Scannende Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung für Brückenbauwerke

Scanning-based methods for the non-destructive inspection of bridge constructions

  • Durch die Anwendung bildgebender zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) an Ingenieurbauwerken ist es möglich, visuell nicht erkennbare Konstruktionselemente zu lokalisieren sowie den Zustand im Inneren der Bauteile zu erkunden. Der Entwicklungsstand und die Leistungsfähigkeit der von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung angewendeten Radar-, Impact-Echo- und Ultraschallecho-Verfahren werden im vorliegenden Forschungsvorhaben "Scannende Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von Brückenbauwerken" aufgezeigt. Die zerstörungsfreien Prüfverfahren wurden dazu an einer Hohlkastenbrücke bei Eichenzell, deren Überbau Spannglieder mit nachträglichem Verbund für die Längs- und Quervorspannung enthält, im August und November 2003 angewendet. Aufgabe war es, die Spannglieder und die schlaffe Bewehrung zu orten. Mit dem Impact-Echo- und dem Ultraschallecho-Verfahren sollten gegebenenfalls vorhandene Verpressfehler in den Spannkanälen und unzureichend verdichtete Bereiche im Beton detektiert werden. Für die Strukturuntersuchungen am Bauwerk wurden erstmals alle drei Verfahren - Radar, Impact-Echo und Ultraschallecho - auf großen Bauwerksflächen eingesetzt. Realisiert werden konnten die Messungen durch den Einsatz von rechnergesteuerten Messabtastern (Scannern). Mit einem großen modularen Scanner war es möglich, an der Unter- und Oberseite der Fahrbahnplatte Messflächen bis zu 4 m x 10 m zu untersuchen. Für Ultraschallecho-Messungen an einem Steg im Hohlkasteninneren wurde ein kleiner flexibler Scanner genutzt. Durch die Automatisierung konnten die Bauteile schneller und genauer bei gleichzeitig reduziertem Zeit- und Personalaufwand als bisher untersucht werden. Die mit jedem Verfahren aufgenommenen Daten wurden zu reproduzierbaren 3D-Datensätzen zusammengefügt. Mittels bildgebender Bearbeitungsprogramme konnten Reflektoren und Streuer im untersuchten Bauteilvolumen dargestellt und Rückschlüsse auf die innere Struktur abgeleitet werden. Die Ergebnisse der zerstörungsfreien Prüfung wurden durch zerstörende Untersuchungen verifiziert.
  • The structures on the federal trunk roads (bridges, tunnels, noise protection walls) have to be inspected regularly in accordance with DIN 1076. In the course of the main inspection, which takes place each six years, these structures have to be inspected from close-at-hand, and the damage has to be assessed with regard to stability, traffic safety and durability. However, it is not always possible to detect hidden damage or causes of visible damage. For this reason efforts have been increased in recent years in the field of non-destructive-testing procedures (zerstoerungsfreie Pruefverfahren - ZfP) for structures. Radar, impact-echo and ultrasonic have proved to be fundamentally fit for use to detect and assess damage. However, the individual procedures have limits to their range of use or other conditions which must be taken into account. The use of these procedures to investigate larger areas is also very time-consuming, requires large numbers of staff and in some cases results in not inconsiderable costs. For this reason the Federal Institute for Materials Research and Testing (Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung) has developed a work-site scanner which enables an automated inspection of a large area of a structure to be carried out using the above-named NDT procedures. The Fuldatal bridge of Eichenzell was selected for the purposes of investigating a structure in situ; this bridge was to be pulled down during development work to turn the federal road into a federal highway. With the support of the Hessian road construction authority and in particular ASV Fulda, investigations were carried out using radar, impact-echo and ultrasonic on the roadway plate from above and from underneath and on the interior side of the box girder. The work-site scanner and the various procedures worked flawlessly. One great advantage of the automated investigation of a structure using different methods is that the reading for each method is carried out on the same points which enables the data to be superimposed. With the help of special software to evaluate and superimpose the data, it was possible to achieve a fusion of the data which was able to utilise the advantages of the individual procedures to produce a better inspection of the civil engineering structures.

Download full text files

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Ralph Holst, Doreen Streicher, André Gardei, Christoph Kohl, Jens Wöstmann, Herbert Wiggenhauser
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-1405
ISBN:3-86509-424-7
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (48)
Document Type:Report
Language:German
Date of Publication (online):2011/09/30
Contributing corporation:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung <Berlin>
Release Date:2011/09/30
Tag:Automatisch; Brücke; Deutschland; Forschungsbericht; Messgerät; Messung; Prüfverfahren; Radar; Reflexionsgrad; Schall; Sensor; Spannbeton; Ultraschall; Zerstörungsfrei
Apparatus (measuring); Automation; Bridge; Germany; Measurement; Nondestructive; Prestressed concrete; Radar; Reflectivity; Research report; Sensor; Sound; Test method; Ultrasonic
Institutes:Abteilung Brücken- und Ingenieurbau / Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
collections:BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 53 Brückenbau
BASt-Beiträge / ITRD Sachgebiete / 61 Unterhaltung und Instandsetzung

$Rev: 13581 $