Kranbahnträger-Stoß: Stumpfnähte, Schienenstoß, Prüfumfang

Ein Stoß im Kranbahnträger ist keine Werkstattentscheidung. EN 1090-2:2018 verlangt in Abschnitt 7.5.9.1, dass die Ausführungsspezifikation die Lage von Stumpfnähten festlegt, die als Stöße wegen verfügbarer Erzeugnislängen dienen — nach der Anmerkung dort, damit sich die Übereinstimmung mit der Bemessung prüfen lässt. Ob die Nahtüberhöhung blecheben abzuarbeiten ist, legt ebenfalls die Ausführungsspezifikation fest.

Die Enden von Stumpfnähten sind so auszuführen, dass die Naht mit voller Nahtdicke durchläuft. Für EXC3 und EXC4, und für EXC2 wenn festgelegt, sind bei voll durchgeschweißten Quer-Stumpfnähten An- und Auslaufstücke zu verwenden. Ihre Schweißeignung darf nicht geringer sein als die des Grundwerkstoffs; nach dem Schweißen werden sie entfernt, nach den Regeln für vorübergehende Anbauteile in Abschnitt 7.5.6. Dort steht auch: An ermüdungsbeanspruchten Bauteilen sind Meißeln und Fugenhobeln beim Entfernen nicht zulässig, sofern nichts anderes festgelegt ist.

Voll durchgeschweißte Nähte von einer Seite dürfen mit oder ohne Badsicherung hergestellt werden (Abschnitt 7.5.9.2). Bleibt eine Badsicherung aus Stahl im Bauteil, gehören die Anforderungen dazu in die Schweißanweisung. Der Stahl muss einen Kohlenstoffäquivalentwert (CEV) von höchstens 0,43 % haben oder dem am besten schweißgeeigneten der zu verbindenden Grundwerkstoffe entsprechen. Für EXC3 und EXC4 ist eine verbleibende Badsicherung durch voll durchgeschweißte Stumpfnähte durchgehend zu machen; Heftnähte sind in die Stumpfnaht einzubeziehen.

Ein Stumpfstoß in Gurt oder Steg ist eine Quernaht: Als Längsnaht zählt nach Tabelle 24, Fußnote d, nur eine Naht parallel zur Bauteilachse. Für Quer-Stumpfnähte und nicht durchgeschweißte Nähte in Stumpfstößen gibt Tabelle 24 der EN 1090-2:2018+A1:2024 als Umfang der ergänzenden zerstörungsfreien Prüfung an:

• EXC1: 0 %, bei Stahl ab S420 jedoch 10 % (Fußnote b)
• EXC2: 10 %
• EXC3: 20 %
• EXC4: mindestens der Umfang von EXC3 (Fußnote a)

Seit A1:2024 gilt für die Stahlkategorien A2 und B2 mindestens der Umfang von EXC3. Neu ist auch ein Eskalationspfad: Zeigt eine Prüfung nicht annehmbare Ergebnisse, sollen zwei weitere Stellen derselben Naht gleich geprüft werden; sind sie in Ordnung, wird die Fehlstelle repariert oder ersetzt und erneut geprüft, zeigt eine der beiden Stellen wieder einen Befund, folgen zwei weitere Stellen derselben Naht. Zeigt auch davon eine einen Befund, sollen alle von der Stichprobe vertretenen Bereiche repariert oder ersetzt und erneut geprüft werden — oder vollständig geprüft und nach Bedarf nachgebessert. Abgeschlossen wird die ergänzende Prüfung in der Regel erst nach der Mindestwartezeit aus Tabelle 23, deren Werte die Tabelle nach Naht und Werkstoff unterscheidet; die Zeit zwischen Nahtende und Prüfbeginn ist im Prüfbericht anzugeben.

Die Längsnaht zwischen Steg und Obergurt hat in derselben Tabelle eine eigene Zeile — mehr dazu auf der Seite Kranbahnträger. Welche Unregelmäßigkeiten in welcher Bewertungsgruppe zulässig sind, erklärt die Seite zu ISO 5817.

Für ermüdungsbeanspruchte Stöße entscheidet die Ausführung über den Kerbfall. DIN EN 1993-1-9:2010-12 ordnet quer laufende Stumpfnähte in Tabelle 8.3 ein; der Kerbfall ist der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit in N/mm² bei 2 Millionen Spannungsspielen. Auszugsweise:

• Kerbfall 112 — Detail 2: vor dem Zusammenbau geschweißte Flansch- und Stegstöße in geschweißten Blechträgern. Voraussetzungen u. a.: alle Nähte blecheben in Lastrichtung geschliffen, An- und Auslaufstücke verwendet und anschließend entfernt, beidseitige Schweißung mit ZfP. Bei Blechdicken über 25 mm wird der Wert mit ks = (25/t) hoch 0,2 abgemindert.
• Kerbfall 80 — Detail 9: Querstöße in geschweißten Blechträgern ohne Freischnitte. Voraussetzungen u. a.: Nahtüberhöhung höchstens 20 % der Nahtbreite, An- und Auslaufstücke, beidseitige Schweißung mit ZfP.
• Kerbfall 36 — Detail 13: einseitig geschweißte Stumpfnähte ohne Schweißbadsicherung; Kerbfall 71, wenn die Wurzellage durch ZfP geprüft wird.

Die Spanne zeigt, warum die Ausführungsvorgaben in die Spezifikation gehören. EN 1090-2:2018 sagt das in Abschnitt 7.6.2 ausdrücklich: Die Ausführungsspezifikation legt die Ausführungsanforderungen fest, die nötig sind, um die Anforderungen der Tabellen 8.1 bis 8.8 der EN 1993-1-9:2005 einzuhalten. Welcher Kerbfall angesetzt wird und ob der Nachweis reicht, entscheidet die Tragwerksplanung; Hintergrund zum Nachweis von Schweißnähten an Krantragwerken gibt es unter schweissnaht-nachweis.de.

Neben dem Stoß des Trägers gibt es den Stoß der Kranschiene. Für ihn nennt Tabelle B.9 der EN 1090-2:2018 zwei funktionale Toleranzen: den Höhenversatz der Schienenoberkante und den Seitenversatz der Schienenkante am Stoß, jeweils ± 1 mm in funktionaler Toleranzklasse 1 und ± 0,5 mm in funktionaler Toleranzklasse 2 nach EN 1090-2 §11.3.2. Die übrigen Herstell- und Montagetoleranzen der Kranbahn stehen auf der Seite Kranbahn-Toleranzen.

Wird der Träger geschraubt gestoßen, gelten die Regeln für mechanische Verbindungen in Abschnitt 8 der EN 1090-2:2018. Auszugsweise:

• Teile einer gemeinsamen Lage dürfen in der Dicke um höchstens 2 mm voneinander abweichen, bei vorgespannten Verbindungen um höchstens 1 mm; Futterbleche sind mindestens 1 mm dick, die Blechdicken so zu wählen, dass höchstens drei Futterbleche nötig sind (Abschnitt 8.1).
• Ohne andere Festlegung beträgt die Mindestvorspannkraft Fp,C = 0,7 · fub · As (Abschnitt 8.5.1).
• Vorspannung kann nach der Anmerkung in Abschnitt 8.5.1 unter anderem für die Ermüdungsfestigkeit eingesetzt werden.

Ob ein Stoß vorgespannt ausgeführt wird, ist wieder eine Vorgabe der Bemessung. Für die Werkstatt und die Montage zählt, dass Anziehverfahren und Prüfung zu dieser Vorgabe passen.

Ein geschweißter Stoß braucht eine tragende Schweißanweisung, einen Schweißer mit gültiger Prüfung und eine nachvollziehbare Prüfung. KranNorm führt Schweißanweisungen nach ISO 15609-1 und prüft, ob Verfahrensprüfung und Schweißer den Auftrag decken; Prüfpläne und Prüfumfänge werden je Auftrag dokumentiert, die Nachweise als PDF oder ZIP ausgegeben. Mehr unter Kranbau Doku Software und im Beitrag EN 1090-2 im Kranbau.