Ein Team von Forscherinnen und Forschern der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) hat eine neue Methode entwickelt, die Schäden an Betonbauwerken wie Brücken frühzeitig erkennt. Dazu wird ein Verfahren genutzt, das ursprünglich aus der Erdbebenforschung stammt und mit dem sich Schäden besonders früh erkennen lassen.
Das Team setzt dabei auf Codawelleninterferometrie, einer aus der Erdbebenforschung bekannten Ultraschall-Methode, bei der der letzte Teil einer Ultraschallwelle – die Coda – betrachtet wird. Diese ist sehr sensibel gegenüber kleinen Veränderungen im Material und kann dabei helfen, Schäden besonders frühzeitig zu erkennen. Analysiert werden über im Beton eingebettete Sensoren fortwährend Änderungen im Ultraschallsignal, die durch Belastungen wie den täglichen Verkehr oder Umwelteinflüsse hervorgerufen werden.
Anders als etwa bei anderen akustischen Überwachungsmethoden wie der Schallemissionsmessung können so Veränderungen erkannt werden, bevor es zu einem Schaden kommt, der die Standsicherheit gefährdet (z.B. einem Riss der stählernen Spannglieder). Dadurch können Gegenmaßnahmen rechtzeitig eingeleitet werden, ohne dass es zu Sperrungen z.B. für den Schwerlastverkehr kommen muss.
Erfolgreich getestet wurde das System bereits an der Gänstorbrücke in Ulm und am U-Bahnhof Scheidplatz in München. Die erforderlichen Sensoren können auch bei vorhandenen Bauwerken unaufwendig nachgerüstet werden. Grundsätzlich eignet sich das Verfahren für alle Betonbrücken, von denen allein im Bundesfernstraßennetz über 39.000 existieren.
»Wir wollen mit unserem Monitoring einerseits gewährleisten, dass ältere Brücken sicher betrieben werden können«, erläutert Niklas Epple aus dem ConScope-Team. »Gleichzeitig wollen wir einen möglichst langen Betrieb neuer Bauwerke unterstützen. Unsere Tests haben gezeigt, dass die im Beton eingebetteten Sensoren über viele Jahre zuverlässig Daten liefern können.«
Nun soll während der zweijährigen EXIST-Förderung ein praxistaugliches, preiswertes und einfach zu installierendes Monitoringsystem entwickelt werden. Sensoren und Messtechnik werden zusammen mit der Autobahn GmbH und den Stadtwerken München kontinuierlich optimiert.
Das EXIST-Projekt ConScope ist aus der Forschungsgruppe CoDA hervorgegangen, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurde.
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