Ultraschallmonitoring mit Codawelleninterferometrie - Praktische Implementation, Integration und Demonstration

  • In einem Laborversuch (BASt FE 89.0312/2015) wurde 2016 nachgewiesen, dass sich die Spannungsverhältnisse in einem Spannbetonträger mit der Ultraschalltechnik visualisieren lassen und eine Korrelation mit dem späteren Rissbild besteht. Ziel des Nachfolgeprojekts war die Erfassung und Auswertung von Ultraschall-Messdaten mit eingebetteten Sensoren an einem Bauwerk unter Verkehr über mehr als ein Jahr. Dabei sollte die Betriebssicherheit nachgewiesen werden sowie ein Vergleich der Ergebnisse mit einem konventionellen Monitoringsystem (u. a.DMS, Schallemission) erfolgen. Der Versuch wurde an der Gänstorbrücke (Ulm/Neu-Ulm) durchgeführt.Da im Versuchszeitraum anders als zuvor keine Schadensereignisse auftraten, wurde ein Belastungsversuch für einen Funktions- und Sensitivitätsnachweis durchgeführt. Nach Planung mit der BASt und anderen Partnern wurde im Dezember 2020 ein Längsträger in Feldmitte ohne wesentliche Verkehrseinschränkung mit 20 Transducern instrumentiert. Alle Transducer waren bis zum Berichtszeitpunkt funktional. Auch die für die Datenaufnahme entwickelte „W-Box“ erwies sich als robust und funktional, wurde aber trotzdem zwischenzeitlich durch eine verbesserte Version ersetzt. Die Anlage ist weiterhin in Betrieb. Die verschiedenen Monitoringsysteme stören sich gegenseitig nicht. Aus den alle ein bis zwei Stunden gemessenen Ultraschalldaten wurden verschiedene Parameter extrahiert und untereinander sowie mit den konventionellen Monitoringdaten verglichen. Im Versuchszeitraum ergab sich bei allen Daten (auch den konventionellen) im Wesentlichen eine Korrelation mit der Temperatur. Hinweise auf Schadensereignisse ergaben sich nicht. In dem Belastungsversuch konnte die Sensitivität, aber auch die räumliche Lokalisierungsfähigkeit des Systems in Bezug auf Spannungsveränderungen und -in-homogenitäten nachgewiesen werden. Ein Weiterbetrieb des Systems bis zum Rückbau der Brücke wird empfohlen, um die Sensitivität in Bezug auf Schadensereignisse nachweisen zu können.
  • In 2016, a laboratory test (BASt FE 89.0312/2015) demonstrated that the stress conditions in a prestressed concrete girder can be visualized using ultrasonic technology and that there is a correlation with the sub-sequent crack pattern. The objective of the follow-up project was to collect and evaluate ultrasonic measurement data with em-bedded sensors on a structure under traffic for more than one year. The aim was to demonstrate the oper-ational reliability and to compare the results with a conventional monitoring system (including strain gages, acoustic emission). The test was carried out at the Gänstorbrücke (Ulm/Neu-Ulm). Since, unlike before, no damage events occurred during the test period, a load test was carried out for a verification of functionality and sensitivity. After planning with BASt and other partners, a longitudinal girder was instrumented mid span with 20 trans-ducers in December 2020 without any significant traffic restriction. All transducers were functional by the reporting date. The "W-Box" developed for data acquisition also proved to be robust and functional but has nevertheless been replaced by an improved version in the meantime. The system is still in operation. The various monitoring systems do not interfere with each other. Various parameters were extracted from the ultrasound data measured every one to two hours and com-pared with each other and with the conventional monitoring data. During the test period, all data (including the conventional data) essentially showed a correlation with temperature. There were no indications of damage events. The load test demonstrated the sensitivity, but also the spatial localization capability of the system with respect to stress changes and inhomogeneities. A further operation of the system until the deconstruction of the bridge is recommended to be able to prove the sensitivity regarding damage events.

Download full text files

  • Zu diesem Forschungsprojekt werden nur die Kurzfassung und der Kurzbericht veröffentlicht. Die Langfassung des Schlussberichts kann auf Anfrage an verlag@bast.de zur Verfügung gestellt werden.

Export metadata

Additional Services

Share in Twitter Search Google Scholar
Metadaten
Author:Ernst Niederleithinger, Niklas Epple, Daniel Barroso
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-29578
DOI:https://doi.org/10.60850/fv-b-89.0345
Title Additional (English):Ultrasonic Monitoring using Coda Wave Interferometry – Practical Implementation, Integration and Demonstration
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2024/07/04
Date of first publication:2024/07/09
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2024/07/09
Tag:Brücke; Monitoring; Ultraschall
Bridge; Monitoring; Ultrasonics
Number of pages:16
Comment:
Fachveröffentlichung zu Forschungsprojekt: 89.0345
Ultraschallmonitoring mit Codawelleninterferometrie - Praktische Implementation, Integration und Demonstration
Fachbetreuung: Eckhard Kempkens
Referat: Stahlbau, Korrosionsschutz, Brückenausstattung
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt / Link zum Urhebergesetz

$Rev: 13581 $