeitig die Fundamenterdung. Stützen (Pfeiler, Wände ohne Sekundärschutz – ohne wasserdichte Isolierungen) Die Verschweißung der Stützen knüpft an die Verschweißung der Auflagestücke und Pfähle an. Die Bewehrung der Stützen wird gegenseitig mit senkrechten Bügeln jeweils am Auflagestück der Stütze, an allen Stellen der Längsverbindungen der Bewehrungen und an den Köpfen der Stützen verschweißt. Bei Positionierung der Elemente in Längsrichtung werden jeweils mindestens zwei (anliegende) Elemente mit einer Schweißnaht mit 100 mm Länge verschweißt; die Lösung wird vom Projektanten entsprechend der Lösung des Schutzes gegen Streustromwirkungen in Anknüpfung an die Lösung des Schutzes vor Berührungsspannungen und Blitzschlag präzisiert. Aus der verschweißten Bewehrung wird ein Bewehrungsausleiter mit einer Höhe von 1,2 m über Gelände (an einer für einen auf dem Boden stehenden Arbeiter erreichbaren Stelle) ausgeleitet. An der Auflagerbank wird aus der verschweißten Bewehrung ebenfalls der untere Teil der Funkenstrecke herausgeführt. Der Ausleiter für die Funkenstrecke wird mit Hilfe eines FeZn-Drahts mit einem Ø von 10 mm hergestellt. 31 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Stützwände Bei Rekonstruktionen der Wände muss der Verbindung der alten und neuen Teile der Konstruktion besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Herstellung von Ausleitern aus Bewehrungen in der Erde, Erdungsstreifen Ausleiter aus Betonbewehrungen werden standardmäßig über Geländeniveau bemessen. Ausleiter unter Geländeniveau (z. B. für Erdung) müssen gemäß STN 33 2000-5-54 realisiert werden. Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes gegen Streustromwirkungen werden in Fundamente mit Bewehrung keine Erdungsstreifen oder Drähte aus FeZn eingebracht. Auch aus anderen Gründen ist es nicht erforderlich Erdungsstreifen auf dem Fundament zu verlegen, es wird eine einfache Stahlbewehrung verwendet, sofern deren Querschnitt den Bedingungen für Fundamenterder entspricht. Die Verbindung der gefertigten Erder mit dem Fundamenterder erfolgt wegen des Schutzes gegen Berührungsspannungen und des Überspannungsschutzes grundsätzlich an den Messpunkten, hierbei müssen die gefertigten Erder so hergestellt sein, dass dies nicht zur Korrosion der Bewehrungselemente im Beton - Erdungsleiter in der Erde - führt. Bemerkung: Vorgefertigte Erder werden immer dann ergänzt, wenn es erforderlich ist und das Erfordernis z. B. durch das Messprotokoll der Erdwiderstände des Unterbaus u. Ä. nachgewiesen ist. Verbindung alter und neuer Bewehrungen bei Rekonstruktionen und Reparaturen Die Problematik wird durch einen Komplex von Normen für Reparaturen von Betontragwerken20) gelöst. Durch ungeeignete Anordnung von alten und neuen Bewehrungen kommt es zur Entstehung elektrischer Zellen mit der Folge von schnellen Korrosionsprozessen. Bemerkung: Wenn eine zusätzliche Betonierung ergänzt oder realisiert wird, muss die Problematik der eventuellen Entstehung von Korrosionselementen zwischen der alten und neuen Bewehrung in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte im Rahmen der Erarbeitung der PD gelöst werden. 6.4.6 Bauliche Maßnahmen in den Tragwerken von Brückenobjekten Betonbewehrung Die Verschweißung der Bewehrungen erfolgt bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5 im Rahmen der einzelnen Ausdehnungskomplexe um den Umfang des Körpers des Bewehrungskorbs herum (in der Nähe der Kanten an den Berührungsstellen der Bewehrungen). Das für die Verschweißung bestimmte Element wird mit Hilfe von Punktschweißungen mit der senkrechten Bewehrung und längs am Ende mit einer Schweißnaht von 100 mm Länge mit dem anknüpfenden zu verschweißenden Längselement verschweißt. Je nach Breite der Tragkonstruktion werden in Längsrichtung, außer den Bewehrungselementen des Umfangs auch das nächste oder die nächsten Elemente verschweißt. In Querrichtung wird die Bewehrung um den Umfang der Tragkonstruktion über den Auflagern oder in deren Nähe und an Berührungspunkten in Längsrichtung der (anknüpfenden) Bewehrungselemente verschweißt. Analog wird auch bei der Betonbewehrung von Segmenten und vorgefertigten Elementen verfahren. Die ausgewählten zu verschweißenden Elemente werden farbig gekennzeichnet (z. B. durch ein fluoreszierendes Spray) und im ganzen (Ausdehnungs-) -abschnitt verschweißt. Bemerkung: Bei einer niedrigeren Stufe der Schutzmaßnahmen wird die Bewehrung im Hinblick auf den Schutz vor Streustromwirkungen nicht verschweißt, Ausleitungen aus der Bewehrung werden nicht hergestellt. 20 ) STN EN 1504-9, STN EN 1504-10 32 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 6.4.7 Vorgespannte Bewehrungen Vorgespannte Bewehrungen sind unter dem Gesichtspunkt der Korrosionsbeanspruchung durch Streuströme das empfindlichste Element von Betontragwerken. Die Schutzmaßnahmen werden entweder auf der Stufe der Verschweißung der Betonbewehrung mit den Verankerungselementen der vorgespannten Bewehrung (Austragplatten unter den Köpfen der Verankerung), oder durch Wahl eines geeigneten Schutzsystems auf dem Prinzip des Sekundärschutzes, d. h. der Wahl von elektrisch isolierenden Vorspannsystemen, bemessen. In der Umgebung elektrifizierter Bahnen werden Systeme mit Vorspannung, die mit einem elektrisch isolierenden System einschließlich Muffen21) der Vorspannkabel versehen sind, bevorzugt. Ein Schweißen vorgespannter Bewehrungen ist verboten. Ausnahmen sind die hilfsweise Punktschweißung in einer Ecke der Austragplatte unter dem Kopf des Vorspannkabels und an der Spirale hinter dem Vorspannkabel und die hilfsweise Punktspannung an einem Vorspanndraht hinter der Zwiebel des Passivankers. Bei der Wahl des einzubetonierenden Isoliersystems der Vorspannung werden vollständig isolierte Systeme gegenüber Systemen ohne Isolierung der Muffen der Anker bevorzugt. Bemerkung: Bei Systemen ohne Isolierung der Kabelmuffen kann weder im Bauverlauf noch während der weiteren Lebensdauer eine Qualitätskontrolle des Isoliersystems erfolgen. Bei der Bemessung von Vorspannsystemen mit der Fähigkeit zur elektrischen Isolierung wird im Rahmen der PD für den Schutz des Bauwerks vor Streustromeinwirkungen ein System für die Überwachung und Kontrolle der Vorspannsysteme definiert. Es ist nach den verfügbaren Vorschriften zu verfahren22). Schutzstufen der Vorspannsysteme gegen Korrosion Vorspannsysteme werden unter dem Gesichtspunkt der Schutzstufen gegen Korrosion in die Kategorien A, B und C eingeteilt: • Kategorie A: Vorspannsystem mit einem Schlauch aus Stahlband - gängige Ausführung ohne Schutz vor Korrosionswirkungen; • Kategorie B: Vorspannsystem, Element mit Schutzschlauch aus Kunststoff - Ausführung mit erhöhter Lebensdauer; • Kategorie C: Elektrisch isolierendes Vorspannsystem mit Schutzschlauch aus Kunststoff mit erhöhter Lebensdauer und vollwertigem Schutz vor Streustromwirkungen. Bei Vorspannsystemen der Kategorie C wird die Dichtheit der Schutzumhüllung, und dadurch ihrer Schutzwirkung gegen Korrosion, auch durch Messung der Impedanz zwischen der Vorspannbewehrung und der Betonbewehrung ermittelt. Erdanker und sonstige Verankerungselemente siehe 6.6.2 dieser TB. Vorspannbewehrung an Brückenbauten ohne elektrische Traktion Bei sonstigen Brückenobjekten mit Vorspannbewehrung wird gemäß der Stufe der Schutzmaßnahmen in Tabelle 1 des Anhangs 6 dieser TB verfahren. Bis zur Stufe 3 der Schutzmaßnahmen wird keine spezielle Anforderung an eine elektrisch isolierende Verlegung der Vorspannkabel festgelegt. 21 ) 22 ) Manchmal als „Kopf“ des Vorspannkabels bezeichnet Es wird z. B. folgende Vorschrift entsprechend angewendet „Maßnahmen zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit von zusätzlichen Vorspannkabeln in Brückenkonstruktionen" (Measures to Ensure the Durability of Post-tensioning Tendons in Bridges, Federal Roads Authority, Berne), 2001, www.astra.admin.ch) 33 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Für Stufen mit einem hohen Risiko der Korrosionsbeanspruchung durch Streuströme (Schutzmaßnahmen der Stufe 5 und in Ausnahmefällen an der oberen Grenze des Bereichs für Schutzmaßnahmen der Stufe 4 werden die isolierten Vorspannsysteme gemäß den vorhergehenden Artikeln bemessen. Bei Brückenobjekten aus vorgespanntem Beton mit nicht isolierten Vorspannsystemen muss eine Verschweißung der Betonbewehrung auf eine Weise sichergestellt werden, dass die Vorspannbewehrung durch die Betonbewehrung geschützt ist. Bei Brückenobjekten mit vorgefertigter Tragkonstruktion (I, T) wird die Vorspannbewehrung mit einem Leiter aus Fe 8 oder 10 mm (bzw. mit einem Band aus Fe 20 x 3 mm) über alle Ankerplatten jedes Trägers verbunden und im oberen Teil des Trägers wird ein ausreichend langer Verbindungsleiter belassen, der zur Verbindung aller benachbarten Träger in Längsrichtung dient, sofern die Gesamtlänge der Brücke ein nur von den Stützen isoliertes Ganzes bildet, Bei Tragkonstruktionen mit einzelnen Stahlseilen, z. B. bei im Voraus vorgespannten Konstruktionen, werden diese gegenseitig mit Klemmen verbunden und die Bewehrung (einzelne Stahlseile) wird auf die Außenseite der Konstruktion zur Ausleitung gemäß 6.4.2 dieser TB geführt. Weitere bauliche Maßnahmen Bei Brückenobjekten mit Verbundkonstruktion gelten die gleichen Grundsätze wie in den oben angegebenen Artikeln dargestellt. Die Elemente des Verbunds werden im Sinne dieses Artikels elektrisch leitend mit der Bewehrung der Platte verbunden. Bei Neubauten wird eine Verschweißung der Betonbewehrung mit der Verbundbewehrung auf geeignete Weise bemessen, bei zu rekonstruierenden Bauwerken wird eine Verschweißung unter Berücksichtigung des Umfangs der Rekonstruktion bemessen. Sofern Querholme vorgefertigter Elemente Bestandteil der Rekonstruktion sind, wird die Bewehrung an den Stirnflächen dieser vorgefertigten Elemente verschweißt und zum Messpunkt geführt. Bei Brücken mit Stahlkonstruktion oder mit Stahlbeton-Verbundkonstruktion („Beton - Stahl“) fungieren die Stahlträger als riesige Leiter für die Leitung der Streuströme. Die Tragkonstruktion wird genauso elektrisch isolierend auf den Unterbau gelegt. Die Betonbewehrung von StahlbetonVerbundplatten wird geschweißt und an ausgewählten Stellen mit den Dornen der Stahlträger verschweißt. Spannriegel-Brücken können durch eine Trennung der Tragkonstruktion vom Unterbau durch elektrisch isolierendes Verkleben der Dornen gelöst werden. Wegen der Anforderungen, die sich aus dem Überspannungs- und Blitzschutz23) ableiten, wird die Basisschweißung durch hilfsweise Punktschweißungen mit der Anforderung an eine Verschweißung von ausgewählten Elementen in den Funktionen von Leitern der Verbindung und zufälligen Ableitern ergänzt. Diese Elemente werden in Längsrichtung durch Schweißnähte mit einer Länge von 100 mm verschweißt, an diese werden z. B. die Ankerplatten der Pfeiler und Konsolen, Austragplatten der Vorspannung u. Ä. angeschweißt. Sofern die bemessenen Ankerplatten für Pfosten oder Lärmschutzwände (LSW) durch Bohrungen und Verklebung der Anker am Beton befestigt sind, muss aus der geschweißten Bewehrung ein Leiter aus rostbeständigem Stahl mit Ø 12 mm neben den bemessenen Auflagestücken oder an die Pfosten herausgeführt werden. Geschweißte Elemente werden auf der Baustelle farbig gekennzeichnet, sofern möglich wird eine Fotodokumentation angelegt. Anschließend werden sie mit Schrauben, die Bestandteile der Stahlkonstruktion sind, an der Stahlkonstruktion (Auflagestücke, Pfosten) befestigt. 23 ) STN 33 2000-4-41 a STN EN 62305-3 34 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Aus den Stahlträgern, die Bestandteil der Tragkonstruktion sind, muss im Rahmen der DRS eine Ausleitung für Messungen vorbereitet werden (in der Regel über dem Auflager oder bei Anwendung einer Funkenstrecke über jeder Unterstützung). Die Ausleitung wird mit einer M10-Schraube realisiert, die bei der Herstellung so an die Konstruktion des Trägers angeschweißt wird, dass die Schraube nach Abschluss der Schutzanstriche funktionsfähig ist (Gewinde frei von Farbe), oder der Stahlträger wird mit einer Ausleitung mit Hilfe von Schussnägeln mit Gewinde (M8, M10), die für diesen Zweck bestimmt sind, versehen. Für Brücken mit Tragwerken aus Stahl gelten die oben genannten Bestimmungen ebenso. Die Stahlkonstruktion ist elektrisch definiert verbunden (vor allem aus Sicherheitsgründen), es wird eine elektrisch isolierende Trennung vom Unterbau bemessen und es werden Ausleitungen aus der Stahlkonstruktion und Ausleitungen aus der Bewehrung des Unterbaus vorgesehen. Bemerkung: Gegenstand der Schutzmaßnahmen ist der Schutz der anknüpfenden Stahlbetonteile (Auflager, Stützen und deren Unterbauten usw.). Brücken mit Stahlstützen werden so bemessen, dass Stützen, die für Berührungen erreichbar sind, unter Verwendung der Bewehrung des Unterbaus (Auflagestücke und Pfähle) geerdet werden müssen. Die elektrisch isolierende Trennung wird auf dem Niveau der Trennung der Tragkonstruktion vom Unterbau ausgeführt. Ist die Tragkonstruktion mit den Stützen verbunden, werden die Stützen elektrisch isoliert von den Auflagestücken aufgebaut. Überspannungs- und Blitzschutz müssen gemäß 6.6.6 und 6.6.7 dieser TB gelöst werden. Sofern Stahlstützen mit Hilfe von Ankern elektrisch isolierend verklebt sind, wird ein KontrollAnschlusspunkt für die Erdung unter Verwendung der Bewehrung des Unterbaus erstellt. Betongelenke (Freyssinet-Gelenke), die den Unterbau (Pfähle) und die Tragkonstruktion verbinden, werden in der Regel elektrisch isolierend getrennt. Die Funktionsfähigkeit des bemessenen Systems muss vorher durch eine Prüfung am Muster nachgewiesen werden. Ist es nicht möglich, eine elektrisch isolierende Trennung des Gelenks zu erreichen, wird die Bewehrung des Gelenks mit der Bewehrung des Unterbaus und der Tragkonstruktion verschweißt. Das System der wasserdichten Isolierung der Tragkonstruktion wird als ganzflächiges System im Sinne der Anforderung bezüglich der Bemessung des Sekundärschutzes gemäß dieser Rechtsvorschrift bemessen. Ausleitungen aus der Bewehrung zur Tragkonstruktion Die Ausleitungen zur Tragkonstruktion werden außerhalb des für die Öffentlichkeit bestimmten Bereichs (an den Rändern von Simsen, an den Rändern von Brückenabschlüssen) bemessen. Die Standorte der Messausleiter werden unter Berücksichtigung der Lösung der Tragkonstruktion gewählt. In Kammern werden die Ausleiter an den Brückenenden und über den Pfeilern bemessen, bei Balkenbrücken an den Enden der Tragkonstruktion bzw. über ausgewählten Pfeilern und/oder in Koordination mit dem Blitzschutz. Die Ausleitungen werden vom Projektanten in die PD des Baukomplexes eingearbeitet. Es wird empfohlen, die Wahl und die Standorte der Messausleiter mit der spezialisierten Arbeitsstätte zu konsultieren. Vom Unterbau nicht elektrisch getrennte Tragkonstruktionen - Rahmen- und Bogenbrücken Bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5 wird analog wie in 6.4.5 dieser TB verfahren. Die Bewehrung wird in jedem Ausdehnungsabschnitt der Konstruktion so verschweißt, dass sie ein gemeinsames elektrisch definiertes verbundenes System bildet. Durch die Verschweißung der Tragkonstruktion mit dem Unterbau an den Stellen der betroffenen Stützen oder Bögen werden gleichzeitig die Funktionen des Berührungsschutzes und des Blitzschutzes sichergestellt. Stützen, die äußere Felder der Tragkonstruktion mit bemessener Auflagerung der Tragkonstruktion auf den 35 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Brückenlagern unterstützen, werden übereinstimmend mit den Bestimmungen für die elektrisch getrennte Tragkonstruktion hergestellt. Bemerkung: Bei „großen“ Brückenobjekten ist es immer erforderlich, individuell zu verfahren (je nach Lösung der Konstruktion, der Anordnung des Brückenbauwerks und seiner Ausstattung). 6.4.8 Bestandteile der Tragkonstruktion Lager Alle Arten von Lagern können als elektrisch leitend betrachtet werden. Zum Zwecke der Erhöhung des elektrischen Widerstands zwischen dem Unterbau und der Tragkonstruktion werden bei Schutzmaßnahmen der Stufe 3 und höher folgende bauliche Maßnahmen bemessen: Auf die Auflager wird an den Stellen der Lager eine Schicht Polymermörtel mit einer Dicke von min. 10 mm, aufgetragen, die auf allen Seiten über den Grundriss der Lager (der Lagerplatten) hinausgeht. Der minimale Überhang beträgt 10 mm und der maximale Überhang 30 mm. Das Lager muss über die gesamte Fläche der unteren Lagerplatte mit dem geforderten Überhang versehen sein. Sofern für eine waagerecht zur Tragkonstruktion verlaufende Trennung vom Unterbau eine Polymermörtelschicht als nicht leitender isolierender Teil verwendet wird, muss die Rezeptur des Polymermörtels dem höchstmöglichen Wert des spezifischen Widerstands, mindestens jedoch 1.1010 m entsprechen. Bemerkung: Eine nicht qualitätsgerechte Herstellung des Polymermörtels hat eine Inhomogenität des Materials sowie dessen Porosität und Saugfähigkeit zur Folge, was zum Verlust der elektrisch isolierenden Eigenschaften des Polymermörtels führt. Eine Qualitätskontrolle des Polymermörtels erfolgt im Verlauf des Bauvorhabens durch Messung seines elektrischen Widerstands. Brückenabschlüsse Bei den Bemessungen von Brückenabschlüssen wird bei Schutzmaßnahmen der Stufen 3 und höher vom Projektanten in der Spezifikation angegeben, dass die Brückenabschlüsse für eine Umgebung mit dem Auftritt von Streuströmen bestimmt sind. Auf Grundlage dieser Unterlage für die Bestellung ist der Hersteller verpflichtet, die Brückenabschlüsse mit einer Bescheinigung zu liefern, aus der hervorgeht, dass der Elektroisolierwiderstand des gelieferten Brückenabschlusses größer als 5 kΩ ist. Ein äquivalenter Ersatz für die Messung des festgelegten Werts des elektrischen Widerstands des kompletten Brückenabschlusses ist die Berechnung des Systems der elektrischen Widerstände des Brückenabschlusses. Jeder Brückenabschluss muss die elektrisch isolierende Trennung beider Ausdehnungskomplexe des Bauwerks gewährleisten. Brückenabschlüsse, die mit Abdeckblechen versehen sind, müssen so bemessen werden, dass es nicht zu einer Überbrückung der elektrisch isolierenden Trennung der Baukomplexe, weder durch Verbindung ihrer Metallelemente noch durch angesetzte Verschmutzungen, kommt. Es darf auch nicht zu einer Verbindung der Abdeckbleche mit der Bewehrung der Tragkonstruktion kommen. Für die Verlegung der Abdeckbleche an den Brückenabschlüssen muss z. B. eine Schicht mit einer Dicke von 5 mm bis 10 mm, entweder aus Polymermörtel oder aus anderen Materialien, die einen spezifischen elektrischen Widerstand von min. 1.1010 .m garantieren und die Anforderungen an die mechanische Beständigkeit des Materials erfüllen, bemessen werden. Bei Einsatz einer aufgebrachten Schicht Polymermörtel müssen die Berührungsflächen entfettet und das Deckblech erst nach dem Aushärten des Polymermörtels angeschweißt werden, damit es nicht anklebt. Brückenabschlüsse unter der Oberfläche. Unter dem gleitenden Teil des Abschlusses wird eine Schicht aus Polymermörtel mit einer Dicke von 4 mm oder eine Folie aus Kunststoff oder Teflon 36 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 vorgesehen. Die Berührungsfläche wird vor dem Auftragen der Polymermörtelschicht vollständig entfettet und das Deckblech wird erst nach dem Aushärten des Polymermörtels angeschweißt, damit es nicht anklebt. Bei Brückenabschlüssen, z. B. freie Ausdehnungsfuge, Abschluss mit einfacher Abdichtung der Fuge, Decken-Brückenabschluss usw. ist darauf zu achten, dass sich die Metallteile der äußeren Profile auf keinen Fall berühren. Sofern Fugen vorgesehen sind, muss ihre Füllung aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. extrudiertes (nicht saugendes) Polystyren) hergestellt und z. B. mit einem Gummi-Elektroisoliermaterial bedeckt sein. Die Abdeckung des Simsteils des Gehwegs wird so ausgeführt, dass das Deckblech beide Seiten des Brückenabschlusses nicht leitend verbindet. Brückenabschlüsse aus Stahl werden bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und höher schon im Herstellungswerk an einer zugänglichen Stelle mit einer Schraube M 10 mit Länge l = 20 mm mit zwei Muttern versehen. Die Schrauben dienen zur Messung des Streustromeinflusses. 6.4.9 Brückenausstattung Isolierung Das System der wasserdichten Isolierung der Tragkonstruktion wird grundsätzlich ganzflächig gemäß der Anforderung für den Sekundärschutz in Unterkapitel 6.3 dieser TB bemessen. Stahlschutzplanken Über der Dehnungsfuge (dem Brückenabschluss), welcher die elektrisch isolierende Trennung der Tragkonstruktion vom Unterbau oder die Trennung von zwei Komplexen des Brückenobjekts darstellt, muss ein Isolierstoß der Schutzplanken vorgesehen werden. Der Isolierstoß muss in Übereinstimmung mit den Technischen Herstellerbedingungen (THB) für den betreffenden Plankentyp gefertigt werden. Bei der Bemessung der Details zur Gewährleistung der Anforderungen gemäß diesen TB wird analog nach den in den THB aufgeführten Bildanhängen verfahren, wo eine Lösung angegeben ist, die auf der Verwendung von elektrisch isolierenden Teilen (beschichteten elektrisch isolierenden Teilen), laminierten Teilen, Schrauben und Isolierunterlagen beruht. Wenn dieses Detail bei manchen der verwendeten Plankentypen nicht möglich ist, wird ein Detail separat bemessen, welches mit einer Nachweisprüfung geprüft wird. Die Anforderungen an das Material der Isolierbeschichtung sind nachfolgend festgelegt: - Feuchtigkeitsaufnahme nach 2 h Kochen max. 0,2 %, - Oberflächenwiderstand (Resistivität) min. 108 Ω laut STN 34 6460 (nach Konditionierung 96 h bei 40 oC und 95 % relativer Feuchtigkeit, die Rechteckelektroden aus leitendem Gummi mit einer Länge von 100 mm werden an einem ausgeschnittenen Muster mit einer Schicht aus PVC oder Laminat geprüft, die Elektrode Nr. 3 gemäß Anhang B der STN 34 6460 ist aus einer Metallprobe hergestellt, - spezifischer Innenwiderstand (Resistivität) min. 107 Ω (nach Konditionierung 96 h bei 40 oC und 95 % relativer Feuchtigkeit, die Rechteckelektroden aus leitendem Gummi mit einer Länge von 100 mm werden an einem ausgeschnittenen Muster mit einer Schicht aus PVC oder Laminat geprüft, die Elektrode Nr. 3 gemäß Anhang B der STN 34 6460 ist aus einer Metallprobe hergestellt, - Isolierwiderstand min. 107 Ω laut STN 34 6461 (nach Konditionierung 24 h in Wasser; wird auf einem Prüfkörper aus einer PVC- oder Laminatschicht geprüft, die Probe wird gemäß Abbildung 5B der STN 34 6461 eingespannt, es wird am nicht eingesetzten Ausdehnungsstoß gemessen). Der elektrisch isolierende Komplex muss, sofern es aus Metall besteht, mit einer Schicht Isoliermaterial versehen sein, die nicht reißt, nicht abplatzt, eine Beständigkeit ebenso wie die Schutzplanke aufweist und keinen Einfluss auf die elektrisch isolierenden Eigenschaften des Gurtes als Ganzem hat. 37 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Sind Schutzplanken über Dehnungsfugen, Geländer o. Ä. Bestandteile des elektrisch isolierenden Komplexes, müssen diese ebenfalls aus elektrisch isolierenden Teilen bestehen. Es wird empfohlen, die elektrisch isolierende Trennung gemäß dem vorherigen Abschnitt durch Einfügen einer Abzweigung oder eines Teils einer Abzweigung aus nicht leitendem Material (z. B. Glaslaminat) zu ersetzen.24) Für eine Lösung des elektrisch isolierenden Stoßes mit Hilfe laminierter Teile ist es erforderlich, die Anforderungen an den Überspannungsschutz mit Verwendung latenter Verbindungen zu berücksichtigen. Unter den elektrisch isolierenden Schutzplanken wird, dort wo es Art und Ausstattung der Brücke erfordern, eine Funkenstrecke mit Hilfe eines Leiters aus rostbeständigem Stahl FeZn Ø 8 oder 10 mm eingerichtet. Betonschutzwände Für Betonschutzwände gilt [T7]. Die elektrisch isolierende Trennung über der Dehnungsfuge wird z. B. so ausgeführt, dass verschiebbare Betonschutzwände an der Dehnungsfuge fest verankert werden – die Trennung wird durch eine mit Isoliermaterial geschlossene Luftlücke oder ein isolierend verlegtes Blech realisiert. Geländer Über den Dehnungsfugen wird die elektrisch isolierende Trennung des Geländers durch eine Luftlücke hergestellt. Der Abstand der Geländerteile beträgt 10 mm - 30 mm, es empfiehlt sich jedoch, im Hinblick auf die Prinzipien der Funktion einer latenten Verbindung als Funkenstrecke, Abstände von 10 mm - 20 mm zu bemessen, jedoch so, dass es im Zuge der Ausdehnung nicht zu einer Überbrückung des Isolierstoßes kommt. Für größere Ausdehnungsbewegungen wird ein abweichendes Verfahren der Ausdehnungsbewegung des Geländers gewählt. Die Luftlücke kann durch Verwendung eines Elektroisolierstoßes des Geländers z. B. unter Verwendung von HDPE-Materialien ersetzt werden. Der Berührungsschutz von Geländern, die in den Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereich (ZTVZZP) hineinragen, wird gemäß STN EN 50122-1 realisiert. Die Gleiserdung erfolgt mit Hilfe einer Überspannungssicherung mit Wiederholungsfunktion. Bemerkung: An Straßenbauwerke dürfen keine Vorrichtungen (z. B. Gleiserdung) ohne Zustimmung der Straßenverwaltung angeschlossen werden. Entwässerung Sofern eine Entwässerung in der Form bemessen wurde [T12], dass die aus Metall bestehenden Bauteile der Entwässerung auch zwischen den einzelnen elektrisch getrennten (isolierten) Teilen (z. B. von der Tragkonstruktion zum Auflager oder Flügel) verlaufen, ist es erforderlich, diese in senkrechter Richtung durch eine Luftlücke zu trennen oder auf einer solchen Länge zu isolieren, dass es auch bei einer maximalen Ausdehnung der Tragkonstruktion nicht zum Kontakt der leitenden Teile der Entwässerung kommt und dass weder das Entwässerungssystem noch das System des Schutzes vor Streustromwirkungen beeinträchtigt wird. Senkrechte Ableiter von der Brücke müssen so gelöst werden, dass der an der Tragkonstruktion befestigte Teil elektrisch isolierend (z. B. durch eine Luftlücke) von den an den Unterbau des Brückenbauwerks (an Stützen, Pfeiler) anknüpfenden Teilen getrennt ist. Eine elektrisch isolierende Trennung ist nicht erforderlich, sofern die Ableiter aus elektrisch nicht leitendem Material hergestellt sind. Ebenso ist eine Führung von Ableitern aus elektrisch leitenden Materialien ohne Unterbrechung zulässig, sofern die Einrichtung elektrisch isolierend an der Baukonstruktion angebracht ist. 24 ) Zum Zeitpunkt der Herausgabe dieser TB ist das Teil nicht genehmigt und nicht in die Produktion eingeführt. 38 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Lichtmasten, Glättemeldeanlagen, Verkehrszeichen, Signalisierung Der Ersteller der PD für die Beleuchtung muss ein Verteilungssystem mit einem Schutz der nicht spannungsführenden Teile durch elektrische Trennung gemäß STN 33 2000-4-41 oder einen Schutz durch elektrische Trennung an den einzelnen Verbrauchern (Masten) verwenden, hierbei muss das elektrische Versorgungskabel einschließlich des Anschlusses der einzelnen Masten der Isolierklasse II. entsprechen. Bei Anwendung des Schutzes der nicht spannungsführenden Teile durch elektrische Trennung wird die Verankerung des aus Stahl (Beton) bestehenden Schafts des Masts in der Brückenkonstruktion nicht isoliert ausgeführt. Diese Masten brauchen, sofern sie außerhalb des Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereichs (ZTVZZP) aufgestellt sind, weder am Gleis geerdet noch auf übliche Weise geerdet werden25). Bei Gleiserdung oder Erdung der Masten wird eine Überspannungssicherung mit Wiederholfunktion verwendet. Auf Brückenobjekten mit Rahmenkonstruktion aufgestellte Masten werden übereinstimmend gelöst. (Ein in der Rahmenkonstruktion verankerter Mast ist gleichzeitig geerdet). Werden für Masten Auflagebleche der Masten bemessen, die Bestandteil der Tragkonstruktion sind, werden sie an die verschweißte Bewehrung angeschweißt und die Schweißung wird dokumentiert. Ist ein Mast mit Ankern mit elektrisch isolierenden Eigenschaften an der Tragkonstruktion befestigt, wird neben dem Auflagestück des Masts eine Ausleitung aus der verschweißten Bewehrung in Form einer Platte oder in Form einer Ausleitung mit einem Leiter aus rostbeständigem Stahl mit einem Ø von 12 mm herausgeführt, der mit einer Schraube, einer Schweißung oder einer Lasche am Mast befestigt wird. Auf diese Weise werden die aus Metall bestehenden (nicht spannungsführenden) Teile an der Tragkonstruktion gegenseitig verbunden, um Berührungsschutz und Blitzschutz sicherzustellen. Analog wird verfahren, wenn die Gleiserdung einer Einrichtung erforderlich ist. Bei der Bemessung von Glättemeldeanlagen und weiteren Anlagen, insbesondere Informationsanlagen, wird adäquat nach den in diesem Artikel genannten Anforderungen und unter Berücksichtigung der Bestimmungen über den Berührungsschutz nach Artikel 6.6.4 dieser TB verfahren. Es müssen Lösungen gewählt werden, bei denen es z. B. auf den Ebenen Abschirmung und Erdung nicht zu einer Überbrückung des gesamten Systems der elektrisch isolierenden Verlegung der Konstruktion des zu schützenden Objekts (meistens der Tragkonstruktion des Brückenobjekts) kommt. Für diese Zwecke werden nichtmetallische Schränke und Verteiler, die auf aus Metall bestehenden Konstruktionen (Portalen) angebracht sind, spezielle Lösungen der Stromversorgungsquellen und des Einbaus der Informationseinrichtungen in Gehäusen und Schränken und spezielle Lösungen der Erdung der Informationseinrichtungen unter Berücksichtigung ihrer Funktion verwendet. Bemerkung: Die Praxis zeigt, dass keine einheitliche Lösung festgelegt werden kann und dass es erforderlich ist, je nach Typ der Einrichtung, ihrer Zweckbestimmung, ihrem Einbau und ihrer Ausführung in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte, dem Projektanten der Starkstrom-Versorgungssysteme und dem Projektanten der Schwachstromeinrichtungen die optimale Lösung zu finden. Oft müssen solche Maßnahmen in Zusammenarbeit mit dem Hersteller der Einrichtung gelöst werden. Auf Brückentragwerken angebrachte Traktionsstützen (Masten, Tore, Tragkonstruktionen) Berührungsschutz und Schutz gegen Abgaswirkungen In der PD des baulichen Teils von Brücken müssen Brücken und Bänke über Fahrleitungen oder in deren Nähe in den in der STN 73 6223 festgelegten Fällen mit einem Berührungsschutz in Form von Schutznetzen oder Schutzschirmen versehen sein. Eine Gleiserdung der nicht spannungsführenden Metallteile erfolgt nur, wenn diese in den Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereich (ZTVZZP) hineinragen (STN EN 50122-1). Überspannungssicherungen werden grundsätzlich mit Wiederholungsfunktion bemessen. Der 25 ) gemäß STN 33 2000-4-41 müssen bei dem üblicherweise eingesetzten Verteilungssystem bis 1000 V (TNC) mit Erdungsknoten die Stahlschäfte der Lichtmasten wegen des Schutzes vor gefährlichen Berührungen nicht spannungsführender Teile mit einem Arbeits- oder Schutzleiter verbunden werden. Es könnte so zu einem Einschleppen von Streuströmen in die geschützten (tragenden) Teile der Konstruktion über den Arbeits- oder Schutzleiter kommen. 39 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Gleiserdungsleiter muss isoliert vom Unterbau der Brücke verlegt werden. Ein geeignetes Verfahren ist die Befestigung der Halter des Leiters in Plastikschellen und die Verwendung eines isolierten Leiters, im Boden liegt dann eine isolierte Ausführung des Leiters. Bei Einbau einer Überspannungssicherung am Auflagestück der Stütze muss der Leiter isoliert sowohl über als auch unter der Überspannungssicherung einschließlich Sicherung verlegt werden. Der Gleiserdungsleiter muss von der Erde isoliert sein (ein in einer Plastikröhre verlegter FeZn-Draht - FeZnY - ist geeignet). Die Überspannungssicherungen werden an zugänglichen Stellen so angebracht, dass ihre Funktionsfähigkeit geprüft werden kann. Es wird empfohlen, Sperren aus elektrisch nicht leitenden Materialien (z. B. Schilde aus Kompositwerkstoffen) zu bemessen. Diese Sperren werden nicht geerdet. Sonstige Versorgungsnetze Gehen Leitungen von Versorgungsnetzen durch die Brücke, muss die Einschleppung von Streuströmen in die Brückenkonstruktion verhindert werden. Sind die Versorgungsnetze auf einer eigenen Konstruktion (Roste, Rinnen) verlegt, müssen diese entweder mit Hilfe geeigneter Anker isoliert im Beton gemäß Artikel 6.6.3 dieser TB befestigt werden oder die Versorgungsnetze müssen elektrisch isolierend auf ihrer Konstruktion (z. B. Wärmeleitungen, Gasleitungen) verlegt werden. Bei der Bemessung muss die brandschutztechnische Lösung des Bauwerks berücksichtigt werden. Die Versorgungsnetze können direkt auf der Tragkonstruktion (der Brücke) verlegt werden, und zwar isoliert. Sind zusammenhängende Schutzrohre, Rinnen oder Stege aus Metall für die Verlegung der Elektrokabel projektiert, müssen diese am Ort der äußeren Brückenabschlüsse unterbrochen werden. Günstiger26) ist es, Schutzrohre aus Kunststoff (HDPE u. Ä.) zu verwenden. Sind zusammenhängende Schutzrohre, Rinnen oder Stege aus Metall für die Verlegung der Elektrokabel projektiert, müssen diese am Ort der äußeren Brückenabschlüsse und allgemein über Ausdehnungsfugen unterbrochen werden. Ist es unter Sicherheitsgesichtspunkten erforderlich, eine Potenzialverbindung und einen Potenzialausgleich sowie die Erdung sicherzustellen, werden für das System Elemente bemessen, die eine sichere Verbindung bei unzulässigen Betriebszuständen mit einer ausreichenden Beständigkeit bei vorübergehenden Erscheinungen27) gewährleisten. Analog wird auch bei der Gewährleistung der Sicherheit an elektrisch isolierend getrennten Tragkonstruktionen von Brückenobjekten mit nicht spannungsführenden Teilen und elektrischen Einrichtungen verfahren. Es wird empfohlen, Schutzrohre und Tragsysteme aus nichtmetallischen Materialien zu bemessen. 6.5 Drahtschotterkästen (Gabionen) Zur Begrenzung der Streustromwirkung auf die Metallkörbe von Gabionenanlagen sind folgende Maßnahmen zu realisieren: a) bei Schutzmaßnahmen der Stufe 4 werden Gabionen mit geschweißten Körben oder mit Körben aus isolierten Drähten bemessen; b) bei Schutzmaßnahmen der Stufe 5 werden Gabionen aus Polymer-Geogittern oder isolierten Drähten bemessen; c) bei der Montage der Gabionenkörbe wird konsequent eine leitende Verbindung der Drähte der Drahtkörbe realisiert (sofern sie über keine Isolierung verfügen); d) die Füllung der Körbe muss aus sauberen Steinen bestehen, d. h. ohne feinkörnige Beimischungen, die Steine dürfen nicht den Witterungseinflüssen unterliegen, sie dürfen keine wasserlöslichen Salze enthalten; e) als Aufschüttung hinter der Rückseite der Gabionen werden Kies, Sand oder eine Kombination aus geosynthetischen Materialien verwendet, hierbei wird der Schutz durch eine Geotextilie vor der 26 ) 27 ) auch unter dem Gesichtspunkt des Berührungsschutzes gemäß STN 33 2000-4-41 Nicht geeignet sind Diodenzellen mit geringer Kurzschlussfestigkeit Ik, geeignet sind Überspannungssicherungen mit Wiederholungsfunktion mit Zünd-Sicherheitsspannung und hoher Kurzschlussfestigkeit Ik , die für die betreffende Verwendung zertifiziert sind.. 40 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Aufschüttung mit feiner Erde gleichzeitig als Bestandteil der Schutzmaßnahmen vor Streustromwirkungen betrachtet. Eine Verringerung der Streustromwirkungen an Gabionenwänden außerhalb des Fahrleitungs- und Stromabnehmerbereichs (ZTVZZP) wird durch eine geeignete elektrisch isolierende Trennung der Wand in Längsrichtung durch Einlage einer Querisolierung erreicht. Die Länge der einzelnen Abschnitte wird unter Berücksichtigung der Sicherheitsanforderungen bemessen. Die Längsunterteilungen gestatten die Durchführung von Überprüfungsmessungen auf das Vorhandensein von Streuströmen und gleichzeitig eine Verringerung der Streustromwirkung auf die von der Quelle der Streuströme weiter entfernten Teile der Gabionenwände. Die Lösung darf keine Beschädigung durch Streuströme an den Orten der Querisolierung verursachen. In der Nähe von Eisenbahnstrecken wird eine Bemessung von Gabionenwänden aus verzinkten (metallenen) Körben nicht empfohlen, geeignet sind nichtmetallische Materialien oder Körbe aus isoliertem Draht. 6.6 Verankerungselemente Unter dem Gesichtspunkt des Schutzes Verankerungselemente wie folgt unterteilt: - provisorische Erdanker; - dauerhafte Erdanker; - Anker in Beton - tragende Elemente.28) gegen Streustromwirkungen werden die 6.6.1 Provisorische Erdanker Provisorische Erdanker werden unter dem Gesichtspunkt der korrosiven Wirkungen der Streuströme nicht geschützt. Bei ihrer Bemessung muss in Betracht gezogen werden, dass diese Anker gleichzeitig Streuströme in die Betonkonstruktionen ziehen können. In Umgebungen mit dem Auftritt von Streuströmen (bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5) wird empfohlen, die provisorischen Anker mit einem Schutz unter den Ankern so zu bemessen, dass die Bewehrung des angrenzenden Bauwerks von der Bewehrung der Anker elektrisch getrennt bleibt, oder ihre Verankerung mit isolierender Verlegung des Rests der provisorischen Anker im geschützten Bauwerk zu realisieren. 6.6.2 Dauerhafte Erdanker Der Schutz der dauerhaften Erdanker vor Streustromwirkungen beruht auf der Wahl einer elektrisch isolierenden Hülle der Anker, die insbesondere gegen den beim Spannen der Erdanker entstehenden Druck beständig ist. Der Zweck des Korrosionsschutzes besteht in der elektrischen Trennung der Zugstange der Anker vom Grundgestein und der gesamten Konstruktion der Anker von der Stahlbewehrung des Bauobjekts. Dauerhafte Erdanker, deren Köpfe einbetoniert werden sollen, müssen auch mit einer elektrisch isolierenden Lagerung des Ankerkopfs gegenüber dem Schutztopf versehen sein. Die elektrisch isolierenden Eigenschaften der Schutzhülle der Wurzellänge und freien Länge des Ankers, einschließlich des Übergangsteils, dürfen auch nach dem Spannen nicht beeinträchtigt sein, der Wert des elektrisch isolierenden Widerstands darf nicht unter den zulässigen Wert (100 kΩ vor dem Spannen und 100 Ω nach dem Spannen) absinken. Die Parameter der Elektroisolierung werden im Herstellerwerk, vor dem Einlassen und nach dem Einlassen in die Bohrung auf der Baustelle und nach der Einspritzung vor dem Spannen und nach dem Spannen geprüft. 28 ) Gilt nicht für Anker von Vorspannkonstruktionen.. 41 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 6.6.3 Betonanker Betonanker werden als isolierende Elemente für die Befestigung der in der Regel aus Stahl bestehenden Konstruktionen am Betonbau bemessen. Die elektrisch isolierende Fähigkeit jedes einzelnen verwendeten Ankers muss mindestens einen Wert von 5 k erreichen. Die Qualität des elektrisch isolierenden Widerstands wird vom Auftragnehmer durch ein Protokoll belegt. Die Prüfung der Anker erfolgt durch Labormessung des elektrischen Widerstands der Zugstange des Ankers gegenüber der in Wasser (wässriges Elektrolyt) oder in feuchtem Beton befindlichen äußeren Hülle29). 6.6.4 Installationen in Brückenkammern und auf Brücken (Straßenbauwerke) Für auf Straßenbauwerken zu installierende elektrische Einrichtungen, die gegen Streustromwirkungen geschützt sein sollen, werden vorrangig der „Schutz durch elektrische Trennung“ und der Schutz durch Verwendung einer Einrichtung der Isolationsklasse II. angewendet. Für Zuleitungen und Anschlüsse, z. B. eines trennenden Schutztransformators wird ein „Schutz durch Verwendung einer Einrichtung der Schutzklasse II oder mit gleichwertiger Isolierung“ bemessen. Die durch Trennung des Stromkreises geschützten nicht spannungsführenden Teile (Masten) und auch weitere geschützte Metallteile an der Tragkonstruktion (Geländer) werden mit Hilfe einer definierten verschweißten Bewehrung (min. 10 mm) verbunden. Bei Verwendung einer Schutzkleinspannung gelten die Bestimmungen und Prinzipien für die doppelte Isolierung. Schutz vor Berührung spannungsführender und nicht spannungsführender Teile von Einrichtungen über 1 000 V AC und 1 500 V DC Bei der Installation von elektrischen Einrichtungen mit einer Nennspannung über 1 000 V AC und 1 500 V DC (z. B. Trafostation 22/0,4 kV) muss bei der Bemessung der Schutzmaßnahmen individuell je nach Konstruktion des Brückenobjekts und des Standorts der elektrischen Einrichtung verfahren werden. Bei Schutzmaßnahmen der Stufen 4 und 5 werden keine Trafostationen an elektrisch isoliert verlegten Teilen von Straßenbauwerken und sofern möglich auch nicht an anderen, gegen Streustromwirkungen geschützten Bauwerksteilen, vorgesehen. Kabel mit PE-Ummantelungen der Reihen AXEKCEY, AXEKVCEY u. Ä. erfüllen die Qualitätsanforderungen der äquivalenten doppelten Isolierung. Kabelleitungen mit Metallummantelungen werden wegen der möglichen Einschleppung von Streuströmen in die elektrisch isoliert verlegten Komplexe eines geschützten Straßenbauwerks nicht bemessen. Verlangt das Verfahren der Installation von elektrischen Einrichtungen mit einer Nennspannung über 1 000 V AC und 1 500 V DC an einer elektrisch isoliert erstellten Tragkonstruktion die Erdung der Tragkonstruktion und wird gleichzeitig durch Messung im Verlauf des Bauvorhabens nachgewiesen, dass im Rahmen der Schutzmaßnahmen für den elektrisch isolierend getrennten Teil (die Tragkonstruktion) ein Wert des elektrischen Isolierwiderstands, gemessen mit dem Verfahren der entfernten Erde, höher als 2 erreicht wird, so wird der elektrisch isolierend erstellte Teil über eine Überspannungssicherung (Spannungsbegrenzer) mit Wiederholungsfunktion geerdet. 6.6.5 Gleiserdung Eine Gleiserdung von nicht spannungsführenden Teilen – des Zubehörs von Betonbauten wird ausschließlich dann realisiert, wenn einer der Teile des Brückenbauwerks oder eines anderen Bauwerks30) in den Stromabnehmer- und Fahrleitungsbereich (ZTVZZP)31) hineinragt, oder wenn eine Stütze der Fahrleitung an der Baukonstruktion befestigt ist; für die Gleiserdung werden eine Überspannungssicherung (Spannungsbegrenzer) mit Wiederholungsfunktion und ein isolierter Leiter verwendet. 29 ) die Normen STN 34 6460 und STN 34 6461 werden entsprechend angewendet. STN 73 6223 31 ) STN EN 50122-1 30 ) 42 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Die Gleiserdung eines Teils des Brückenbauwerks direkt am Gleis ist nicht zulässig. Eine Gleiserdung erfolgt weder bei Betonkonstruktionen noch bei Ausleitungen aus der Bewehrung für Messzwecke. 6.6.6 Schutz gegen atmosphärische Überspannungen Hierbei handelt es sich um eine Maßnahme, die dem Schutz von Brückenobjekten und elektrischen Einrichtungen auf Brücken vor Blitzschlag und vor anderen schädlichen Wirkungen der atmosphärischen Elektrizität (z. B. induktive Wirkungen)32) dient. Stahlkonstruktionen auf Brückenobjekten Betroffen sind vor allem Stahlkonstruktionen von Brücken, Geländer, Berührungssperren und Berührungsschutzeinrichtungen, Antennenmasten, Vereisungsmelder u. Ä. Bei den gegenwärtig vorhandenen Brückenbauwerken hat sich die Praxis eingebürgert, die genannten Stahlkonstruktionen gegenseitig (vorrangig mit Hilfe der Verschweißung der Bewehrung) zu verbinden und diese mit Hilfe von geeignet gewählten Ableitern (z. B. über die Stützen der Brücke) zu erden. Bei Brücken mit Schutz vor Streuströmen ist es erforderlich, die Ableiter an den Stellen der isolierenden Trennung der Tragkonstruktion vom Unterbau, d. h. an den Auflagern der Stützen oder anknüpfenden Erdkörpern, mit einer Luftfunkenstrecke, in der Regel mit 10 - 20 mm Länge, zu trennen. Die in Längsrichtung verlaufende galvanische Unterbrechung des Geländers über den äußeren Brückenabschlüssen kann nach dieser Vorschrift als Funkenstrecke eines zufälligen Ableiters betrachtet werden. Die Norm33) definiert keine Bedingungen für den Schutz von Brückenbauwerken vor Blitzschlägen, es wird analog nach den baulichen Möglichkeiten des Bauwerks verfahren. Sofern der Ersteller der PD über den Blitzschutz einer Brücke entscheidet, legt er in der Regel die Anzahl der Ableiter nach der Anzahl der Stützen fest. Bei Neubauten werden vorgefertigte Ableiter nur dann zugelassen, wenn die Bewehrung nicht als zufälliger Ableiter und die Bewehrung des Unterbaus nicht als Fundamenterder genutzt werden können (z. B. Stützen aus Stein). 6.6.7 Erdungssysteme Erdungssysteme werden für Straßenbauwerke in Umgebungen mit Streustromeinflüssen vorrangig unter Verwendung von Fundamenterdern bemessen. Es wird nach den genannten Bestimmungen des Artikels 6.4.5 dieser TB verfahren. Erdungssysteme werden vorrangig aus Fundamenterdern, horizontalen Band- und Drahtleitern und deren Kombinationen gebildet. Erdungsstangen können ausnahmsweise an Orten verwendet werden, wo kein anderes Erdungssystem bemessen werden kann, oder wo nachweisbar keine Beschädigung der verlegten Vorrichtungen erfolgen kann. Plattenerder werden nicht verwendet. Die Fundamenterder werden je nach der baulichen Lösung des Straßenbauwerks - Brückenobjekts bemessen. Sofern für das Bauwerk ein Sekundärschutz – in Form eines Systems wasserdichter Isolierungen - bemessen wurde, wird der gefertigte Erder in den Ausgleichsbeton eingebracht. Ist das Bauwerk ohne Sekundärschutz bemessen („weiße Wanne“), wird ein Fundamenterder in Form der Bewehrung der Grundplatte und des anschließenden Unterbaus verwendet. Die Details der Lösung einschließlich der Ausleiter leiten sich aus den Bestimmungen von 6.4.2 und 6.4.3 dieser TB und weiteren Bestimmungen dieser TB ab. 32 ) 33 ) STN 38 0810, STN EN 62305-1 bis 3 STN EN 62305-1 bis 4, die Norm trifft keine Regelung für die Anzahl der Ableiter für Brückenobjekte 43 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 7 Monitoringsysteme für die Diagnostik von Streuströmen und das Vorhandensein von Korrosion in Bewehrungen Im Rahmen der Planung neuer Brückenobjekte (Straßenbauten) oder von deren Rekonstruktion wird empfohlen, Elemente zu planen, mit denen sich diagnostische Messungen des Vorhandenseins von Streuströmen und eine Überwachung der Korrosion der Bewehrung realisieren lassen und deren Zweck darin besteht, die Verwaltung rechtzeitig über mögliche Beschädigungen der Bewehrung durch Korrosion zu informieren und der Verwaltung so zu ermöglichen, anstelle von späteren umfangreichen Rekonstruktionen besser rechtzeitig Kleinreparaturen zu erledigen. Es werden Bemessungen von Elementen der nicht zerstörenden Diagnostik mit erweiterter Aussagefähigkeit (z. B. auch für die Überwachung von Korrosionsprozessen aus anderen Gründen als der ausschließlich unter dem Einfluss von Streuströmen verursachten Korrosion) bevorzugt. Die Systeme werden in Zusammenarbeit mit einer spezialisierten Arbeitsstätte, die sich mit diagnostischen Untersuchungen von Brückenbauwerken beschäftigt, und in Zusammenarbeit mit dem Investor bemessen. Der Lösungsentwurf wird im Rahmen der Erarbeitung der PD für den Schutz des Bauwerks vor Streustromwirkungen in die PD des Bauwerks eingearbeitet. Es werden insbesondere Elemente der nicht zerstörenden Diagnostik mit folgenden Aussagefähigkeiten bemessen: a) über den Auftritt von Korrosion in der Bewehrung; b) über die Korrosionsgeschwindigkeit; c) über den spezifischen Widerstand des überwachten Bauteils; d) über die Potential- oder Stromverhältnisse in der Baukonstruktion; e) über den pH-Wert; f) über das Vorhandensein aggressiver Stoffe im Beton - insbesondere in den exponierten Deckschichten des Betons über der Bewehrung. 8 PD der elektrischen Leitungen und Einrichtungen zur Überwachung des Streustromeinflusses Kabelleitungen für Messung und Verbindung der Bewehrungen werden bemessen, wenn Schutzmaßnahmen der Stufe 5 festgelegt sind. Unter Berücksichtigung des Charakters und Umfangs der Brückenkonstruktionen und der Bewertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung werden Verbindungskabel auch bei Festlegung von Schutzmaßnahmen der Stufe 4 bemessen. Die PD der Verbindungsleitungen wird vom Projektanten in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte erarbeitet. Die Verbindungsleitungen werden so bemessen, dass bei der Messung der elektrischen Widerstände die Rechteckmethode für die Eliminierung von Messungen (z. B. des elektrischen Widerstands) angewendet werden kann. 9 Aktiver Bautenschutz 9.1 Allgemeine Anforderungen an den aktiven Schutz von Stahlbetonkonstruktionen Die allgemeinen Anforderungen an den Einsatz und Betrieb des aktiven Schutzes sind in der STN EN ISO 12696 festgelegt. Es ist erforderlich, insbesondere die sich aus den zitierten Vorschriften und Normen ableitenden Anforderungen bezüglich der Erörterung des Entwurfs des aktiven Schutzes mit allen Verwaltungen fremder unterirdischer (verlegter) Einrichtungen und Versorgungsnetze34) einzuhalten. 34 ) z. B. STN 03 8372, STN 03 8374 44 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Bei der Entscheidung über die Wahl des aktiven Schutzes ist die Bedeutung des zu schützenden Objekts zu berücksichtigen. Bei Brückenobjekten mit vorgespannter Bewehrung wird ein aktiver Schutz mit einer externen Stromquelle nicht bemessen, sofern nicht nachgewiesen wird (durch Messung bzw. Berechnung), dass es zu keiner Beschädigung der vorgespannten Bewehrung kommen kann35). Grundsätzlich wird kein aktiver Schutz mit einer externen Stromquelle gegen Streustromwirkungen, chemische Einflüsse und auch aus anderen Gründen im Rahmen des Baus einer neuen Anlage mehr bemessen. Sofern die Schutzmaßnahmen die Stufe 5 erreichen, werden gemäß den vorhergehenden Kapiteln dieser TB im Verlauf der Erarbeitung der PD Maßnahmen bemessen, die eine Vorbereitung für die Anwendung des aktiven Schutzes darstellen. Zu diesen Maßnahmen gehören insbesondere: - höhere Dichte der Verschweißungen der Bewehrung; - höhere Anzahl der Messausleiter und Ausleiter zum Anschluss an die Versorgung des aktiven Schutzes; - Vorbereitung für die im Rahmen des Bauobjekts zu realisierende Verlegung von Versorgungskabelleitungen im mit dem Auftraggeber abgestimmten Umfang; - im Rahmen der Erarbeitung der vorbereitenden PD wird ein Posten für mögliche nachträgliche Schutzmaßnahmen (eventuell einschließlich des Einsatzes von aktivem Schutz) vorgesehen; Vor einer Anwendung des aktiven Schutzes mit einer externen Stromquelle wird die Verwendung von Opferelektroden und galvanischen Anoden bevorzugt. Eine notwendige Bedingung für jeden Entwurf eines aktiven Schutzes einer Stahlbetonkonstruktion ist der Nachweis der Verschweißung der Bewehrungen des zu schützenden Objekts. Es ist unerwünscht, die Bewehrung mit einer Stromdichte einer Zwangsquelle von mehr als 20 mA.m-2 zu belasten. Es wird empfohlen, Werte von 3 mA.m-2 bis 5 mA.m-2 anzuwenden. Bei der Installation aller Vorrichtungen des aktiven Schutzes müssen Anforderungen an die Kontrolle der laufend gemessenen Daten mindestens einmal monatlich während mindestens eines Jahres festgelegt werden, die Ergebnisse der Wirkung des aktiven Schutzes müssen ausgewertet werden. Die weitere Überwachung erfolgt laufend, mit der Möglichkeit der Auswertung des Standes des Schutzes und der Messdaten mit Hilfe der Datenfernübertragung. Die Auswertung erfolgt immer bei der Hauptuntersuchung des zu schützenden Objekts36). Die Einrichtungen sind so zu bemessen, dass ihre Effektivität laufend überwacht werden kann und dass bei nicht befriedigenden Ergebnissen oder bei der Feststellung von schädlichen Wirkungen auf die zu schützende Konstruktion eine Einrichtung sofort und ohne Nebenkosten demontiert werden kann. Bestandteil des Entwurfs des aktiven Schutzes muss auch ein Plan der Kontrollmessungen und Instandhaltungsanforderungen sein, dessen Erarbeitung für die Verwaltung durch die spezialisierte Arbeitsstätte nach Inbetriebnahme des aktiven Schutzes sichergestellt wird. 9.2 Anforderungen an den Kathodenschutz durch galvanische Opferanoden, angelegten Strom oder eine Kombination beider Methoden, Kathodenschutz gegen Streustromwirkungen Ein aktiver Schutz zur Verringerung der Streustromwirkungen, der eine äußere elektromotorische Kraft (Stromquelle) umfasst, wird für Stahlbetonkonstruktionen nur ausnahmsweise bemessen, wenn dessen unbedingte Notwendigkeit durch Messergebnisse nachgewiesen ist und wenn sich die 35 ) z. B. Zerstörungsrisiko durch Wasserstoff oder Auflösung des Eisens Durch die Bestimmung wird die sich aus der STN 03 8374 und weiteren Normen ableitende Pflicht der Verwaltung, für einen aktiven Schutz zu sorgen, nicht ersetzt. 36 ) 45 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Unwirksamkeit aller realisierten oder realisierbaren passiven Schutzmaßnahmen einschließlich der Verringerung der passiven Fähigkeiten der Bewehrung im Beton erweist. Der Schutz wird nur ausnahmsweise dann bemessen, wenn durch Untersuchungen eine hohe Aggressivität der Umwelt, in welcher das Bauwerk errichtet wird, nachgewiesen wurde. Als berechtigt kann eine Bemessung von Schutzmaßnahmen mit externer Stromquelle betrachtet werden, wenn das Potenzial der Betonbewehrung gegenüber einer in der Erde befindlichen Cu/CuSO4Referenzelektrode im Verlauf von sechs Monaten während 75 % des überwachten Zeitraums ein Potenzial37) von mehr als +100 mV erreicht, oder wenn das Stundenmittel der gemessenen Spannung einen Spannungswert von +500 mV überschreitet. Bei der Messung wird der pH-Wert der Betondeckschicht überwacht. Für die Belange der Bemessung aktiver Schutzmaßnahmen für Stahlbetonbauten wird im Sinne dieser Vorschrift als ausreichend und am Geeignetsten ein „Schutzpotenzial“ der Bewehrung gegenüber einer in der Erde befindlichen Cu/CuSO4-Referenzelektrode in der Spanne von -600 mV bis -750 mV38) definiert, hierbei ist die Verschiebung des Ausschaltpotenzials um mindestens 100 mV maßgeblich. Das „Schutzpotenzial“ der Bewehrung gegenüber der Cu/CuSO4-Referenzelektrode darf einen Wert von -900 mV, ausnahmsweise bis -1 000 mV, unter der Voraussetzung, dass der Auftragnehmer durch eine Berechnung und anschließend durch Messungen nachweist, dass das Potenzial keinen „Überschutz“ der Bewehrung verursacht, nicht überschreiten. Ausreichend ist ein Schutzpotenzial von -600 mV bis -750 mV (bei einem mit Standardmethoden gemessenen pH-Wert von 10 bis 1239)). Bei der Bemessung des Schutzes werden die zum Schutz von linienförmigen Einrichtungen40) angewendeten Verfahren unter Berücksichtigung der Eigenschaften der im Beton verlegten Bewehrung und diese TB entsprechend angewandt. Die Bemessung des Kathodenschutzes muss mit einer Berechnung belegt werden, die die technische Lösung durch Dimensionierung des Kathodenschutzes und die Tatsache, dass der Kathodenschutz keine Beschädigung der Bewehrung (durch „Überschutz“) verursacht, nachweist. Die Anoden werden mit einer Lebensdauer von mindestens 25 Jahren bemessen; hierbei wird von einer geplanten Lebensdauer des Brückenbauwerks von 100 Jahren ausgegangen. Die Dimensionierung des ausgehenden Stroms der Gleichrichter-Stromquelle erfolgt in der ersten Phase durch Berechnung, die berechneten Werte werden anschließend experimentell auf der Baustelle geprüft. Der in die Konstruktion gelieferte Strom sollte bei nicht beschichteten Bewehrungen einen Wert von 10 A nicht überschreiten, normalerweise erreicht er Werte bis zu einem (1) Ampere. Für die Dimensionierung der in der Erde verlegten Anode wird der Wert des Anodenstroms auf Grundlage des Materialschwunds wie folgt festgelegt: für beschichtete Bewehrungen mit einem Schwund von 0,5 kg/Jahr 100 mA/m2; für nicht beschichtete Bewehrungen mit einem Schwund von 9,1 kg/Jahr 50 mA/m2. Die Anoden werden auf 120 % des Nennstroms der Stromquelle des aktiven Schutzes dimensioniert. Anoden für Gleichrichter des Kathodenschutzes müssen für einen maximalen Belastungswiderstand in Höhe von 0,9 bemessen werden. Der Gesamtwert des elektrischen Widerstands des Stromkreises 37 ) d. h. bei Überwachung im Verlauf einer Saison min. 1 x monatlich mindestens 1 Stunde, wobei zumindest eine Messung 24 Stunden dauern muss 38 ) wird bezüglich der konkreten zu schützenden Konstruktion berücksichtigt – bezüglich der Maße, der Unterteilung des Bauwerks, der Anforderungen an die Kapazität der Quelle, der Messergebnisse des pH-Werts usw. 39 ) z. B. bei einer diagnostischen Untersuchung der Brückenkonstruktion. 40 ) Ausgangsstandard ist die STN EN ISO 12696, ferner kann die STN EN 12954 und auch z. B. die SAEX–X-300 herangezogen werden. 46 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 einschließlich der Kabelleitungen darf nicht größer als 1 sein. Bei Systemen, deren Stromquelle aus Fotozellen bemessen ist (Solarsysteme), werden diese Werte auf die Hälfte gesenkt. Zum Erreichen einer effektiven gleichmäßigen Stromverteilung wird der optimale Abstand der Anoden vom zu schützenden Objekt individuell nach der Berechnung und den örtlichen Bedingungen gewählt. Die Verwendung von Tiefenanoden muss durch eine geologische Untersuchung und Berechnung belegt sein41). Der Mindestabstand zwischen der Anode und einer anderen nahen unterirdischen Konstruktion wird durch ein Gutachten gemäß den örtlichen Bedingungen und unter Berücksichtigung der zum Schutz von Einrichtungen aus Metall anzuwendenden Normen bestimmt. Tiefenanoden, die aus zwei verschiedenen Quellen gespeist werden, müssen min. 50 m voneinander entfernt oder in einem der Tiefe der Verlegung entsprechenden Abstand positioniert werden. Der Spannungsabfall an den Speisekabeln darf bei Systemen mit Gleichrichterquellen nicht größer als 10 % und bei Systemen mit Solarquellen nicht größer als 3 % sein. In der Nähe der Anoden befindliche Speisekabel werden grundsätzlich mit erhöhter Isolierfähigkeit (elektrischer Festigkeit) und mit erhöhter Beständigkeit gegen Abbau durch elektrische Felder42) bemessen. Bestandteil der Erarbeitung der PD ist die Lösung der eigentumsrechtlichen Beziehungen, die sich aus der Anbringung von Anoden auf fremden Grundstücken ableiten. 10 Instandhaltungsanweisungen 10.1 Anweisungen für die Instandhaltung von mit grundlegenden Schutzmaßnahmen versehenen Brückenobjekten 10.1.1 Stufen 1 und 2 Instandhaltungen und festgelegte Untersuchungen erfolgen nach der Vorschrift für die Straße. 10.1.2 Stufe 3 Instandhaltungstätigkeit und Umfang der Untersuchungen müssen um die Aufsicht und Sicherstellung der Instandhaltung der baulichen Elemente der Schutzmaßnahmen erweitert werden. Schnee (insbesondere mit Salz), Verunreinigungen und Luftfeuchtigkeit bilden Leitungswege auf der Oberfläche der Isolierelemente und vereiteln die Funktion der Schutzmaßnahmen. Es handelt sich um: - die Einhaltung der vorgeschriebenen Luftlücken, der Sauberkeit der Isolierverbindungen der Geländer auf den Brückenabschlüssen, in der Winterperiode auch um die Beseitigung des Schnees von den genannten Stellen; - eine erhöhte Sorgfalt bei der Reinigung der Brückenabschlüsse; - die Aufrechterhaltung der Sauberkeit der Isoliermaterialien unter den Auflagern der Tragkonstruktion; - die Aufrechterhaltung der Sauberkeit der isolierenden Trennungen der Entwässerung, die sich an den Übergangsstellen von der Tragkonstruktion zu den auf der Unterseite des Brückenbauwerks befestigten Ableitern befinden; - die Kontrolle der Einhaltung des vorgeschriebenen Luftabstands der Luftfunkenstrecken des Schutzes der aus Metall bestehenden Bestandteile der Brücke und ihrer Ausstattung gegen elektrische Überspannungen. 41 ) z. B. Anwendung der Berechnungsmethode für die Bemessung von Tiefenanoden für unterirdische Tankanlagen gemäß STN EN 13636 42 ) z B. in Ausführung aus hochmolekularem PE + PTFE (z. B. HMWPE, Permarad, Halar) u. Ä. 47 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 10.1.3 Stufe 4 Die Instandhaltungstätigkeiten und der Umfang der Untersuchungen müssen im Umfang wie für Stufe 3 durchgeführt werden, die Anforderungen sind um die Instandhaltung der Ausleiter aus der Bewehrung erweitert. Es handelt sich um Anstriche und das Anziehen gelockerter Befestigungsschrauben an den Ausleitern aus der Bewehrung. Erforderlich sind Messungen, die in den Zeitabständen der Hauptuntersuchungen (4 Jahre oder ein Vielfaches von vier Jahren) durchzuführen sind. Die Messungen werden von der Verwaltung entweder selbst durchgeführt oder sie beauftragt diese bei einer spezialisierten Arbeitsstätte. Es handelt sich um Messungen, die normalerweise auf Grundlage der Messergebnisse und der von der spezialisierten Arbeitsstätte für die Rekonstruktion oder den Bau von Straßenbauwerken herausgegebenen Empfehlungen für die Verwaltung spezifiziert sind. Bezüglich der Verarbeitung der Ergebnisse der in der Dokumentation der elektrischen und geophysikalischen Messungen (DEMS) aufgeführten Messungen kann die spezialisierte Arbeitsstätte die Messperiode ändern. In der Regel erfolgt bei üblichen und genügenden Ergebnissen die Änderung auf das Doppelte oder Dreifache der angegebenen Periode, d. h. auf 8 oder 12 Jahre. Bei nicht genügenden Ergebnissen oder bei Ergebnissen, die Korrosionsprozesse anzeigen, schlägt die spezialisierte Arbeitsstätte vor, diese Periode auf einen kürzeren Zeitraum zu verkürzen, in der Regel auf ein bis zwei Jahre. In diesem Falle werden überwiegend nur spezielle Messungen und keine komplexen Messungen durchgeführt. 10.1.4 Stufe 5 Die Instandhaltungstätigkeit und der Umfang der Untersuchungen einschließlich der erforderlichen Messungen werden gegenüber der Stufe 4 ferner um die Instandhaltung der Schränke (Verteiler) der Messobjekte und verbundenen Objekte erweitert. Es handelt sich um Anstriche, das Anziehen gelöster Schrauben der Abdeckplatten der Schränke und der Klemmen der Verbindungskabel (Leiter) der Leitungen im Innern der Schränke. Es erfolgt eine Kontrolle der Unversehrtheit der leitenden Verbindungen, die beim Bau der Brücke auf dieser installiert wurden. Eventuell wird auch die Unversehrtheit der dauerhaft eingebauten Messsonden kontrolliert. Die erforderlichen Messungen im Zeitintervall der Hauptuntersuchungen werden von der Verwaltung selbst ausgeführt oder sie beauftragt diese bei einer spezialisierten Arbeitsstätte. Es handelt sich um Messungen, die normalerweise auf Grundlage der Messergebnisse und der von der spezialisierten Arbeitsstätte herausgegebenen Empfehlungen für die Verwaltung spezifiziert und im DEMS-Bericht bei der Rekonstruktion oder dem Bau von Straßenbauwerken aufgeführt sind. Unter dem Gesichtspunkt der Messperioden wird analog nach 10.1.3 dieser TB vorgegangen. Sofern der Verwaltung keine Messergebnisse gemäß DEMS zur Verfügung stehen, verfährt sie gemäß dieser Vorschrift im Rahmen der nächsten detaillierten Untersuchung des Bauwerks auf die Weise, dass sie in Zusammenarbeit mit der spezialisierten Arbeitsstätte den entsprechenden Umfang der Messungen festlegt und die Messungen sicherstellt. 10.2 Anweisungen für die Instandhaltung von Brückenobjekten bei Gleiserdung der Schutznetze und Schutzschilde über elektrifizierten Eisenbahnstrecken Es wird unter Berücksichtigung der eigentumsrechtlichen Aufteilung der Einrichtungen des Brückenobjekts verfahren. Gleiserdungseinrichtungen einschließlich Schutznetzen und Schutzschilden im Eigentum der Bahn werden vom Bahnbetreiber verwaltet. Von der Verwaltung des Brückenobjekts wird kontrolliert, ob es durch den Betrieb der Gleiserdungseinrichtung nicht zu einer Beschädigung des Brückenobjekts kommt. Im Falle von festgestellten Mängeln fordert sie die Verwaltung der 48 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 Gleiserdung zu deren Beseitigung auf. Diese ist verpflichtet, die Mängel innerhalb eines Monats zu beseitigen. 10.3 Anweisungen für Instandhaltungen von Straßenbauwerken (insbesondere Brückenobjekten), die mit einem aktiven Schutz versehen sind Die Verwaltung übernimmt bei Bauabnahme die PD des Bauwerks, die Folgendes enthält: - die PD der Ist-Ausführung, insbesondere mit Verankerung der Positionen der Anoden; - die Dokumente zur Regelung der eigentumsrechtlichen Beziehungen, sofern sich die Anoden auf fremden Grundstücken befinden, die Beziehung zur Messung des Stromverbrauchs (eigene Entnahme, Stromzähler u. Ä.); - die Ausgangsmesswerte einschließlich ihrer Beschreibung, die grafischen Ausgaben; - den Abschlussbericht (DEMS), der Anweisungen für den weiteren Betrieb des Systems der Schutzmaßnahmen vor Streustromwirkungen enthält. 10.4 Anweisungen für das Verfahren bei der Planung von Reparaturen oder Rekonstruktionen von Brückenobjekten unter dem Gesichtspunkt des Schutzes vor Streustromwirkungen Bestehende Brückenobjekte, die nicht beim Bau mit einem System von Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen versehen wurden, können nachträglich nur in begrenztem Umfang geschützt werden. Weist ein bestehendes Brückenobjekt Korrosionsbeschädigungen auf, wird im Rahmen der Diagnostik des Brückenbauwerks [T9] auch eine ZKP einschließlich Auswertung der Messungen und Beschreibung der Untersuchung des Brückenbauwerks unter dem Gesichtspunkt der betreffenden Problematik vorgenommen. Weist die ZKP einen Streustromeinfluss entsprechend Schutzmaßnahmen der Stufe drei oder niedriger nach, wird dem Brückenblatt ein Pass gemäß Anhang 5 dieser TB beigefügt, im Rahmen der Reparatur des Brückenobjekts wird gemäß diesen TB verfahren. Am Brückenobjekt werden keine weiteren Messungen vorgenommen. Weist die ZKP einen Streustromeinfluss entsprechend Schutzmaßnahmen der Stufen 4 oder 5 nach, erarbeitet der Projektant der Rekonstruktion oder Reparatur des Brückenobjekts Maßnahmen, die es gestatten, den Umfang der Rekonstruktion des Brückenobjekts zu erweitern. So werden zum Beispiel die Bettungen aus Polymermörtel unter den Lagern bei deren Auswechslung erneuert, es wird eine ordnungsgemäße Trennung des Zubehörs über den Ausdehnungsfugen der Tragkonstruktion gemäß diesen TB hergestellt u. Ä. Ist das Brückenobjekt nicht mit einer verschweißten Bewehrung versehen, werden keine Ausleitungen, weder im Rahmen einer Rekonstruktion noch einer Reparatur, bemessen, das Brückenobjekt wird auch in den Folgejahren nicht durch Messungen des Streustromeinflusses kontrolliert. Nur dann, wenn ein großer Einfluss von Streuströmen in Verbindung mit Korrosionsbeschädigungen der Brückenkonstruktion nachgewiesen wird (und wenn es gleichzeitig wirtschaftlich effektiv ist), kann gemäß Kapitel 9 dieser TB über den nachträglichen Einsatz eines aktiven Schutzes entschieden werden. In einem solchen Fall ist im Rahmen einer Reparatur oder Rekonstruktion ein Eingriff in die Brückenkonstruktion auf eine Weise erforderlich, dass eine nachträgliche Verschweißung der Bewehrungen vorgenommen werden kann, und zwar z. B. auch durch Abschlagen der Deckschicht der Bewehrung an den Ecken der einzelnen Teile (Auflager, Tragkonstruktion). Dieses Verfahren gilt auch für Anwendungen eines aktiven Schutzes gegen chemische Einflüsse. Anschließend wird das Brückenobjekt nach den oben angegebenen Anforderungen des Kapitels 9 dieser TB und den Anforderungen dieses Kapitels für mit aktivem Schutz ausgestattete Objekte überwacht. Der Projektant der Reparatur bzw. Rekonstruktion des Brückenobjekts ist verpflichtet, vor Beginn der Erarbeitung der PD die verfügbaren Informationen über das Verfahren des Schutzes des Brückenobjekts vor Streustromwirkungen von der Verwaltung anzufordern. Die Verwaltung ist verpflichtet, die Messergebnisse des Streustromeinflusses (DEMS-Berichte, Korrosionsuntersuchungen und übrige Messergebnisse) zu erfassen. 49 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 10.5 Anweisungen für die Verwaltung von Brückenobjekten im Hinblick auf den Betrieb fremden aktiven Schutzes und bezüglich Streustromquellen Stellt die Verwaltung eines Brückenobjekts fest, dass in der Nähe des Brückenobjekts die Absicht besteht, eine mit aktivem Schutz ausgestattete Anlage zu installieren, ist sie verpflichtet, Anforderungen an die Gewährleistung des Schutzes des Brückenobjekts vor unerwünschten Einflüssen des fremden aktiven Schutzes festzulegen und im äußersten Fall auch die Zustimmung zum Bau der fremden Anlage zu verweigern. Die Geltendmachung des Verfahrens nach STN EN 14505 über die komplexe Lösung des Schutzes verlegter Einrichtungen (z. B. bei Anwendung des Kathodenschutzes einer Rohrleitung) kann nur dann erfolgen, wenn das Brückenobjekt für ein solches Schutzsystem nach diesen TB vorbereitet ist (insbesondere System der Verschweißung der Bewehrungen, Ausleiter usw.). Ein wahlloser Anschluss von Brückenobjekten an einen aktiven Schutz einschließlich Drainage durch wahllose Freilegung der Bewehrung ist verboten. Wird in der Nähe eines Brückenobjekts (bis ca. 1 km) ein fremder aktiver Schutz nachträglich installiert, ist die Verwaltung des Brückenobjekts verpflichtet, die Messung des Streustromeinflusses in unmittelbarer Nähe des Brückenobjekts vor und nach der Installation des aktiven Schutzes zu verlangen. Bei festgestellten negativen Einflüssen auf das Brückenobjekt verlangt sie Abhilfemaßnahmen beim Betreiber des aktiven Schutzes und erteilt ggf. keine Zustimmung mit dem Betrieb des Schutzes im Rahmen des Bauverfahrens und der Bauabnahme. 50 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte 11 TB x/2013 Anhänge Anhang 1 Anhang 2 Anhang 3 Anhang 4 Anhang 5 Anhang 6 Beispiel des verbindlichen Mindestinhalts der ZKP-Bewertung Beispiel des verbindlichen Mindestinhalts des Protokolls der Messungen im Bauverlauf Inhalt der PD für die Bemessung von Schutzmaßnahmen gegen Streustromwirkungen Musteraufstellung der Messung der Streustromeinflüsse im Verlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens für die Belange der Erarbeitung der PD Brückenpass Stufen der grundlegenden passiven Schutzmaßnahmen für die Begrenzung des Streustromeinflusses 51 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 ANHANG 1 BEISPIEL DES VERBINDLICHEN MINDESTINHALTS DER ZKP-BEWERTUNG 1 Formale Obliegenheiten des ZKP-Berichts Bezeichnung der Aktion Art der Messung (ZKP) Auftragsnummer Ausfertigungsdatum des Protokolls Ersteller des Protokolls 2 Inhalt des ZKP-Berichts: 2.1 Inhalt, Verzeichnis der Anhänge und Zeichnungen 2.2 Allgemeine Informationen - grundlegende Informationen über die durchgeführte ZKP, Auftraggeber, Auftragnehmer - grundlegende Informationen über den Messort und - den Umfang der Messungen, insbesondere bestehend aus: der Ermittlung des scheinbaren spezifischen Widerstands (der Resistivität) des Bodens, der Ermittlung des elektrischen Felds in der Erde, der Auswertung der Dichte und Richtung der Streuströme, (evtl. aus weiteren Daten gemäß STN 03 8372, STN EN 13509 - z. B. pH-Wert, Temperatur – sofern diese nicht durch eine andere, z. B. geotechnische Untersuchung am Bauort ermittelt werden). 2.3 Messbedingungen - örtliche Bedingungen, Charakteristika des zu begutachtenden Objekts: Angaben über den Standort des Bauvorhabens, Beschreibung der Örtlichkeit grundlegende Angabe über das Bauvorhaben, Neubau oder Rekonstruktion - Angabe über die ermittelten Streustromquellen und deren Wirkung in der Messzeit - Angaben über die Belastung (Umspannwerk zur Zeit der Messung der Stromfelder, z. B. elektrifizierte Strecke in Betrieb, Zugpause im Abschnitt u. Ä.) - Messdatum - klimatische Bedingungen - Luft- und Bodentemperatur 2.4 Mess- und Auswertungsverfahren - für die Messung des scheinbaren spezifischen Widerstands 52 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 verwendete Messgeräte, ihr Bereich, ihre Genauigkeit und ihr Innenwiderstand Beschreibung des Verfahrens, - für die Ermittlung des Vorhandenseins von Streuströmen im Boden verwendete Messgeräte Angabe über die Kalibrierung der Geräte und insbesondere der Messsonden Schaltung der Geräte (Schaltschema) Beschreibung der Messungen, der Auswertung, der Berechnung und Fehlerermittlung. 2.5 Auswertung der Erdwiderstände und der Streustromdichte - Auswertung der Korrosionsaggressivität der spezifischen Bodenwiderstände gemäß STN 03 8372 - Auswertung der Korrosionsaggressivität der Streuströme gemäß STN 03 8372 2.6 Auswertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung, Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen - Auswertung und Ermittlung des Saugkoeffizienten - Ermittlung der Größe Saugkoeffizienten - Ermittlung der Stufe der Schutzmaßnahmen nach Tabelle 1 dieser TB der Streuströme unter 2.7 Empfehlung für die Erarbeitung der PD des Bauvorhabens 2.8 Gemessene Werte - 2.9 Berücksichtigung des Summe der gemessenen Daten bzw. Auswahl der gemessenen Werte einschließlich Angaben über die Messdauer und die Häufigkeit der Ablesungen Grafische Verläufe der gemessenen Größen 2.10 Lageplan des Bauvorhabens mit Kennzeichnung der Messpunkte, Standorten der Messsonden und Angabe der Richtungen und Größen der festgestellten Streuströme 3 Anweisungen für die Festlegung des Saugkoeffizienten Der Saugkoeffizient wird auf Grundlage langzeitiger empirischer Erfahrungen festgelegt und ist durch folgende Formel gegeben: (1) wobei: Ks der Gesamtsaugkoeffizient der Brücke ist und in der Regel Ergebniswerte von 0 bis 10 annimmt, wobei Null für Steinbrücken oder andere Brücken ohne Stahlbewehrung festgelegt ist, dies gilt ohne Berücksichtigung der Teilkoeffizienten km, kk kp, ksm eigentlicher Saugkoeffizient der Brücke; für neue Brücken nimmt er je nach Abmessung und Art der Konstruktion folgende Werte an: 1 Altbauten, 53 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 2 3 4 5 Neubauten kleinerer Abmessungen ohne unmittelbare Streustromeinflüsse – ohne nahe Traktionssysteme und nahe andere Quellen, oder Altbauten, bei denen nach Rekonstruktionen Änderungen der baulichen Lösung erfolgt sind (z. B. wenn Stützen aus Stein durch Stützen aus Stahlbeton ersetzt werden), Neubauten mittlerer und größerer Abmessungen, Neubauten großer Abmessungen und mittlerer Abmessungen, die sich in der Nähe von Streustromquellen befinden, Rahmenkonstruktionen ausgedehnte Bauten und mittlere und kleinere Bauten ohne Trennung des Tragwerks vom Unterbau, Bauten in unmittelbarer Nähe von Streustromeinflüssen, kk Bauwerkskoeffizient, welcher folgende Werte annehmen kann: 0 elektrisch isolierend getrenntes Bauwerk, 1 teilweise getrenntes oder unterteiltes Bauwerk, 2 das Bauwerk wird durch eine elektrisch leitende untrennbare Einheit gebildet, kp nimmt Werte von 1 bis 3 an, wird als Umgebungskoeffizient bezeichnet und gestattet der spezialisierten Arbeitsstätte bei der Bewertung der grundlegenden Korrosionsuntersuchung weitere eventuelle Korrosionsgefahren durch Streuströme, wie z. B. die unmittelbare Nähe eines Bahn-Umspannwerks, einer neuen Gleisbettung zu bewerten, aber auch z. B. Mess- und Verbindungsleitungen über ein Brückenbauwerk größeren Ausmaßes über einen Wasserlauf u. Ä. zu berücksichtigen. Für die umgerechnete Streustromdichte, auf Grundlage derer die Stufe der Schutzmaßnahmen gemäß Tabelle 1 in Anhang 6 dieser TB festgelegt wird, gilt: Jv = Ks. J (2) wobei: Jv je die umgerechnete Stromdichte für die Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen ist, J die berechnete Stromdichte ist, die gemäß dem Verfahren in Übereinstimmung mit der Norm STN 03 8372 ermittelt wurde. 54 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 ANHANG 2 BEISPIEL DES VERBINDLICHEN MINDESTINHALTS DES PROTOKOLLS DER MESSUNGEN IM BAUVERLAUF 1 2 Formale Obliegenheiten des Protokolls: Bezeichnung der Aktion Art der Messung, Messung im Verlauf oder nach Abschluss des Bauvorhabens Registriernummer des Protokolls Auftragsnummer Ausfertigungsdatum des Protokolls Ersteller des Protokolls Inhalt des Protokolls: Einleitung Messgegenstand Messbedingungen Messdatum klimatische Bedingungen Luft- und Bodentemperatur, Temperatur des Bauwerks Überprüfung der Bauvorbereitung verwendete Geräte Art des Geräts und Typ Messbereich Genauigkeit des Geräts Innenwiderstand Messverfahren Messwerte z. B. Tabelle der Messwerte Messergebnisse Abschluss (Bewertung) Bemerkung: Der Inhalt des Protokolls kann im Hinblick auf den Gegenstand der Messungen angepasst werden. Bei der Zusammenstellung des Protokolls müssen die geltenden Vorschriften eingehalten werden.43) 43 ) z. B.: STN 34 6461, STN 34 6460 u. Ä.. 55 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 ANHANG 3 INHALT DER PD FÜR DIE BEMESSUNG VON SCHUTZMAßNAHMEN GEGEN STREUSTROMWIRKUNGEN 1 Die formalen Obliegenheiten des Projekts - sind durch die Vorschriften der TB und die TQB (technisch-qualitative Bedingungen) festgelegt. 2 Dokumentation für die Bauvergabe Technischer Inhalt: 2.1 Verweis auf die grundlegende Korrosionsuntersuchung - steht (nicht) zur Verfügung, - grundlegende Informationen über die durchgeführte ZKP, Messdatum, Auftragnehmer, - Angabe der Hauptergebnisse, - Stufe der Schutzmaßnahmen, ggf. Festlegung der Stufe der Schutzmaßnahmen. 2.2 Konzeption und Registrierungsbeschreibung der Lösung - Kurzbeschreibung der baulichen Lösung, - Unterbau, - eine elektrisch isolierende Trennung der (Trag-) -konstruktion des Bauwerks ist bemessen / nicht bemessen, - angewendete Prinzipien des primären und sekundären Schutzes und der baulichen Maßnahmen, - betroffene Fremdeinrichtungen und Anforderungen an diese in Bezug zu dem zu schützenden Bauwerk, - Blitz-, Überspannungs- und Berührungsschutz, - ein System dauerhafter Einrichtungen zur Überwachung des Streustromeinflusses ist bemessen / nicht bemessen, - ein System zur Diagnostik der Korrosion der Bewehrungen ist bemessen / nicht bemessen, - die Messung des Einflusses der Streuströme und ihres Umfangs im Bauverlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens ist bemessen / nicht bemessen, 2.3 Zeichnungsteil - nur bei schwierigen Bauwerken (Prinzipien der Schweißungen, Positionierung der Ableiter, prinzipielles Schema der dauerhaften Leitungen, Positionierung der Elemente zur Diagnostik der Bewehrungskorrosion), 2.4 Aufstellung der Arbeiten - Messung im Verlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens, - dauerhafte Einrichtungen zur Überwachung des Streustromeinflusses, - Diagnostik der Bewehrungskorrosion. 3 Die PD auf der Stufe des Bauprojekts - ist die Ausarbeitung der PD auf der Stufe für die Vergabe des Bauvorhabens mit Schwerpunkt auf: der Beschreibung der Lösung der einzelnen Schutzmaßnahmen für das gesamte Bauwerk, 56 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 der Beschreibung der Lösung der dauerhaften Leitungen zur Überwachung des Streustromeinflusses, sofern solche bemessen werden, Beschreibung der Lösung der Diagnostik der Bewehrungskorrosion, sofern bemessen, Aufstellung der Messungen im Verlauf und nach Abschluss des Bauvorhabens - mit Ergänzung des Zeichnungsteils, sofern der Typ des Bauwerks dies erfordert: Positionierung der Messausleiter aus der Bewehrung, prinzipielles Schema der Verschweißung der Bewehrung in den Bewehrungszeichnungen, Lösung der dauerhaften Leitungen, ihr Schema, sofern bemessen, Lösung der Diagnostik der Bewehrungskorrosion, sofern bemessen, Schaltung der Messschränke. ANHANG 4 MUSTERAUFSTELLUNG DER MESSUNG DER STREUSTROMEINFLÜSSE IM VERLAUF UND NACH ABSCHLUSS DES BAUVORHABENS FÜR DIE BELANGE DER ERARBEITUNG DER PD 1 Kontrolle der Verschweißung der Bewehrung Mit einer Untersuchung wird geprüft, ob die Verschweißung den oben spezifizierten Anforderungen an die Verschweißung der Bewehrung unter dem Gesichtspunkt des Schutzes gegen Streustromwirkungen entspricht. Es erfolgt ein Eintrag im Bautagebuch. 2 Kontrolle der Verbindung der Vorspannbewehrung Es wird analog verfahren. 3 Kontrolle der Bauvorbereitung Überprüfung der Bedingungen zur Durchführung elektrischer und geophysikalischer Messungen am Brückenobjekt. 4 Aufstellung der Messungen im Bauverlauf Die Ergebnisse der Messungen im Bauverlauf werden in Protokolle eingetragen. Messung des Erdwiderstands der Stützen mit dem Verfahren der entfernten Erde. Messung der Spannungs- und Stromverhältnisse im Unterbau ohne Tragkonstruktion. Multitasking- (parallele) Messung für mehrere Stützen gleichzeitig. Messung des elektrisch isolierenden Widerstands der Polymermörtelschichten. Messung des elektrischen Widerstands (Kontrolle der Verschweißung) der Ausleitungen aus der Bewehrung für die Funkenstrecke. Messung des Erdwiderstands der Tragkonstruktion mit dem Verfahren der entfernten Erde. 5 Messungen an der baulich fertiggestellten Brücke 57 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Messung zur Ermittlung des Potentials der Bewehrungen der Stützen - Boden, Messung für die Ermittlung des Polarisationspotenzials der Bewehrung, Messung für die Ermittlung des elektrischen Felds in der Erde, Messung des Potenzialabfalls und des elektrischen Widerstands, Messung des Erdwiderstands der Stützen und der Tragkonstruktion, Messung des Isolierwiderstands und der Spannung an der Tragkonstruktion, Messung des Isolierwiderstands und der Spannung am Zubehör der Brücke, Kontrolle der Ausführung der elektrischen Einrichtungen am Brückenbauwerk (Beleuchtung usw.), Potenzialmessung mit Ausschaltung des Kathodenschutzes (eigenen oder fremden Kathodenschutzes in der Nähe). 6 Vergabe der Messungen Der Plan der Messungen wird von der spezialisierten Arbeitsstätte gemäß dem Ist-Zustand auf der Baustelle aufgestellt. 7 Auswertung der Messungen Die Messergebnisse werden von der spezialisierten Arbeitsstätte im Abschlussbericht aufgeführt, in dem die Messergebnisse aus dem Bauverlauf und die Messergebnisse nach Abschluss des Bauvorhabens ausgewertet sind. 58 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte TB x/2013 ANHANG 5 BRÜCKENPASS SCHUTZ DES BAUWERKS VOR STREUSTROMWIRKUNGEN BRÜCKENPASS (Anlage zum Brückenarchiv) Bezeichnung der Brücke: Identifikationsnummer, Verwaltungsnummer/Bezeichnung Stufe der Schutzmaßnahmen: Nr. X Grundlegende Korrosionsuntersuchung (ZKP) Ja/Nein Kilometrierung der Brücke Erarbeiter, Jahr, spezifischer Widerstand des Bodens XX Ωm, Streustromdichte XX.105A.m-2 Km xx,xxx Brückenlänge xxx m Brückenbreite xxx m Anzahl der Felder Klassifikation der Brücke X Vom Unterbau getrennte Tragkonstruktion (Art der Konstruktion) Ja/Nein Verschweißte Bewehrung des Unterbaus Ja/Nein Verschweißte Bewehrung der Tragkonstruktion Ja/Nein Ausleitungen aus der Bewehrung des Unterbaus Ja/Nein Ausleitungen aus der Bewehrung der Tragkonstruktion Ja/Nein Lager Ja/Nein Brückenabschlüsse Ja/Nein Geländer Ja/Nein (Herstellung über Dehnungs...) Blitzschutz Ja/Nein (Sammler, latente (verborgene) Verbindung, Ableiter, ...) Schutz gegen Berührungsspannung Ja/Nein (Die Brücke kreuzt eine Bahnstrecke ..., außerhalb des Stromabnehmerund Fahrleitungsbereichs (ZTVZ), keine Gleiserdung, Sperren ...) Messung im Bauverlauf Ja/Nein Messung nach Abschluss des Bauvorhabens Ja/Nein Protokoll der Messungen für die Inbetriebnahme des Ja/Nein (Auflagerung auf ...) 59 Grundlegende Schutzmaßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen TB x/2013 Bauwerks Abschlussbericht der Messungen nach Abschluss des Bauvorhabens Ja/Nein PD für den Schutz gegen Streuströme Ja/Nein (P, PP, SKP, Brückenpass…) 60 TB x/2013 Grundlegende technische Maßnahmen zur Begrenzung des Einflusses von Streuströmen auf Brückenobjekte von Straßen ANHANG 6 TABELLE 1 Tabelle 1 Stufen der grundlegenden passiven Schutzmaßnahmen für die Begrenzung des Streustromeinflusses Stufen der grundlegenden passiven Schutzmaßnahmen für die Begrenzung des Streustromeinflusses Grundlegende Schutzmaßnahme n Stufe Nr. Stromdichte [A.m-2] gemessene Werte oder mit dem Koeffizienten des Saugeffekts der Brücke berechnete Werte 1 < 1.10-7 2 1.10-7 - 3.10-6 3 3.10-6 - 1.10-4 4 1.10-4 - 3.10-3 5 > 3.10-3 Auswertung der grundlegenden Schutzmaßnahmen. Die Maßnahmen nach den Ziffern und Buchstaben können auf Grundlage eines Fachgutachtens kombiniert werden. 1. Primärschutz gemäß STN EN 206-1 A - ohne Verbindung der Bewehrung und ohne Ausleitungen aus der Bewehrung auf die Oberfläche der Baukonstruktion 2. Kombination des Primärschutzes gemäß STN EN 206-1 und eines eventuellen Sekundärschutzes gemäß Kapitel 6.3 dieser TB B - ohne Verbindung der Bewehrung und ohne Ausleitungen aus der Bewehrung auf die Oberfläche 3. gleich wie 2 plus C - bauliche Maßnahmen gemäß Kapitel 6.4 dieser TB ohne Verbindung der Bewehrung und ohne Ausleitungen aus der Bewehrung auf die Oberfläche 4. gleich wie 2 plus D - bauliche Maßnahmen gemäß Kapitel 6.4 dieser TB einschließlich Verbindung der Bewehrung und einschließlich Ausleitungen aus der Bewehrung auf die Oberfläche 5. gleich wie 4 plus E - PD „Elektrische Leitungen und Einrichtungen für die Kontrolle des Streustromeinflusses“, die elektrische und geophysikalische Messungen, einschließlich der Realisierung einer eventuellen Bemessung nachfolgender Schutzmaßnahmen ermöglichen. 61
