Die erste robotergeschweißte Brücke der Welt: Ya-Brücke in Norwegen

Dass sich die norwegische öffentliche Straßenverwaltung (Statens Vegvesen) für SSAB Weathering ML Stahl entschied, beruhte auf der außergewöhnlichen Schlagzähigkeit des Stahls, insbesondere bei kälteren Temperaturen. Diesen Vorteil verdankt der Stahl seinem geringeren Kohlenstoffgehalt, der auch für eine ausgezeichnete Schweißbarkeit sorgt – ganz besonders für Laserschweißen. Der witterungsbeständige Stahl wurde auch ausgewählt, da keine Lackierung erforderlich ist und sich dadurch die Instandhaltungskosten über die gesamte Lebensdauer der Brücke erheblich senken lassen. Der Standort des Projekts spielte bei dieser Entscheidung eine ausschlaggebende Rolle. Aufgrund von Faktoren wie einer niedrigen Luftfeuchtigkeit, der Abwesenheit von Streusalz und der Lage der Brücke über dem Fluss Ya wurde witterungsbeständiger Stahl zur bevorzugten Option für einen höheren Korrosionsschutz. Diese Bedingungen stellten sicher, dass die Eigenschaften des Stahls perfekt auf seine Aufgabe abgestimmt waren, während gleichzeitig das Risiko einer Verschmutzung des Flusses durch Lack eliminiert wurde.

Als erste Autobrücke der Welt wurde die Brücke über den Fluss Ya vollständig mit automatisierten Laserschweißrobotern gefertigt, die starke, präzise Verbindungen erzeugten. Das robotergestützte Schweißen wurde durch digitale Zwillinge und 3D-Modellierung weiter unterstützt. Dieser Ansatz ermöglichte eine schnellere, kostengünstigere und umweltfreundlichere Methode des Brückenbaus im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Die neue Schweißtechnik im Brückenbau erzeugt, verglichen mit herkömmlichen Schweißnähten, Verbindungen mit verbesserten Ermüdungseigenschaften und kann in Zukunft die Verwendung von dünneren Stahlprofilen ermöglichen.

Die einfache Instandhaltung von witterungsbeständigem Stahl spielte eine ausschlaggebende Rolle bei der Entscheidungsfindung des Kunden. Die natürlichen Eigenschaften des Stahls vereinfachen die Pflege der Brücke und führen zu einer langlebigeren und effizienteren Struktur. SSAB Weathering Stähle verlängern die Lebensdauer einer Brücke bei minimalem Instandhaltungsaufwand. Wenn der Stahl lackiert wird, können die Intervalle für die Neulackierung bei witterungsbeständigem Stahl doppelt so lang sein wie bei anderen Stahlgüten, was die Instandhaltungskosten halbiert.

SSAB Weathering Stahl hat einen guten Ruf als kostengünstige, korrosionsbeständige Lösung für anspruchsvolle Projekte wie Brücken. Der thermomechanisch gewalzte, witterungsbeständige Stahl der nächsten Generation spart durch seine Korrosionsbeständigkeit und den Wegfall von Lackierung nicht nur Kosten, sondern reduziert dank seiner ausgezeichneten Schweißbarkeit und überlegenen Schlagzähigkeit auch die Fertigungszeit. Die unlackierte Oberfläche von witterungsbeständigem Stahl bildet mit der Zeit aufgrund der veränderlichen Witterung eine patinierte Schicht, die als Schutzbarriere dient und Korrosion verhindert. Der Rost sammelt sich in der äußersten Schicht des Stahls an und verwandelt diese in eine Schutzschicht, die vor weiterer Korrosion schützt. Dies verringert nicht nur die Instandhaltungskosten der Brücke, sondern eliminiert auch jegliche Emissionen, die durch das Lackieren entstehen. 

Der gewählte Stahl – SSAB Weathering in der Güte 355 (S355J5W+M) in Kombination mit dem thermomechanisch gewalzten witterungsbeständigen Stahl von SSAB –macht die Konstruktion der Brücke effizienter und umweltfreundlicher. Dieser innovative Stahl ermöglicht nahtloses Schweißen ohne Vorwärmen, was den Herstellungsprozess beschleunigt und wertvolle Energieressourcen schont. Seine außergewöhnliche Schlagzähigkeit – auch bei Temperaturen von bis minus 50 Grad –, gepaart mit seiner hohen Ermüdungsfestigkeit macht ihn zum idealen Material für anspruchsvolle Brückenkonstruktionen.

Die Anwendung von thermomechanisch gewalztem Stahl vereinfachte nicht nur das Schweißen und die Montage auf der Baustelle, sondern war auch nahtlos auf den Einsatz von robotergestützter Laserschweißtechnologie abgestimmt. Diese Kombination machte das Vorwärmen der Stahlbauteile während der Montage überflüssig, was wiederum den Bauprozess verschlankte und zur allgemeinen Umwelteffizienz des Projekts beitrug. Dabei muss beachtet werden, dass dieser Stahl einer Reihe strenger Tests unterzogen wurde, die seine Zuverlässigkeit und Festigkeit in realen Szenarien erfolgreich bestätigt haben.

Die Fertigung der Brücke über den Ya durch den örtlichen Hersteller Prodtex zeichnet sich durch eine hohe Qualität und einen geringeren Energieverbrauch im Vergleich zu konventionellen Methoden aus. Obwohl die Gewichtsreduzierung nicht das Hauptziel bei diesem Projekt war, wurde das Potenzial des Stahls gut ausgenutzt. Durch vorgefertigte Bleche von SSAB wurde der Fertigungsprozess revolutioniert. Sie ermöglichten eine schnellere Produktion, verringerten den Ausschuss und senkten die Logistikkosten. Dieser innovative Ansatz verbesserte nicht nur die Effizienz des Bauprozesses, sondern minderte auch die Umweltauswirkungen. Durch Laserschweißen wird weniger Energie verbraucht und es werden weniger CO₂-Emissionen verursacht als bei herkömmlichen Schweißverfahren. Das neuartige Verfahren von Prodtex AS erweist sich als umweltfreundliche Alternative, die nicht nur für Brücken, sondern auch für verschiedene andere Stahlkonstruktionen geeignet ist. Die Ya-Brücke ist ein strahlendes Beispiel für die Zukunft des Brückenbaus und vereint Innovation, Nachhaltigkeit und Effizienz.