Die gläserne Brücke – Coda-Wellen-Analyse
an Spannbetonkonstruktionen
Viele Brücken weisen alterungsbedingte Schädigungen auf. Nicht immer sind diese bei den äußerlichen Bauwerksprüfungen zu erkennen. Innere Schädigungen, wie der Bruch einzelner Spannlitzen oder -drähte z. B. infolge Spannungsrisskorrosion, bleiben zunächst verborgen. Die unerkannt eingetretenen Tragfähigkeitsdefizite werden erst nach weiterer Degradation äußerlich erkennbar. Aufwändige Instandsetzungsmaßnahmen werden notwendig.
Ein geeignetes Mittel zur zerstörungsfreien, inneren Strukturüberwachung ist die Coda-Wellen-Analyse. Als Teil eines Ultraschallsignals können Coda-Wellen große Bereiche zwischen im Bauteil eingebetteten Ultraschallwandlern durchlaufen. Dabei werden sie beispielsweise durch Dehnungs-, Temperatur- und Feuchteänderungen beeinflusst. Die Analyse von zwei aufeinanderfolgenden Ultraschallsignalen erfolgt mittels Coda-Wellen-Interferometrie, die Änderungen in Form von Korrelations-
koeffizienten sowie relativen Geschwindigkeitsänderungen aufdeckt.
In thermomechanischen Experimenten an Stahlbetonbalken im 4-Punkt Biegeversuch wurden – neben den Ultraschallmessungen – die Dehnungen der Bewehrung mit faseroptischen Sensoren [1] gemessen. Mittels Coda-Wellen-Analyse konnte dabei eine lineare Korrelation (Abb.) zwischen der mittleren Bauteildehnung und der relativen Geschwindigkeitsänderung nachgewiesen werden.
Mit Tastversuchen an vorgespannten Trägern wurde der Blick von der Schadenslokalisierung an Stahlbetonstrukturen [2] auf die Erkennung von inneren Schäden an Brückentragwerken ausgeweitet. Ein künstliches Versagen eines Spanngliedes äußert sich klar in den Ultraschallergebnissen.
Die Arbeit ist Teil der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Forschungsgruppe FOR 2825 „CoDA“ mit Partnern von der TU München, Ruhr-Universität Bochum, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und Hochschule Bochum.
