Dieses Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Eignung des Radarverfahrens hinsichtlich der Prüfaufgabe Betondeckungsmessung. Das Radarverfahren wird hierzu mit dem etablierten magnetisch induktiven Verfahren in der Betondeckungsmessung verglichen. Übergeordnete Ziele sind langfristige Untersuchungen mit Radar an jungen Betonkörpern und nach hinreichender Austrocknung sowie Betondeckungsmessungen, die zu schwierig interpretierbaren Ergebnissen führen. Für vergleichende Untersuchungen zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit des Radarverfahrens und dem magnetisch induktiven Verfahren wurden Testkörper hergestellt. Der Einfluss der Betonfeuchte auf die Genauigkeit der Messergebnisse wurde an einem Testkörper über einen Zeitraum von 15 Monaten untersucht. Ein weiterer Testkörper wurde für die Untersuchung der getrennten Erkennbarkeit von benachbarten Stäben und zum Einfluss dichtbewehrter Bereiche über einen Zeitraum von 7,5 Monaten regelmäßig gemessen. Für die Messungen an den hergestellten Testkörpern wurden das Radargerät Hilti PS-1000, für das magnetisch induktive Referenzverfahren das Profoscope und das Profometer der Firma Proceq sowie zur Feuchtemessung die Gann Aktiv Elektrode verwendet. Für die Auswertung und Bewertung der Messergebnisse wurden die Radardaten in die Software ReflexW eingelesen, bearbeitet und die Laufzeiten bestimmt. Im Hinblick auf den Messaufwand und die Messgeschwindigkeit unterscheiden sich das Radarverfahren und das magnetisch induktive Referenzverfahren kaum. In der Auswertung ist das Radarverfahren jedoch zeitintensiver und erfordert mehr Erfahrung, Praxis im Umgang mit der Software und Kalibrierung der Permittivität. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das magnetisch induktive Verfahren sich für eine Detektion der Bewehrungsstäbe mit einer Betondeckungsmaßen von 20 - 70 mm bei Einhaltung der im DBV-Merkblatt geforderten Genauigkeit eignet. Die Bewehrungsstäbe bis in 150 mm Tiefe konnten schon drei Tage nach der Betonage mit dem Radargerät detektiert werden. Hier konnten im oberflächennahen Bereich die Bewehrungsstäbe mit Abweichung und im tieferen Bereich ohne nennenswerte Abweichung detektiert werden. Den Abschluss bildet eine Handlungsanweisung, die dem Anwender hilft, die Stärken beider Verfahren unter Berücksichtigung der Randbedingungen nutzen zu können.
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) zur Messung der Betondeckung sind seit Jahrzehnten bei der Ermittlung des Istzustands von Bestandsbauwerken und als Werkzeug zur Qualitätssicherung sowohl im Neubau als auch in der Betoninstandsetzung fest etabliert. Um zuverlässige Prüfaussagen zu erhalten, ist es zunächst erforderlich, durch die richtige Anwendung eines geeigneten Verfahrens genaue Messergebnisse zu erzeugen und diese dann richtig zu bewerten, z. B. durch einen statistischen Nachweis der Mindestbetondeckung. Daher konzentriert sich dieser Beitrag zunächst auf die Grundlagen von ZfPBauâ€Verfahren zur präzisen Messung der Betondeckung. Hierbei sind magnetisch induktive Verfahren von radarbasierten Verfahren zu unterscheiden, deren jeweilige Möglichkeiten und Grenzen dargelegt werden. Im zweiten Teil wird die erzielbare Genauigkeit mit unterschiedlichen Geräten nach magnetisch induktivem Messprinzip anhand von systematischen Untersuchungen betrachtet. Dabei wird quantifiziert, mit welchen Abweichungen zu rechnen ist, wenn der Durchmesser nicht genau bekannt ist und dicht benachbarte Stäbe das Messergebnis beeinflussen. Abschließend werden die verminderten Abweichungen quantifiziert, wenn geräteeigene Nachbarstabskorrekturen verwendet werden. Das Ziel dieses Beitrags ist kein "Gerätetest", vielmehr soll am Beispiel verschiedener Geräte auf der Basis unterschiedlicher Messprinzipien gezeigt werden, welche Genauigkeit unter welchen Einflussgrößen bei realen Messungen zu erzielen ist.
Die Standsicherheit und Dauerhaftigkeit von Spannbetonbrücken werden wesentlich durch den Ist-Zustand der Bewehrung und der Spannglieder bestimmt. Bei komplexeren Schadensbildern oder dem Verdacht visuell nicht erkennbarer Schäden sind zur Zustandsbeurteilung detaillierte Informationen über deren Art und Umfang durch Objektbezogene Schadensanalysen zu erheben. Die Anzahl der dazu zu öffnenden Untersuchungsstellen kann durch den Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) deutlich reduziert werden. Die Leistungsfähigkeit der automatisierten ZfPBau-Verfahren - Radar, Ultraschallecho und Impact-Echo - für die Ortung von Bewehrung, internen Spanngliedern und gegebenenfalls vorhandenen Verpressfehlern wird anhand von Messungen an der Fuldatalbrücke bei Eichenzell gezeigt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden bildgebend dargestellt.
Es wurden im Rahmen der Umgestaltung von sieben Ortseingängen im Kreisgebiet von Neuss Vorher/Nachher-Vergleiche des Geschwindigkeitsverhaltens untersucht und die Folgen für die Verkehrssicherheit abgeschätzt. Die Umgestaltungen betrafen im wesentlichen bauliche Querschnittsverengungen der Ortseinfahrten in Verbindung mit Baumbepflanzungen und Pflasterbelag in der Fahrbahn. An unterschiedlichen Standorten wurden Querschnittsmessungen mit Radargeräten, Geschwindigkeitsverlaufmessungen unter Anwendung der Laser-Radar-Technik und Reisezeitmessungen durchgeführt. Außerdem erfolgte eine Unfallauswertung und eine Befragung der von der Maßnahme betroffenen Anwohner. Durchschnittlich nahm die mittlere Geschwindigkeit an allen Ortseinfahrten ab, wobei der Abbau der Spitzengeschwindigkeiten deutlicher ausfiel. Im Innerortsbereich haben sich vergleichsweise geringere Veränderungen der Geschwindigkeiten ergeben. Bei den untersuchten Maßnahmen sind punktuelle Wirkungen aufgetreten, die ausstrahlenden Effekte bis in den Innerortsbereich hinein sind jedoch gering geblieben.
Zur Bestimmung des potentiellen Risikos bei Fahrbewegungen in verkehrsberuhigten Bereichen werden Geschwindigkeitsmessungen durchgeführt. Geschwindigkeitskenngrößen werden verglichen und zusammenfassend bewertet. Es wurde ein Untersuchungsansatz entwickelt, der sich aus drei Elementen zusammensetzt: 1. Messung von lokalen punktförmigen Geschwindigkeiten an ausgewählten Messquerschnitten innerhalb von Mischflächen, 2. Messung von Fahrtverläufen beim Befahren von Mischflächen, 3. Befragungen von Verkehrsteilnehmern in Mischflächen. Den Schwerpunkt der Untersuchung bildet die Ermittlung der lokalen Geschwindigkeitsverteilungen. Die Messungen wurden mit Hilfe von Verkehrsradarmessgeräten durchgeführt. Für die Messung von Fahrtverläufen wurden in Form einer Pilotstudie verschiedene Messverfahren entwickelt und überprüft. Dazu gehörten Verfolgungsfahrten mit einem Videomessfahrzeug sowie Messungen mit einem Lasermesssystem. Die Ergebnisse zeigen unter anderem Schwierigkeiten der Verkehrsteilnehmer mit der Anwendung der auf Mischflächen geltenden Verhaltensvorschriften. Mit Zunahme der Geschwindigkeit bilden sich bei nicht motorisierten Verkehrsteilnehmern Verhaltensmuster des Separationsprinzips heraus. Es besteht ein Aufklärungsdefizit für die besondere Form der Verkehrsabwicklung auf Mischflächen. Ergebnisse der Befragung geben Anlass zu der Frage, ob die Regelungen eindeutig und praktikabel genug gefasst sind.
Gegenstand der Untersuchung ist das Verhalten von Fahrern im Bereich von Ortseinfahrten, wo der Kraftfahrer eine Anpassung seiner Fahrgeschwindigkeit auf Innerortsniveau vornehmen muss. Mit einem instrumentierten Fahrzeug wurden Versuchsfahrten mit 40 Testpersonen aller Altersgruppen durchgeführt. Zur Untersuchung gehörten auch Geschwindigkeitsmessungen an insgesamt 22 Ortseingängen, die sich auf einem Versuchskurs von ca. 140 km befanden. Um den Ablauf des Verzögerungsprozesses nachvollziehen zu können, wurden spezielle Messgeräte (Verfolgungsradar) eingesetzt. Abgerundet wurde der Untersuchungskomplex durch eine Befragung sowie durch eine Unfallauswertung aller untersuchten Ortseingänge für einen Zeitraum von 3 Jahren. Die mittleren Geschwindigkeiten an der Ortstafel liegen zwischen 60 und 75 km/h, wobei Spitzengeschwindigkeiten bis in den Bereich von 100 km/h beobachtet wurden. Die Übertretungsquote des 50 km/h-Limits liegt zwischen 85 und 100 Prozent. Eine Typisierung des Fahrverhaltens im Ortseingangsbereich ist kaum möglich, da das Fahrverhalten maßgeblich von dem örtlichen Verhältnis im engeren Bereich bestimmt ist.
Der Sinn der ortsfesten Geschwindigkeitsüberwachung ("Starenkästen") liegt darin, die Einhaltung der zulässigen Höchstgeschwindigkeiten an besonders gefährlichen Stellen und Strecken im Straßennetz zu überwachen. Mit diesem Instrument wird erreicht, dass bereits nach kurzer Zeit die örtlichen Tempolimits eingehalten werden. Die Folge sind Unfallrückgänge von 50 bis 85 Prozent, und zwar insbesondere bei den schweren Unfällen. Dennoch halten sich in der Öffentlichkeit, bei Kommunalpolitikern und teilweise auch bei den Fachverwaltungen noch immer eine Reihe von Vorurteilen, die im Beitrag aufgegriffen und diskutiert werden. Außerdem ist erstmals eine Übersicht über die derzeitigen Standorte der etwa 2.100 Starenkästen zur Geschwindigkeitsüberwachung in Deutschland nach Bundesländern, Straßenkategorien und zulässiger Geschwindigkeit zusammengestellt. Schließlich wird ein kurzer Ausblick auf aktuelle Forschungsvorhaben zur Verkehrsüberwachung in Europa gegeben. In diesem Maßnahmenfeld besteht noch ein hohes, ungenutztes Sicherheitspotenzial.
Zur zerstörungsfreien beziehungsweise zerstörungsarmen Untersuchung von Betonbrücken sind derzeit eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren verfügbar. Neue, zum Teil vielversprechende Verfahren befinden sich im Stadium der Entwicklung. Im Rahmen dieses Berichtes werden die derzeit verfügbaren Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) im Hinblick auf eine Anwendbarkeit im Massivbrückenbau vorgestellt. Im Vordergrund stehen dabei Verfahren, die zur Auffindung von unter der Oberfläche verborgenen Fehlstellen geeignet sind. Grundsätzlich kann festgestellt werden, dass die Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren durch die inhomogene Zusammensetzung von Beton erschwert wird. Auch durch die Notwendigkeit der Untersuchungen am Bauwerk wird die Anwendung von Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung im Massivbrückenbau erschwert. Weiterhin ergeben sich Randbedingungen, wie zum Beispiel die Vermeidung von Eingriffen in den Verkehr und minimale Eingriffe in das Bauwerk durch die Untersuchung. Eine Analyse der derzeitig verfügbaren Verfahren hat gezeigt, dass zur Lösung von Fragestellungen des Massivbrückenbaus die Anwendung der Verfahren Impuls-Echo, Ultraschall, Durchstrahlung, IR-Thermographie sowie Radar erfolgversprechend erscheint. Werden mehrere Verfahren in Kombination eingesetzt, können umfassende Informationen über den Umfang von Schäden gewonnen werden. Hierdurch lässt sich in vielen Fällen ein umfassendes Bild über den Zustand des Bauwerkes gewinnen. Die in diesem Bericht beschriebenen Verfahren und deren konsequente Anwendung werden zukünftig eine effektivere Identifikation von Problempunkten im Betonbrückenbau ermöglichen.
Das vorliegende Forschungsvorhaben behandelt den Vergleich von zerstörungsfreien Prüfverfahren, die sich zur Untersuchung von Betonbrücken eignen. Um die in den letzten Jahren erfolgten Neu- und Weiterentwicklungen auf diesem Gebiet hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten und Leistungsgrenzen zu vergleichen und zu bewerten, wurden diese Verfahren in einer Ringversuchsreihe getestet. Dazu wurden zwei Probekörper mit gezielt eingebrachten Fehlstellen hergestellt. Im Mittelpunkt der Untersuchung stand die Analyse von Spannkanälen, wobei sich die Betonrezeptur und die Lage der schlaffen Bewehrung sowie der Spannkanäle an realen Praxisbedingungen orientierten. Zusätzlich wurden Verdichtungsmängel untersucht. Zum Einsatz kamen die Verfahrensgruppen Radar, Ultraschall-Echo und Impact-Echo in jeweils mehreren aktuell entwickelten Verfahrensmodifikationen einschließlich ein- und dreidimensionaler Rekonstruktionsrechnungen. Die Experimente wurden begleitet von Simulationsrechnungen zur Ausbreitung akustischer Wellen und Mikrowellen. Im Ergebnis konnten das Radar- und die Ultraschallverfahren bei nicht zu enger schlaffer Bewehrung die Hüllrohre sicher orten. Die bildgebenden Ultraschallverfahren konnten einige der Verpress- und Verdichtungsmängel im Blindversuch angeben. Das Impact-Echo-Verfahren konnte dagegen seine aus der Literatur bekannte Leistungsfähigkeit zur Analyse der Spannkanäle nicht bestätigen. Mit den Simulationsrechnungen wurden wichtige Ergebnisse zur Unterstützung der Versuchsplanung und der Auswertung gewonnen und der Einfluss der Luftporen des Betons auf die Ultraschallausbreitung quantitativ nachgewiesen. Der derzeitige Entwicklungsstand der Verfahren lässt es noch nicht zu, an Probekörpern mit engmaschiger schlaffer Bewehrung Aussagen über die Lage oder den Zustand des Spannkanals zu treffen.
Zur zerstörungsfreien beziehungsweise zerstörungsarmen Untersuchung von Betonbrücken sind derzeit eine Vielzahl unterschiedlicher Verfahren verfügbar. Neue, zum Teil vielversprechende Verfahren befinden sich im Stadium der Entwicklung. Im Rahmen dieses Berichtes werden die derzeit verfügbaren Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) im Hinblick auf eine Anwendbarkeit im Massivbrückenbau vorgestellt. Im Vordergrund stehen dabei Verfahren, die zur Auffindung von unter der Oberfläche verborgenen Fehlstellen geeignet sind. Grundsätzlich kann festgestellt werden, dass die Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren durch die inhomogene Zusammensetzung von Beton erschwert wird. Auch durch die Notwendigkeit der Untersuchungen am Bauwerk wird die Anwendung von Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung im Massivbrückenbau erschwert. Weiterhin ergeben sich Randbedingungen, wie zum Beispiel die Vermeidung von Eingriffen in den Verkehr und minimale Eingriffe in das Bauwerk durch die Untersuchung. Eine Analyse der derzeitig verfügbaren Verfahren hat gezeigt, dass zur Lösung von Fragestellungen des Massivbrückenbaus die Anwendung der Verfahren Impuls-Echo, Ultraschall, Durchstrahlung, IR-Thermographie sowie Radar erfolgversprechend erscheint. Werden mehrere Verfahren in Kombination eingesetzt, können umfassende Informationen über den Umfang von Schäden gewonnen werden. Hierdurch lässt sich in vielen Fällen ein umfassendes Bild über den Zustand des Bauwerkes gewinnen. Die in diesem Bericht beschriebenen Verfahren und deren konsequente Anwendung werden zukünftig eine effektivere Identifikation von Problempunkten im Betonbrückenbau ermöglichen.