Gabrys, Ulrike

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Conference Paper, Published VersionGabrys, UlrikeAusführung von StahlbautenVerfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/101976Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation:Gabrys, Ulrike (2012): Ausführung von Stahlbauten. In: Bundesanstalt für Wasserbau (Hg.):Eurocodes für den Verkehrswasserbau. Karlsruhe: Bundesanstalt für Wasserbau. S. 58-64.Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use:Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichendenNutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, dieWeiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung derNamensnennung. Im Einzelfall kann eine restriktivere Lizenz gelten; dann gelten abweichend von den obigenNutzungsbedingungen die in der dort genannten Lizenz gewährten Nutzungsrechte.Documents in HENRY are made available under the Creative Commons License CC BY 4.0, if no other license isapplicable. Under CC BY 4.0 commercial use and sharing, remixing, transforming, and building upon the materialof the work is permitted. In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms ofthe restrictive license will be binding.Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 58 - Ausführung von Stahlbauten  Dipl.-Ing. U. Gabrys (BAW)  1 Allgemein Mit Einführung der europäischen Normengeneration musste auch die Normenreihe DIN 18800 „Stahlbauten“ zurückgezogen werden. Der Teil 7 der Normenreihe DIN 18800 regelte die Ausfüh-rung und Herstellerqualifikation. Dieser Teil der DIN 18800 ist durch die Normenreihe DIN EN 1090 „Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken“ ersetzt worden und untergliedert sich in drei Teile. Bis zu 30.06.2014 gilt die Koexistenzphase von DIN EN 1090 und 18800. Während dieser Koexistenzperiode ist zu beachten, dass ein Kreuzungsverbot zwischen den beiden Regel-werken besteht. Weitere Stichtagsregelungen sind dem Erlass WS 12/5257.15/1-6: Verzeichnis „Technisches Regelwerk - Wasserstraßen“ (TR-W), Ausgabe 2012-09, einschließlich „Wasserstra-ßenspezifische Liste Technischer Baubestimmungen“ (WLTB) zu entnehmen.    Tabelle 1:  Regelung während der Koexistensphase bis 30.06.2014 2 DIN EN 1090 „ Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken“   Teil 1: Konformitätsnachweisverfahren für tragende Bauteile  Teil 1 der DIN EN 1090 regelt lediglich das Konformitätsnachweisverfahren für tragende Bauteile und ist aufgrund eines Mandats der Europäischen Kommission an das Europäische Komitee für Normung CEN eine harmonisierte Norm. Die Teile 2 (Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken) und 3 (Technische Regeln für die Ausführung von Aluminiumtragwerken) sind durch Eigeninitiative des CEN entstanden und daher keine harmonisierten Normen. DIN EN 1090-1 ist eine harmonisierte europäische Produktnorm, deren wesentlicher Inhalt im Nachweis der Übereinstimmung des Bauprodukts mit den gestellten Anforderung liegt. Der Nachweis dieser Kon-Berechnung  Fertigung  Zertifizierung des Betriebs  Eignungsnachweis für Schweißarbeiten auf der Baustelle  Kennzeichnung der Produkte  DIN EN 1993 + NA   DIN EN 1090-2  DIN EN 1090-1  Schweißzertifikat* für die entsprechende  Ausfüh-rungsklasse EXC   CE-Kennzeichnung Ausnahme bis 01.07.2014 Kreuzungsverbot     DIN 18800    DIN 18800-7   DIN 18800-7  Bescheinigung für die entsprechende Hersteller-qualifikation  Ü - Zeichen Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 59 - formität wird durch die CE-Kennzeichnung bestätigt. Die Ausstellung des Konformitätsnachweises durch den Hersteller darf erst nach der Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) durch eine notifizierte Stelle [Schm. 2012 ] erfolgen. Fertigt der Hersteller auch geschweiß-te Bauteile, so ist zusätzlich ein Schweißzertifikat vorzulegen. Regelungen hinsichtlich des Zu-sammenbaus auf der Baustelle finden sich weder im Teil 1 der DIN EN 1090 noch im Teil 2. Dies zeigt, dass noch eine gravierende Regelungslücke hinsichtlich der Stahlbauarbeiten auf einer Bau-stelle vorliegt.    Stahlwasserbauten oder Teile von Stahlwasserbauten sind nicht CE-Kennzeichnungspflichtig, da es sich um individuell gefertigte Bauprodukte handelt. Dieser Umstand enthebt den Hersteller von seiner Pflicht zur Erstellung einer Leistungserklärung gemäß Bauproduktenverordnung, Kapitel II, Artikel 5. Diese Leistungserklärung ist erforderlich, um das Produkt mit dem CE-Kennzeichen zu versehen. Jedoch ist unbestritten, dass in dem Produkt „Stahlwasserbauverschluss“ Bauprodukte gemäß Bauregelliste B integriert sind, die einer CE-Kennzeichnungspflicht unterliegen. Dies betrifft z. B. Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustahl gemäß DIN EN 10025-1, Schweißzusatzwerkstoffe gemäß DIN EN 13479, planmäßig vorspannbare Schraubenverbindungen für den Metallbau ge-mäß DIN EN 14399-1 und Garnituren für nichtplanmäßig vorgespannte Schraubenverbindungen gemäß DIN EN 15048. Diese Produkte können bei den Herstellern oder im Handel mit CE-Kennzeichen bezogen werden. Bei Stahlwasserbauten werden häufig auch die korrosionsbestän-digen Stähle eingebaut (Bolzen, Achsen, Rohre usw.). Diese Stähle werden in der nächsten Aus-gabe der Bauregelliste Teil B gelistet und sind dann ebenfalls mit dem CE-Kennzeichen zu verse-hen. Die im Stahlwasserbau zu verwendenden Dichtungen sind nicht in der  Bauregliste B gelistet und unterliegen somit keiner CE-Kennzeichnungspflicht. Bauteile wie z. B. Spurlager und Halsla-ger sind oftmals aus mehreren Materialien und Einzelbauteilen gemäß Baubeschreibung gefertigt und im Regelfall Einzelfertigungen, so dass auch für diese Bauteile keine Leistungserklärung durch den Hersteller des Lagers und somit keine CE-Kennzeichnung erfolgen muss. Bei der Standardi-sierung von Bauteilen gelten die v.g. Regelungen nicht.  Die Enthebung der CE-Kennzeichnungspflicht entlässt den Hersteller nicht aus seiner werkseige-nen Produktionskontrolle. Diese ist zur Herstellung von Stahlwasserbauten zwingend erforderlich, um zu gewährleisten, dass das Produkt „Stahlwasserbauverschluss“ den hohen Qualitätsanforde-rungen der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung entspricht.   3  DIN EN 1090 „ Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken“ Teil 2: Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken Der Teil 2 der DIN EN 1090 regelt, ähnlich wie die uns bekannte DIN 18800-7, die Ausführung von Stahltragwerken. Allerdings muss sich der Hersteller nun für die jeweilige Ausführungsklasse eines Bauwerkes zertifizieren lassen. Diese Ausführungsklassen sind durch den Tragwerksplaner zu bestimmen und setzen sich aus der Schadensfolgeklasse, der Beanspruchungskategorie und der Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 60 - Herstellungskategorie zusammen. Zur Bestimmung der Ausführungsklassen verschiedener Stahl-wasserbauten sind diese in der nachfolgenden Tabelle 2 gelistet. Diese Tabelle 2 bildet die Grund-lage zur einheitlichen Wahl der Ausführungsklassen im Geschäftsbereich der WSV.   Bauwerk / Tragwerksteil Ausführungsklassen im Geschäftsbereich der WSV Einlaufrechen EXC2 Schwimmpoller Stoßschutzeinrichtungen Wehrverschlüsse  Schleusentore einschließlich ihrer Betriebsverschlüsse Revisionsverschlüsse EXC2 EXC3  Sonstige Betriebsverschlüsse Verschlüsse von Hebewerken Verschlüsse von Sturmflutsperrwerken Sicherheitstore Kanalbrücken EXC3   EXC3 EXC3  Tabelle 2:  Ausführungsklassen (EXC) von Stahlwasserbauten im Geschäftsbereich der WSV  Anhand der Festlegung einer Ausführungsklasse wird auch die Ausführungsqualität mit dem ent-sprechenden Kontroll- und Prüfumfang und der erforderlichen Dokumentation für die herzustellen-den Stahlbauten bestimmt. Die Tabelle A.3 des normativen Anhangs A zur DIN EN 1090-2 zeigt sehr übersichtlich für die Ausführungsklassen 1-4 die jeweiligen Mindestanforderungen auf. Einige dieser Anforderungen sind nachfolgend etwas ausführlicher dargestellt.  Im Kapitel 4 der DIN EN 1090-2 werden Regelungen hinsichtlich der Ausführungsunterlagen und Dokumentation getroffen. Dies unterstreicht die konsequente Trennung zwischen der Bemessung nach DIN EN 1993 „Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten“ und deren Ausführung. Ge-mäß der DIN EN 1090-2 müssen alle notwendigen Informationen und technische Anforderungen vor Beginn der Ausführungsarbeiten geregelt sein. Dies umfasst insbesondere die Zusatzangaben gemäß Tabelle A.1 des normativen Anhangs A und der Auswahlmöglichkeiten gemäß Tabelle A.2 (Anhang A). Des Weiteren sind vor Beginn der Stahlbauausführung, die Vorbereitungsgrade und die Toleranzklassen festzulegen. Der normative Anhang D gibt für die Herstellungstoleranzen und Montagetoleranzen die Mindestanforderungen vor. Sind darüber hinaus spezielle Toleranzen ein-zuhalten, so sind diese vorab zu vereinbaren. Auch die Ausführungszeichnungen müssen vor Be-ginn der Stahlbaufertigung vorliegen. Dabei ist sicher zu stellen, dass allen am Bau beteiligten die aktuellste Version der Zeichnung zur Verfügung steht. Bei den Ausführungszeichnungen wird in Werkstattzeichnungen und Übersichtszeichnungen unterschieden. Auch Prüf- und Arbeitspläne gehören in die Ausführungsunterlagen.   Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 61 - Die durch den Hersteller anzufertigende Herstellerdokumentation umfasst die Qualitätsdokumenta-tion und, falls festgelegt, einen Qualitätsmanagementplan. Explizit dafür sind zu nennen, dass Re-gelungen hinsichtlich der für die Ausführung zuständigen Personen zu treffen, dass Arbeitsprozes-se, Verfahren und Arbeitsanweisungen und die Vorgehensweisen bei Nichtkonformitäten zu be-schreiben bzw. festzulegen sind.  Kapitel 5 der DIN EN 1090-2 beinhaltet die Festlegungen hinsichtlich der Konstruktionsmateria-lien. Unter dem Begriff Konstruktionsmaterialien sind alle Grundwerkstoffe wie Baustähle, nichtros-tende Stähle, Schmiedeteile und Stahlguss zusammengefasst. Außerdem gehören die Schweiß-zusatzwerkstoffe, mechanische Verbindungsmittel, hochfeste Zugglieder und Vergussmaterialien zu den Konstruktionsmaterialien.   Die Festlegungen der Tabelle 1 im Kapitel 5.2 sind für die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) nicht relevant, da die [ZTV-W 216] (1998) die vorzulegenden Prüfzeugnisse vorgibt.   Auf die Rückverfolgbarkeit der Werkstoffe wird nachfolgend näher eingegangen. Für die Ausfüh-rungsklasse 3 (und auch Ausführungsklasse 4) muss die Rückverfolgbarkeit in allen Stadien der Herstellung, beginnend mit der Lieferung der Materialien oder Vorprodukte gewährleistet sein (Do-kumentation). Grundwerkstoffe (Stähle), Schweißzusätze und Schrauben müssen eine CE-Kennzeichnung aufweisen und Abnahmeprüfzeugnisse gemäß ZTV-W 216. Diese Rückverfolgbar-keit wird durch die Prüfbescheinigungen 3.1 und 3.2 gewährleistet, da es sich bei diesen um beleg-te spezifische Prüfungen handelt. Jedoch sollte ein Stahlbauhersteller, trotz einer vorliegenden Prüfbescheinigung 3.1 oder 3.2, im Rahmen seiner Eingangskontrolle stichprobenartige Werkstoff-prüfungen durchführen, da es schon vorgekommen ist, dass das gelieferte Material nicht die be-scheinigten mechanisch-technologischen Kennwerte aufwies oder der bescheinigten Analyse ent-sprach. Hinzuweisen wäre noch auf die Festlegung der Grenzabmessungen der Dicke für die Aus-führungsklasse 3. Wird nichts anderes vorgeschrieben so gilt, dass die Klasse A gemäß DIN EN 10029  zu wählen ist. Dies bedeutet, dass Grundwerkstoffe (hier z. B. Bleche) mit Minderdicken beginnend ab 0,3 mm (Blechdicken < 5 mm) zunehmend bis 1,3 mm (Blechdicken ab 250 mm) akzeptabel sind. Daher wird empfohlen, für die Grenzabmessungen von Stahlwasserbauten min-destens die Klasse B nach DIN EN 10029 vorzugeben.   Die Regelungen im Kapitel 7 betreffen das Schweißen der Bauteile. Eine grundsätzliche Forde-rung ist, dass die Schweißarbeiten in Übereinstimmung mit den Anforderungen des maßgebenden Teils der DIN EN ISO 3834 erfolgen. Für Stahlwasserbauten, die ja überwiegend der Ausführungs-klasse 3 zuzuordnen sind, gilt der Teil 2: „Umfassende Qualitätsanforderungen“ gemäß der v.g. Norm. Für die zu schweißenden Bauteile muss ein Schweißplan vorliegen der u. a. die Schweiß-anweisung, den Schweißfolgeplan, Angaben über die Anforderungen an die Abnahmekriterien usw. beinhalten muss. Des Weiteren regelt dieses Kapitel der DIN EN 1090-2 auch die Qualifizie-rung der einzusetzenden Schweißverfahren und des Schweißaufsichtspersonals. Bei der Ausfüh-rungsklasse 3 sind Schweißverfahrensprüfungen und vorgezogene Arbeitsprüfungen als Methode Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 62 - zur Qualifizierung des Schweißverfahrens zulässig. Die technischen Kenntnisse des Aufsichtsper-sonals orientieren sich zum einen an der gewählten Ausführungsklasse, aber auch an der zu ver-schweißenden Materialdicke und dem zu verschweißenden Konstruktionsmaterial (Grundwerk-stoff). Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt diese Zusammenhänge sehr anschaulich. Für Stahlwas-serbauten wäre demnach noch ein Schweißtechniker (EWT) als Schweißaufsichtsperson ausrei-chend, wenn die zu verarbeitenden Dicke des Materials kleiner 25 mm ist. Hier sind noch zusätzli-che Regelungen für Stahlwasserbauten durch den Auftraggeber erforderlich.      Tabelle 3: Technische Kenntnisse des Schweißaufsichtspersonals   Des Weiteren werden im Kapitel 7 Regelung hinsichtlich der Schweißnahtvorbereitung, der Lage-rung und Handhabung von Schweißzusätzen des Zusammenbaus für das Schweißen, des Vor-wärmens, des Heftens usw. getroffen. Bei den Abnahmekriterien für Schweißnahtunregelmäßigkei-ten sei darauf hingewiesen, dass die für Ausführungsklasse 4 geforderte Bewertungsgruppe B+ seit vielen Jahren bereits gemäß ZTV-W 216 für Stahlwasserbauten gefordert wird.  Kapitel 12 regelt die Kontrolle, Prüfung und Korrekturmaßnahmen von und an Stahlbauten. Über die werkseigene Wareneingangskontrolle müssen die Begleitdokumente der Konstruktionsmateria-lien und vorgefertigten Bauteile überprüft werden, genauso wie deren Oberflächen. Bei fehlenden Begleitdokumenten sind die Materialien oder vorgefertigten Bauteile als nicht konforme Produkte einzustufen. Des Weiteren sind die Bauteilabmaße zu kontrollieren. Bei Schweißarbeiten ist eine Kontrolle vor und während des Schweißens gemäß dem vorab zu erstellenden Kontrollplan erfor-derlich. Die Anforderungen müssen den maßgebenden Teil der DIN EN ISO 3834 erfüllen. Der B=EWS; S=EWT; C=EWE Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 63 - Zeitpunkt der Kontrolle mit zerstörungsfreien Prüfmethoden ist gemäß Tabelle 23 der DIN EN 1090-2 festzulegen. Der erforderliche Kontrollumfang richtet sich nach der festgelegten Ausfüh-rungsklasse. Sichtprüfungen aller Schweißnähte und auch deren Zwischenlagen sind für alle Aus-führungsklassen immer erforderlich. Die Schweißanweisungen sind vorab gemäß Kapitel 12.4.2.2, Absatz 4 zu prüfen. Der weitere Prüfumfang ist der Tabelle 24 der DIN 1090-2 zu entnehmen. Nachfolgend wird diese nochmals als Tabelle 4 aufgeführt, um zu verdeutlichen welche Ausfüh-rungsklasse welchen (dokumentierten) Prüfumfang erfordert.   Tabelle 4: Umfang der ergänzenden zerstörungsfreien Prüfverfahren  Kapitel 12 regelt auch die Kontrollen beim Einsatz mechanischer Verbindungsmittel ebenso wie die Kontrolle des Oberflächenschutzsystems oder die Kontrollen während der Montage. Auch die Maßnahmen bei Nichtkonformität sind in diesem Kapitel geregelt.   Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die DIN EN 1090-2 viele Festlegungen der DIN 18800-7 übernommen hat. Es sind aber auch zusätzliche Regelungen aufgenommen worden. Die nachfolgenden Stichpunkte umreißen die wesentlichen Änderungen zur DIN 18800-7 [DIN-Sem.]:  DIN EN 1090 löst die DIN 18800-7 (zum 01.07.2014) endgültig ab  DIN EN 1090 (+DIN EN 1993-1-1) teilt Stahlbauten in Ausführungsklassen (EXC1-4) ein  DIN EN 1090-2 gibt Schweißaufsichtspersonen vor (IWS; IWT; IWE)  DIN EN 1090-2 fordert mehr zerstörungsfreie Prüfungen  DIN EN 1090-2 fordert mehr Probeschweißungen  DIN EN 1090-2 lässt für den Schweißfachmann ein größeres Spektrum  DIN EN 1090-1 gibt die Regelungen für das CE-Kennzeichen vor  DIN EN 1090-1 verlangt ein Zertifikat zur WPK und ein Schweißzertifikat  Ist vom Tragwerksplaner anzugeben Bundesanstalt für Wasserbau Eurocodes für den Verkehrswasserbau 8. und 9. Oktober 2012 in Karlsruhe  - 64 -  Literatur [Schm. 2012]: H. Schmidt, R. Zwätz, L. Bär, K. Karthage, V. Hüller, C. Kammel, M. Volz: Ausfüh-rung von Stahltragwerken; Beuth-Verlag GmbH; 2012 [ZTV-W 216]: Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen – Wasserbau (ZTV_W) für Stahlwas-serbauten(Leistungsbereich 216/1), Ausgabe 1998 [DIN-Sem.]: DIN-Seminar: Stahlbauten: Anwendung von Eurocode 3 und DIN EN 1090 (Teile 1 und 2)- Ablösung der Normenreihe DIN 18800; Beuth Verlag GmbH; 2012  Anmerkung: Online-Register der Zertifizierungen von Herstellern Stahlbauten http://www.en1090.net/index.php 

Ausführung von Stahlbauten

http://henry.baw.de/bitstream/20.500.11970/101976/1/Gabrys_Ausf%c3%bchrung%20von%20Stahlbauten.pdf

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