23.03.2017
Lichtwellenleiter aus Glasfaser zur Datenübertragung, wie sie auch in der faseroptischen Sensorik genutzt werden

Lichtwellenleiter aus Glasfaser zur Datenübertragung, wie sie auch in der faseroptischen Sensorik genutzt werden

Quelle: BAM

Wie können Schäden an Brücken frühzeitig und effizient erkannt werden? Ein Team aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern an der BAM entwickelt Messverfahren, die mittels an Brücken angebrachten Glasfasern Schwingungen des Bauwerkes erfassen und Dehnungen oder Stauchungen entlang des Bauwerkes messbar machen. Diese neuartige Methode haben Sascha Liehr, Sven Münzenberger, Katerina Krebber sowie Gastwissenschaftler Yonas Seifu Muanenda am Fachbereich Faseroptische Sensorik in einem Paper veröffentlicht.

„Relative change measurement of physical quantities using dual-wavelength coherent OTDR“ lautet der Titel des Papers, das bereits im Januar in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Optics Express erschienen ist und jetzt von der Optical Society (OSA) als Highlight hervorgehoben wurde. Nur wenige Paper schaffen es in die Rubrik „Spotlight on Optics“ der Optical Society (OSA). Die Würdigung zeigt, wie beachtenswert das im Paper der BAM vorgestellte Verfahren ist und wie innovativ für den Einsatz in der Bauwerkssicherheit.

Glasfasern kennt man ursprünglich aus der Datenübertragung, sie sind jedoch auch in der faseroptischen Sensorik unlängst im Einsatz. Das BAM-Team macht sich dabei die speziellen Eigenschaften, wie die Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung zu Nutze und entwickelte ein einfaches Verfahren, mit dem entlang der installierten Glasfaser mit verschiedenen Wellenlängen Dehnungsverteilungen und somit Rückschlüsse über den Grad der Belastung bzw. Schädigung von Bauwerken gegeben werden können. Das neue Messverfahren kann darüber hinaus in vielen anderen Bereichen Anwendung finden und wird aktuell bereits erfolgreich weiterentwickelt und präzisiert.

Messverfahren findet im Themenfeld-Projekt „BLEIB“ Anwendung

Das Paper entstand im Rahmen des interdisziplinären Themenfeld-Projektes „BLEIB“. Die Abkürzung steht für „Bewertung, Lebensdauerprognose und Instandsetzung von Brückenbauwerken unter Berücksichtigung von zeitabhängigen Degradationsmechanismen“. In dem Projekt geht es darum, aufbauend auf Analysen des Ist-Zustands verschiedene Instandsetzungs- und Sanierungsmaßnahmen zu untersuchen und zu bewerten. Mit Hilfe von experimentell validierten numerischen Modellen zur zeitabhängigen Degradation kann so eine Lebensdauerprognose gestellt werden. Die Wirksamkeit der Instandsetzungsmaßnahmen wird mit Hilfe von Monitoringkonzepten verifiziert. Ziel des Themenfeld-Projekts ist die Entwicklung eines Konzepts zur Bewertung und Ertüchtigung von Brücken, um deren sicheren Betrieb zu gewährleisten und gleichzeitig die Kosten zu minimieren. Das entwickelte faseroptische Messverfahren soll einen entscheidenden Beitrag zur Messdatengewinnung liefern und präzise Dehnungsverteilungen entlang einer Versuchsbrücke dynamisch erfassen.