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Geophysikalische Untersuchungen zur Zustandsbewertung einer historischen Mauerwerksbrücke in Polen
(2007)
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).
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).