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Bundesanstalt für Straßenwesen -BASt-, Bergisch Gladbach (Herausgeber)

Überwachungskonzepte im Rahmen der tragfähigkeitsrelevanten Verstärkung von Brückenbauwerken aus Beton


Schnellenbach-Held, Martina; Peeters, Michael; Brylka, Adrian; Fickler, Silvia; Schmidt, Irina
Quelle: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen - Brücken- und Ingenieurbau
Bremen (Deutschland)
Fachverlag NW
2015, 118 S., Abb., Tab., Lit.
ISBN: 978-3-95606-189-9
Serie: Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen - Brücken- und Ingenieurbau, Nr.116

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[Quelle: http://bast.opus.hbz-nrw.de]

[Link zum kostenlosen Volltext funktioniert nicht?]

Es werden Überwachungskonzepte für tragfähigkeitsrelevante Verstärkungen von Brückenbauwerken aus Beton entwickelt. Die praktische Umsetzung des Konzeptes erfolgt anhand einer Pilotanwendung. Dazu werden die tragfähigkeitsrelevanten Verstärkungsverfahren, die sich in der Praxis bewährt haben, zusammengestellt und hinsichtlich der Anforderungen und Bedingungen für eine geeignete Überwachung analysiert. Daran anschließend werden die für eine Dauerüberwachung von Verstärkungsmaßnahmen geeigneten Sensoren dargestellt und für die wesentlichen Verstärkungsverfahren in Diagrammen zusammengefasst. Den Kernpunkt des Überwachungssystems stellt die Merkmalsextraktion und Diagnose aus den Messdaten dar. Dazu werden das Leistungsspektrum und die Unterschiede physikalischer und nichtphysikalischer Modelle unter Angabe von Vor- und Nachteilen analysiert. Auf dieser Grundlage wird ein geeignetes Überwachungskonzept entwickelt und im Anschluss an der Talbrücke Germinghausen im Zuge der BAB 45 umgesetzt. Die Beurteilung der Funktion und Zuverlässigkeit des Überwachungssystems erfolgt dabei anhand der Wirksamkeit der vorhandenen Stahllaschen, der Effektivität bzw. Wirksamkeit der zusätzlichen externen Vorspannung, des Einflusses der zusätzlichen externen Vorspannung auf die vorhandenen Stahllaschen, sowie der dauerhaften Funktionsfähigkeit der zusätzlichen externen Vorspannung. Die Grundlage der Messdatenanalyse bildet der Vergleich von Messwerten innerhalb definierter Referenzzustände vor und nach der Verstärkung auf Basis der Regressionsanalyse. Insgesamt kann mit der Pilotanwendung gezeigt werden, dass sich das im Vorfeld erarbeitete Konzept unter Berücksichtigung der dargestellten Randbedingungen und vorgenommenen Anpassungen als geeignete Methode zur Überwachung und qualitativen Bewertung der Verstärkungsmaßnahme bewiesen hat.

Publikationslisten zum Thema:
Betonbrücke, Brückenbauwerk, Bauwerk(bestehend), Tragfähigkeitserhöhung, Verstärkungsmaßnahme, Aufbeton, Ortbeton, CFK-Lamelle, Spritzbeton, Zusatzbewehrung, Querkraftbewehrung, Externe Vorspannung, Anwendungsmöglichkeit, Funktionsfähigkeit, Überwachungssystem, Sensorik, Sensortechnik, Messtechnik, Messdaten, Datenauswertung, Clusteranalyse, Regressionsanalyse, Anwendungsbeispiel, Pilotstudie, concrete bridge, bridge structure, structure (existing), increase of load-bearing capacity, reinforcing measure, layer of concrete, in-situ concrete, CFK-lamella, shotcrete, additional reinforcement, Lateral force reinforcement, external prestressing, potentiality, functional capacity, control system, sensor technology, sensor technology, measuring, performance data, data analysis, cluster analysis, regression analysis, example of application,



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RFID, eine Schlüsseltechnologie für transparente Bauwerkserstellung und nachhaltigen Gebäudebetrieb (RFID-Sensor: Energie-Hygiene-Sicherheit)
N. König, C. Philipp, B. Hanisch, K. Ebert, T. Gier, G. vom Bögel, A. Hennig, M. Lörcks
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Das zweite Fraunhofer-Projekt mit dem Kurztitel "RFID- Sensor: Energie - Hygiene - Sicherheit" hat den Schwerpunkt in der Bau-Nutzungsphase. Anders als im ersten Fraunhofer-Projekt stehen hier die Aspekte der bauphysikalischen Nutzung von Bauteilen und deren Lebenszyklus im Vordergrund. So sollen mit Hilfe der RFID-Sensortechnik dynamische Informationen über den aktuellen Zustand einzelner Bauteile und Bausysteme erfasst und bewertet werden, um auch nach der Bauerstellung in der langjährigen Nutzungsphase eine Sicherung der Qualität durch ein "Hineinsehen" in die Bauteile mit Hilfe der RFID-Funk- und Sensor-Technik erreichen zu können. Hierbei bearbeitete das Fraunhofer IBP die Teilthemen Kennwerte und Qualitätsmerkmale von Bauteilen zu exemplarischen Anwendungen im Bereich Energie, Behaglichkeit, Hygiene und Sicherheit von Konstruktionen. Die Teilthemen des Fraunhofer IMS waren RFID-Technik und Sensortransponder, IT-Anbindung mit Standardisierung, hierarchische Verknüpfungen und IT-Zusatzfunktionen. Die Umsetzungsmöglichkeiten zu dynamischen Bauteil-/ Baukonstruktions-Daten für ein sog. "Gebäude-Monitoring" wurden gemeinsam und zusammen mit der ARGE RFIDimBau untersucht. Welche Potenziale in der Integration von schlanken Überwachungssystemen von Gebäudekomponenten mit RFID-Tags mit nachgeschalteten Software-Modulen stecken ist im ersten Fraunhofer-RFID-Projekt "Kennzahlen und Bauqualität" aufgezeigt. Vor allem der modulare Aufbau durch standardisierte Protokolle und Schnittstellen auf dem Informationsweg vom RFID-Tag bis zum Anwender ermöglicht eine Vielzahl von Nutzungen dieser Daten durch neue Dienstleistungen. In den Bereichen Facility Management (FM), Gebäudeleittechnik (GLT) oder Gebäudeautomation (GA) werden dazu Ideen vorgestellt. Die automatisierte Erstellung des Gebäude-Energieausweises ist ein gutes Beispiel wie mit der drahtlosen RFID-Sensor-Technik integriert in Baukonstruktionen wie Fassaden oder Dächer künftig für innovative Entwickler neue Mehrwert-Dienste anbieten können. Dies vor allem im Umfel


Ortung von Spannstahlbrüchen in metallischen Hüllrohren. Abschlußbericht
Bernd Hillemeier, Horst Scheel
Ortung von Spannstahlbrüchen in metallischen Hüllrohren. Abschlußbericht
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1998, 140 S., Abb.,Tab.,Lit.,
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Das Verfahren zur Ortung von Spannstahlbrüchen in metallischen Hüllrohren nutzt den physikalischen Effekt, daß an Bruchstellen remanent magnetisierter Spanndrähte magnetische Streufelder entstehen. Die Spannglieder werden mit einem speziell zu diesem Zweck konstruierten Elektromagneten remanent magnetisiert. Der von den Spanndrahtbrüchen ausgehende magnetische Streufluß kann an der Betonoberfläche mit geeigneten Sensoren nachgewiesen werden. Störsignale erschweren die Interpretation der Meßergebnisse. Der größte Unsicherheitsfaktor bei der Quantifizierung des Schädigungsgrads ist die Bruchweite. Bei normaler Bewehrungslage können Brüche einzelner Spanndrähte bis zu einer Betondeckung nachgewiesen werden, die etwa das Zwanzigfache des Drahtdurchmessers beträgt. Bei sehr dicht und unregelmäßig verlegter Stahlbetonbewehrung verringert sich diese Nachweisgrenze. Vor der eigentlichen Spanndrahtbruchortung müssen die Spannglieder, wenn Abweichungen von dem in den Bauplänen angegebenen Verlauf zu erwarten sind, mit dem Radarverfahren lokalisiert werden. Je nach den baulichen Bedingungen sind unterschiedliche Hilfskonstruktionen erforderlich, um die Detektionsgeräte entlang des Spanngliedverlaufs zu führen. Die Hilfskonstruktionen ermöglichen die Überprüfung der Spannglieder von der oberen, einer seitlichen und der unteren Bauteiloberfläche aus.


Betonprüfung zur Überwachung von Recyclingzuschlag aus Bauschutt
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Betonprüfung zur Überwachung von Recyclingzuschlag aus Bauschutt
Bauforschung, Band T 2791
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Bislang wurde keine befriedigende Korrelation zwischen den Eigenschaften eines Zuschlags aus mineralischem Baustoffgemisch (Recyclingzuschlag aus Bauschutt) und der hiermit erzielbaren Betondruckfestigkeit festgestellt. Das bisherige Freigabekriterium einer bauaufsichtlichen Zulassung, die augenscheinliche Ermittlung höherfester Bestandteile (mind. 80 Masseprozent), könnte für Festigkeitsklassen ab B 25 zu Sicherheitsrisiken führen. Daher erschienen Freigabekriterien auf der Basis von Betonprüfungen mit dem Ziel einer hohen Frühfestigkeit erfolgversprechend. Werden Prüfbetone mit einer Zusammensetzung gemäß der in der Arbeit durchgeführten Versuche eingesetzt, kann bereits im Alter von 48 bzw. 24 Stunden sicher beurteilt werden, ob das Recyclingmaterial einen gleichbleibenden Festigkeitsbeitrag liefert. Diese Betonkurzzeitprüfung erscheint insbesondere für Betone mit einer Festigkeitsklasse größer als B 35 geeignet, Sicherheitsrisiken durch schwankende Festigkeitsbeiträge der Recylingzuschläge zu minimieren. Bei Beton der Festigkeitsklasse B 25 sollte über die Notwendigkeit dieser Prüfung im Einzelfall aufgrund der Qualität des Recyclingzuschlags (Ausgangsmaterialien, Herstellung und Aufbereitung) entschieden werden.


Kalibrierung der Betriebs-Biegeprüfung in Holzleimbaubetrieben zur Überprüfung der maschinell sortierten Brettlamellen anhand von nach EN 408 im Labor geprüften Zugprüfkörpern. Abschlußbericht
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Forschungsthema: Vergleichende Betrachtungen europäischer Bauprodukten-Normen mit nationalen Bestimmungen.
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1995, 30 S.,
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Mit der Einführung des Eurocode 5 und der zugehörigen europäischen Stoffnormen sowie der beabsichtigten Ergänzung der DIN 1052 ist zunehmend eine maschinelle Sortierung von Schnittholz in Holzleimbaubetrieben und später auch in anderen Produktbereichen zu erwarten. Zur Qualitätssicherung des sortierten Holzes ist eine Biegeprüfung mit einer einfachen Biegeprüfvorrichtung vorgesehen, wie sie in Holzleimbaubetrieben zur routinemäßigen Prüfung von Keilzinkenverbindungen bereits verwendet wird. Da die bisher in Holzleimbaubetrieben eingesetzten Sortiermaschinen die Brettlamellen nach deren Zugfestigkeit sortieren, ist eine Kalibrierung der vorgesehenen Betriebs-Biegeprüfung anhand von im Labor durchgeführten Zugversuchen erforderlich, damit im Rahmen der Qualitätskontrolle geeignete Grenzwerte für die innerbetrieblich bestimmte Biegefestigkeit zur Verfügung steht. Für die Qualitätskontrolle maschinell sortierten Holzes mit der in Holzleimbaubetrieben vorhandenen Biegeprüfeinrichtung werden als Grenzwerte für die Mindestbiegefestigkeit (5%-Fraktilwerte) in den einzelnen Sortierklassen die charakteristischen Biegefestigkeitskennwerte der jeweiligen Festigkeitsklassen nach EN 338 "Bauholz für tragende Zwecke, Festigkeitsklassen" vorgeschlagen.


Kosten- und Leistungsrechnung für präventive Qualitätssicherungssysteme am Beispiel von Holzwerkstoff- und Zulieferbetrieben. Schlußbericht
Kosten- und Leistungsrechnung für präventive Qualitätssicherungssysteme am Beispiel von Holzwerkstoff- und Zulieferbetrieben. Schlußbericht
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1994, 162 S.,
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Zur Ableitung einer praxisgerechten Systematik qualitätsbezogener Kosten wurde ein integriertes Anforderungsprofil entwickelt, das sowohl neuere Erkenntnisse aus der Qualitäts- und Kostentheorie wiedergibt als auch aktuellen Entwicklungen in den Unternehmen gerecht wird. Abgeleitet aus dem integrierten Anforderungsprofil wird eine neue Gliederung qualitätsbezogener Kosten vorgeschlagen. Zu unterscheiden sind Kosten der Übereinstimmung, die eine Investition und damit einen Beitrag zum Unternehmenserfolg darstellen, und Kosten der Abweichung, die für die Verschwendung von Ressourcen stehen. Den genannten Kostengrößen ist eine Leistungsdimension gegenüberzustellen. Sie konkretisiert sich in den Leistungsgrößen Schaffung von Qualitätsfähigkeit, Optimierung qualitätsbezogener Kosten und Erlössicherung. Die Integration der Qualitätskosten- und Leistungsrechnung in das betriebliche Rechnungswesen erfolgt mit Hilfe der Modifikation neuerer Ansätze aus der Kostenrechnung hinsichtlich Anwendbarkeit auf das Qualitätsphänomen. Das Konzept der Verlustfunktion von Taguchi dient als Basis für eine verursachungsgerechtere Zurechnung qualitätsbezogener Gemeinkosten. Desweiteren wird ein pragmatischer Ansatz zur Erfassung externer Abweichungskosten vorgestellt.


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Schnelle messtechnische Untersuchung von Betonfahrbahnen hinsichtlich physikalischer Schädigungen mittels Impakt-Echo-Scanner
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