Stahlbetonbalken unter Biegebelastung im Laborversuch
Quelle: BAM
Aufgrund der steigenden Beförderungsleistung im Güterverkehr hat die Belastung der Verkehrsinfrastruktur in den letzten Jahrzehnten stark zugenommen. Entsprechende Prognosen gehen von einer weiteren Zunahme in den kommenden Jahren aus. Dies stellt vor allem für ältere Brücken ein großes Problem dar, da diese Bauwerke durch die steigende Verkehrsbelastung besonders stark in Mitleidenschaft gezogen werden. Eine weitere Nutzung bereits geschädigter Brücken im Bestand bedarf daher einer grundlegenden Sanierung, oder falls dies nicht möglich ist, eines Ersatzneubaus. Grundlage für die Planung der Sanierung bzw. die Entscheidung für einen Neubau ist die Kenntnis des Tragverhaltens und daraus abgeleiteter Prognosen zur Restnutzungsdauer der Brücken. Mit einer Zustandsüberwachung kann der sichere Betrieb bereits geschädigter Brücken bis zur Sanierung oder dem Neubau gewährleistet und der Erfolg der Maßnahmen kontrolliert werden.
Im Rahmen des Themenfeldprojekt „BLEIB - Bewertung, Lebensdauerprognose und Instandsetzung von Brückenbauwerken“ wurden an der BAM abteilungsübergreifend Methoden und Techniken zur Zustandsanalyse und -überwachung von Betonbrücken entwickelt und an einer Referenzstruktur getestet. Diese Modellbrücke mit einer Spannweite von 2 x 12 m wurde auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM errichtet. Im Vorfeld wurden an einem bewehrten Stahlbetonbalken Untersuchungen zur Applikation und Synchronisation der verschiedenen zerstörungsfreien Prüfverfahren durchgeführt. Hierzu wurde das Verformungsverhalten eines Stahlbetonbalkens in einem 4-Punkt-Biegeversuch im Labormaßstab untersucht. Das Hauptaugenmerk lag dabei auf der Charakterisierung der während der ausschlaggebenden Versagensmodi auftretenden Rissbildungsprozesse durch die einzelnen optischen Messsysteme und der Vergleich zu klassischen Messmethoden (z.B. Verformungsmessung mittels induktiver Wegaufnehmer). Im vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie das Verformungsverhalten und die damit verbundenen Rissbildungsprozesse mittels faseroptischer Sensoren und photogrammetrischer Messsysteme charakterisiert werden können.
The load-bearing behaviour of a reinforced concrete beam investigated by optical measuring techniques
Götz Hüsken, Stephan Pirskawetz, Detlef Hofmann, Frank Basedau, Klaus-Peter Gründer, Daniel Kadoke
erschienen in Materials and Structures, Vol. 54, issue 3, article 102, 2021
BAM Fachbereich Baustoffe, Fachbereich Baustofftechnologie, Fachbereich Sensorik, mess- und prüftechnische Verfahren, Fachbereich Faseroptische Sensorik