Filtern
Dokumenttyp
Referierte Publikation
- nein (20) (entfernen)
Schlagworte
- Impact-Echo (20) (entfernen)
Die Bauwerke der Bundesfernstraßen (Brücken, Tunnel, Lärmschutzwände) sind gemäß DIN 1076 regelmäßig zu überprüfen. Bei der alle sechs Jahre stattfindenden Hauptprüfung sind diese Bauwerke handnah zu untersuchen und die Schäden nach Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit zu bewerten.
Allerdings lassen sich versteckte Schäden beziehungsweise Ursachen von sichtbaren Schäden nicht immer erkennen. Aus diesem Grund sind in den vergangenen Jahren verstärkt Anstrengungen auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) im Bauwesen unternommen worden. Hierbei haben die Verfahren Radar, Impact-Echo und Ultraschall ihre prinzipielle Einsatzfähigkeit zur Schadenserkundung beziehungsweise -bewertung bewiesen. Allerdings haben die einzelnen Verfahren ihre bestimmten Einsatzgrenzen beziehungsweise Randbedingungen, die zu beachten sind. Zudem ist der Einsatz dieser Verfahren zur Untersuchung größerer Flächen sehr zeit- und personalintensiv und erzeugt zurzeit noch nicht unerhebliche Kosten. Aus diesem Grund hat die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung einen Baustellenscanner entwickelt, der es ermöglicht, automatisiert eine größere Fläche eines Bauwerks mit den oben genannten Verfahren der ZfP zu untersuchen.
Zur Untersuchung eines Bauwerks vor Ort wurde die Fuldatalbrücke Eichenzell gewählt, die im Zuge des Ausbaus der Bundesstraße zur Autobahn A 66 abzureißen war. Mit Unterstützung der Hessischen Straßenbauverwaltung und hierbei speziell des ASV Fulda wurden Untersuchungen mit Radar, Impact-Echo und Ultraschall an der Fahrbahnplatte von oben beziehungsweise von unten sowie an der Innenseite des Hohlkastensteges durchgeführt.
Der Baustellenscanner und die einzelnen Verfahren konnten praxisnah erprobt und ihre Eignung nachgewiesen werden. Ein großer Vorteil der automatisierten Untersuchung eines Bauwerkes mit verschiedenen Verfahren liegt darin, dass die Messung bei den einzelnen Verfahren auf den gleichen Messpunkten erfolgt und somit eine Datenüberlagerung möglich ist. Mit Hilfe spezieller Auswerte- beziehungsweise Überlagerungssoftware konnte eine Datenfusion erreicht werden, die die Vorteile der einzelnen Verfahren zur besseren Untersuchung des Bauwerkes nutzen konnte.
Impact-Echo (IE) measurements on concrete structures with compact
dimensions are influenced by geometry effects, i.e. reflections especially of the
surface waves at the boundaries of the test object, which in fact can lead to
misinterpretation of the results. In contrast to the normal reflection arrangement, in
which the excitation and the measuring sensor are placed on the same side of the
specimen, measurements were carried out in a transmission arrangement, where the
impactor and the measuring sensor are placed opposite to each other. This serves to
reduce the influence of surface waves, and to investigate further their responsibility
for the existence of geometry effects. Results obtained from laboratory specimens
with smooth surfaces were still seriously affected by geometry effects. Numerical
simulations led to the conclusion that surface waves travel around the edges of the
specimen, thus creating geometry effects even on the opposite side. Measurements
on a specimen, which was cut out from a bridge structure and had irregular
connecting planes between the excitation and the measurement side, proved to be
remarkably less affected.
In order to analyze and visualize the surface wave propagation an arrangement is
used, in which the excitation is fixed at a certain point on one plane of the specimen.
A transducer scans all planes of the specimen in phase with the excitation. Time
slices show the instantaneous wave field on all planes of the specimen. These are
compared with numerical simulations. In particular, it can be proved that surface
waves indeed travel around the edges of a specimen with smooth connecting planes,
thus creating geometry effects even in the transmission arrangement.