Martina Schnellenbach-Held, Michael Peeters, Adrian Brylka, Silvia Fickler, Irina Schmidt

• Im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens werden Überwachungskonzepte, die tragfähigkeitsrelevante Verstärkungen von Brückenbauwerken aus Beton dauerhaft überwachen und beurteilen sollen, entwickelt. Die praktische Umsetzung des Konzeptes erfolgt anhand einer Pilotanwendung. Die konzeptionellen Arbeitsschritte umfassen die Vorstellung der tragfähigkeitsrelevanten Verstärkungsverfahren, die sich in der Praxis bewährt haben. Diese werden zusammengestellt und hinsichtlich der Anforderungen und Bedingungen für eine geeignete Überwachung analysiert. Daran anschließend werden die für eine Dauerüberwachung von Verstärkungsmaßnahmen geeigneten Sensoren dargestellt und für die wesentlichen Verstärkungsverfahren in Diagrammen zusammengefasst. Den Kernpunkt des Überwachungssystems stellt die Merkmalsextraktion und Diagnose aus den Messdaten dar. Dazu werden das Leistungsspektrum und die Unterschiede physikalischer und nichtphysikalischer Modelle unter Angabe von Vor- und Nachteilen analysiert. Auf der Grundlage der vorherigen Arbeitsschritte wird ein geeignetes Überwachungskonzept für die konkrete Umsetzung entwickelt und im Anschluss an der Talbrücke Germinghausen im Zuge der BAB 45 umgesetzt. Die Beurteilung der Funktion und Zuverlässigkeit des Überwachungssystems erfolgt dabei anhand der Wirksamkeit der vorhandenen Stahllaschen, der Effektivität bzw. Wirksamkeit der zusätzlichen externen Vorspannung, des Einflusses der zusätzlichen externen Vorspannung auf die vorhandenen Stahllaschen, sowie der dauerhaften Funktionsfähigkeit der zusätzlichen externen Vorspannung. Die Grundlage der Messdatenanalyse bildet der Vergleich von Messwerten innerhalb definierter Referenzzustände vor und nach der Verstärkung auf Basis der Regressionsanalyse. Insgesamt kann mit der Pilotanwendung gezeigt werden, dass sich das im Vorfeld erarbeitete Konzept unter Berücksichtigung der dargestellten Randbedingungen und vorgenommenen Anpassungen als geeignete Methode zur Überwachung und qualitativen Bewertung der Verstärkungsmaßnahme bewiesen hat.
• In this research and development project concepts for the permanent monitoring and evaluation of bearing capacity related strengthening methods for concrete bridges are developed. The practical realization of the concept is based on a pilot application. The conceptual steps include the description of bearing capacity related strengthening methods, which have proved effective in practice. These methods are compiled and analysed with regard to requirements and conditions of an appropriate monitoring system. After that, suitable sensors for the permanent monitoring of strengthening measures are represented and summarized in diagrams for the essential strengthening methods. The central point of the monitoring system is the feature extraction and the diagnosis of the measured data. For that the range of performance and the differences between physical and non-physical models are analysed stating the advantages and disadvantages. Based on the previous steps, a suitable monitoring concept for the specific realization is developed. After that the concept is put into practice at the bridge "Germinghausen" in the course of the federal motorway 45 (BAB 45). The performance and reliability of the monitoring system is evaluated by reference to the effectiveness of existing steel plates, the efficiency respectively effectiveness of the additional external prestressing, the effect of the additional external prestressing on the existing steel plates and the permanent performance of the additional external prestressing. The basis of the measuring data analysis is to compare measured data within defined reference conditions before and after the strengthening by using the regression analysis. Overall the pilot application shows, that the concept developed has proven to be a suitable method for the monitoring and qualitative evaluation of the strengthening measure considering the represented boundary conditions and the adjustments that have been made.