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Der Untersuchung von vorgespannten Brückenplatten bzw. Fahrbahnplatten kommt angesichts ihrer direkten Belastung durch Verkehr und der Gefahr durch Tausalzeintrag infolge von Schäden an der Abdichtung eine tragende Rolle bei der Planung von Instandsetzungsarbeiten zu. Da diese Bauteile direkt befahren werden, ist der Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) sinnvoll, wobei deren Anwendung nur einen begrenzten Eingriff in den Verkehr verursachen sollte. In diesem Beitrag werden neben dem großflächigen Einsatz von Radar von der Brückenoberseite aus, d. h. durch den Fahrbahnbelag hindurch, Detailuntersuchungen von der Brückenunterseite mithilfe von Bauwerkscannern beschrieben. Diese Scanner verwenden sowohl Radar als auch Ultraschall mit ihren komplementären Verfahrenseigenschaften, wobei deren Möglichkeiten und Grenzen aufgezeigt werden. Abschließend wird eine Strategie zur Kombination von ZfPBau-Verfahren sowie deren gezielter großflächiger Einsatz in Abgrenzung zu kleinflächigen Detailuntersuchungen beschrieben.
This work was sponsored by the Federal Highway Administration in cooperation with the American Association of State Highway and Transportation Officials. It was conducted in the second Strategic Highway Research Program (SHRP 2), which is administered by the Transportation Research Board of the National Academies. The project was managed by Monica Starnes, Senior Program Officer for SHRP 2 Renewal.
The research reported herein was performed by the Center for Advanced Infrastructure and Transportation (CAIT) at Rutgers University (RU); the Center for Transportation Infrastructure Systems (CTIS) at The University of Texas at El Paso (UTEP); the Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), Germany; and Radar Systems International, Inc. (RSI). Rutgers University was the coordinator and contractor for this project. Dr. Nenad Gucunski, professor and chair of Civil and Environmental Engineering and director of CAIT’s Infrastructure Condition Monitoring Program at RU, was the principal investigator. The other authors of this report are Dr. Soheil Nazarian, professor of Civil Engineering and director of CTIS at UTEP; Dr. Deren Yuan, research associate at CTIS at UTEP; Dr. Herbert Wiggenhauser, head of Non-Destructive Testing (NDT) in Civil Engineering at BAM; Dr. Alexander Taffe, leader of Combination and Automation of NDT of Buildings at BAM; Dr. Parisa Shokouhi, Alexander von Humboldt Research Fellow, hosted by BAM; and Doria Kutrubes, president of RSI. Arezoo Imani and Touraj Tayebi, graduate research assistants at RU, helped conduct the validation testing, data analysis, and web manual content preparation. Hoda Azari, a graduate research assistant, and Dr. Manuel Celaya, a research engineer at UTEP, assisted in the validation study as well. Hooman Parvardeh, research assistant at RU, helped build the reference database and develop the framework for the web manual, while Erica Erlanger, a research staff member at RU, edited the manuscript. Their contributions are gratefully acknowledged.
The research team also gratefully acknowledges contributions of the participants from industry and academia in the validation testing. The participants include NDT Corporation; Germann Instruments; Olson Engineering; Dr. Ralf Arndt, National Research Council associate at FHWA Turner–Fairbank Highway Research Center; Ingegneria Dei Sistemi S.p.A. (IDS), Italy; 3D-RADAR, Norway; Dr. John Popovics, University of Illinois at Urbana-Champaign; Dr. Jinying Zhu, The University of Texas at Austin; Rutgers University—Center for Advanced Infrastructure and Transportation; and The University of Texas at El Paso—Center for Transportation Infrastructure Systems. The contributions of these participants were critical for the evaluation and grading of the performance of NDT technologies.
Die Validierung dient bereits in vielen Bereichen der Technik zum Nachweis, ob mit einem Verfahren Kundenanforderungen erfüllt werden können. Da gerade die im Bauwesen verwendeten zerstörungsfreien Prüfverfahren bis auf den Rückprallhammer nicht in einer deutschen Norm geregelt sind, kann die Validierung zur verbesserten Anwendungssicherheit nicht genormter Verfahren beitragen. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird für den Kunden transparent, so dass er die Güte der Messergebnisse einschätzen kann. Das ist besonders dann von Bedeutung, wenn aus dem Messergebnis eine belastbare Aussage abgeleitet werden soll und hohe Anforderungen bezüglich der Messgenauigkeit bestehen. So entsteht z. B. die Frage, welche Bauteildicke nach zerstörungsfreien Untersuchungen für eine statische Nachrechnung auf einem bestimmten Vertrauensniveau angesetzt werden kann oder mit welcher Sicherheit Pfahlgründungen, deren Länge ebenfalls zerstörungsfrei bestimmt wurde, in eine tragende Schicht einbinden. In dem Beitrag werden die Grundzüge der Durchführung einer Validierung beschrieben und am Beispiel der Dickenmessung an Fundamenten erläutert. Die beschriebene Vorgehensweise kann prinzipiell auf eine Vielzahl im Bauwesen auftretender Prüfaufgaben angewandt werden. Sind die Anforderungen an die Prüfaufgabe bezüglich der Genauigkeit nicht so hoch, können vereinfachte Abschätzungen der Messunsicherheit vorgenommen werden.