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Samstag, 20. April 2019
Ausgabe 6452 | Nr. 110 | 18. Jahrgang
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Brückentest: Schwingungen verraten Zustand

# 14.01.2014

Brückenüberprüfung bisher umständlich und kostenintensiv. Neues Verfahren ResoBridge bietet günstige Alternative. Technologie ermöglicht frühzeitige Stabilitätsmessung bei laufendem Verkehr. Test künftig für verschiedene Brückentypen vorstellbar

40.000 Brücken müssen gewartet werden

Extern vorgespannte Betonbrücken sind in Deutschland weit verbreitet. Foto: S. Siegel / KIT Extern vorgespannte Betonbrücken sind in Deutschland weit verbreitet. Foto: S. Siegel / KIT

Im deutschen Straßennetz gibt es fast 40.000 Brücken. Sie alle müssen enormen Belastungen standhalten. Besonders der wachsende Schwerlastverkehr setzt ihnen zu. Um die Sicherheit der Brücken zu gewährleisten, sind regelmäßige Inspektionen erforderlich. Mit visuellen Methoden lassen sich Schäden oft erst dann feststellen, wenn sie bereits relativ weit fortgeschritten sind.

Andere Verfahren, wie Ultraschall, Radiographie oder magnetinduktive Prüfung, sind sehr zeit- und kostenaufwendig. Zudem müssen die Brücken zur Überprüfung teilweise für den Verkehr gesperrt werden.

Forscher des Instituts für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben nun eine kostengünstige und zuverlässige Alternative zu den herkömmlichen Prüfverfahren entwickelt. ResoBridge heißt die patentierte Methode, welche sich für Betonbrücken mit externen, das heißt nicht in den Beton eingegossenen Spanngliedern eignet.

Test für extern vorgespannte Brücken einsetzbar

Im hohlen Inneren der Betonbrücken verlaufen die zu untersuchenden Spannseile. Foto: S. Siegel / KIT Im hohlen Inneren der Betonbrücken verlaufen die zu untersuchenden Spannseile. Foto: S. Siegel / KIT

Bei dieser in Deutschland weit verbreiteten Art von extern vorgespannten Brücken befindet sich unterhalb der Fahrbahn ein Hohlkasten aus Beton. Hier verlaufen die Spanndrähte oder Spannlitzen. Während der Überprüfung misst ein Beschleunigungs-Sensor die Eigen-Schwingungen in diesen Spanndrähten. Die Werte werden mit Ergebnissen früherer Messungen verglichen.

"Eine abnehmende Frequenz weist darauf hin, dass die Spannung nachlässt. Deutliche Veränderungen lassen auf Schäden an den Drähten oder Litzen schließen", erklärt Steffen Siegel, Mitarbeiter am IMB und zusammen mit Lothar Stempniewski, Erfinder der Neuheit. Laut Siegel, erfasst das Verfahren die Frequenzspektren mit einer Genauigkeit von bis zu 0,01 Hertz.

Entwickler versprechen leichte Bedienung

Um Veränderungen zu erkennen, bedarf es zunächst der Erfassung eines Ausgangswerts als Vergleichsgrundlage. Die KIT-Forscher haben dazu an der Entwicklung eines Messgeräts mitgearbeitet, das alle erfassten Werte speichert und Frequenzveränderungen aufzeigt.

Die Hersteller versprechen eine leichte Bedienung, wobei die Erfassung der Messwerte einschließlich Montage und Demontage des Sensors nur wenige Minuten pro Messstelle dauere. So lasse sich eine Brücke innerhalb eines Tages überprüfen. Und das, ohne sie für den Verkehr zu sperren.

Alle Brückendaten werden an zentraler Stelle erfasst. Das Verfahren ermöglicht es darüber hinaus, verschiedene Spannglieder und verschiedene Brücken miteinander zu vergleichen.

Derzeit sind die Wissenschaftler am KIT damit beschäftigt, die Methode für andere Bauwerkstypen anwendbar zu machen. Sie könnte künftig auch zur Überprüfung von Schrägseilbrücken, seilabgespannten Konstruktionen und Hybridtürmen bei Windkraftanlagen eingesetzt werden, so die Hoffnung der Forscher.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

nimmt sowohl die Mission einer Universität als auch die eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft wahr. Thematische Schwerpunkte der Forschung sind Energie, natürliche und gebaute Umwelt sowie Gesellschaft und Technik. Mit rund 9.000 Mitarbeitern sowie 24.000 Studierenden ist das KIT eine der größten Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.

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