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Positioning accuracy of an automatic scanning system for GPR measurement on concrete structures
(2012)
Radarmessungen mit Constant-Offset zur Untersuchung von Strukturschwächungen in Betonbauteilen
(2013)
Ground Penetration Radar (GPR) as a non-destructive (NDT)-method can be applied to obtain detailed information about the inner structure and condition of bridges without damaging the structure.
In this paper the capabilities and limitations of the application of the fast inspection technique GPR will be demonstrated.
In addition to GPR investigations, geoelectrical measurements, coring and petrophysical investigations have been carried out.
The investigated railway bridge in Olesnica is a typical European masonry arch bridge (age, construction and span length).
It shows typical damage to the masonry arches such as increasing salt concentration, destruction, material losses and longitudinal cracks.
Radar measurements were carried out with two main objectives: (1) Identification of basic geometric dimensions of the bridge and identification of construction details; (2) Evaluation of the condition of the masonry, such as mechanical damage (e.g. cracks) or variation of the moisture content.
Radar antennas of different frequencies (having different penetration depths) have been used to estimate the thickness of the walls.
Because of the high attenuation in the inner masonry structure the measurements have not produced satisfying results, but the radar measurements have been successfully applied to investigate the moisture distribution in the masonry.
These results have been verified by coring and through geoelectrical measurements.
Cracks were studied at two testing areas at one wing wall of the bridge using an automatic 2D radar scanning system.
The radar data were processed using advanced data processing tools like FT-SAFT reconstruction and data fusion.
The processing sequence allowed the creation of high-resolution depth sections (C-Scans).
Impulsradarmessungen in Reflexionsanordnung werden seit längerem mit Erfolg zur
zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen eingesetzt. Ziel ist die strukturelle
Untersuchungen wie z.B. der Verifizierung von Bauplänen durch Ortung von
Bewehrungslagen und Spannkanälen und die Dickenbestimmungen [1]. Eine
Vielzahl bisheriger Untersuchungen hat jedoch gezeigt, dass zur Lösung dieser
Fragestellungen bei größeren Bauteildicken, dichterer Bewehrung und diffuseren
Reflexionsobjekten häufig die reflektierte Signalenergie nicht ausreicht.
Transmissionsverfahren und die Auswertung mit entsprechenden tomographischen
Inversionsalgorithmen weisen hierbei ein Potential auf, das im folgenden Beitrag
systematisch auf die Anwendung zur Strukturanalyse hin untersucht wird. Die
begonnenen Untersuchungen dazu konzentrierten sich vor allem auf die Evaluierung
des Radarverfahren für die Transmissionsmessungen an Betonbauteilen. Bei der
systematischen Vorgehensweise wurde an Probekörpern gemessen und numerische
Simulationen gerechnet.
In einem ersten Schritt kamen laufzeittomographische Verfahren zum Einsatz. Neben
räumlichen Strukturmerkmalen werden somit Materialeigenschaften wie die
Verteilung des Betrages der Ausbreitungsgeschwindigkeiten der eingesetzten
elektromagnetischen Wellen im Bauteil ermittelt. Die Arbeiten an der BAM dazu sind
unter Mitwirkung einer Vielzahl von KollegInnen in verschiedenen Projekten
eingebunden, so vor allem in dem EU-Vorhaben Sustainable Bridges
(www.sustainablebridges.net) und in der DFG-Forschergruppe FOR384
(www.for384.uni-stuttgart.de).
Moisture ingress is one of the major deteriorating factors for building materials. Today, the only approved way to assess such damage is the gravimetric Darr method, which is essentially destructive. Substantial progress has been made using the geophysical complex-resistivity method, which can be applied non-destructively and provides spatial information along two-dimensional sections, rather than punctual along one borehole. Considerable advantages of complex resistivity are its sensitivity to textural properties, as well as the pore-fluid chemistry of wet, porous media. In a comprehensive laboratory study, and later in field scale experiments, it could be shown that complex resistivity may even be able to distinguish between salt content and saturation degree in a single measurement. A comparison with complementary nondestructive testing techniques points to the benefit and further research to be explored in multimethodical approaches.
Der Bedarf an Kernbohrungen in Stahlbetonbauwerken ist in den letzten Jahren durch die steigende Anzahl von Instandsetzungen und Ertüchtigungen unterschiedlicher Stahlbetonbauten stark gewachsen. Für die Durchführung einer Kernbohrung ist die Kenntnis der genauen Lage der vorgespannten Bewehrung notwendig, um diese für die Statik wichtigen Elemente nicht zu beschädigen. Das methodische Vorgehen für die schadensfreie Durchführung von Kernbohrungen wird am Beispiel einer ca. 1 m dicken Hohlkastenseitenwand der Karl-Carstens Brücke in Bremen gezeigt. Nach der Darstellung der Ausgangslage und der Aufgabenstellung werden die Schritte beschrieben, die zu einer erfolgreichen Durchführung der Aufgaben erforderlich waren. Hierbei steht die planmäßige Anwendung der zerstörungsfreien Untersuchungsmethode Impulsradar im Vordergrund. Das Vorgehen gliedert sich in vier Schritte:
- Zunächst wurde eine Voruntersuchung durchgeführt, um festzustellen, ob sich die vorgespannte Bewehrung in den erwarteten Tiefen von bis zu 50 cm und unter den vorhandenen Bedingungen der Hohlkastenseitenwände mit dem Impulsradar detektieren lässt.
- Nach der erfolgreichen Voruntersuchung wurden im zweiten Schritt die Bereiche der geplanten Kernbohrungen großflächig mit dem Impulsradar untersucht.
- Anschließend konnte anhand der Messdaten die Lage der Bewehrung ermittelt und in einen Plan eingezeichnet werden, der im Maßstab 1:1 ausgedruckt wurde. Dieser Plan wurde positionsrichtig auf die Oberfläche der Hohlkastenwand geklebt.
- Im letzten Schritt wurden dann gezielte Test- und Suchbohrungen durchgeführt, denen die eigentlichen Kernbohrungen folgten.
Mit der im Plan dargestellte Bewehrungslage war die Voraussetzung für schadensfreies Bohren gegeben. So konnten die Kernbohrungen durchgeführt werden, ohne die vorgespannte Bewehrung zu beschädigen.