Beispiele für:
Entwicklungen / Innovationen
Ringversuch in Leipzig
Qualifikationsnachweis für die Spannstahlbruchortung an Bahnbrücken mit BTE-Fertigteilträgern
Erster Termin beim Ringversuch (Unterseite)
Zweiter Termin beim Ringversuch (Unterseite und Seitenflächen)
Die magnetische Streufeldmessung (Remanenzmagnetismus-Verfahren) ist ein zerstörungsfreies Messverfahren, um den Zustand der Spannbewehrung (Spannglieder / Spanndrähte) von Bestandsbauwerken festzustellen.
Der Spannbeton findet überall dort Anwendung, wo barrierefrei lange Stützweiten überbrückt werden müssen, z.B. im Hallenbau (Produktions- und Sporthallen), bei Parkhäusern und natürlich bei Brücken.
Deutschland als Industrie- und Exportland ist vor allem von einer gut ausgebauten Infrastruktur abhängig. Bei Straßen- und Autobahnbrücken hat sich die magnetische Streufeldmessung mit dem Einsatz von unterschiedlich großen Messgeräten (je nach Abhängigkeit des zu untersuchenden Bauteils) seit Jahren etabliert, um den Zustand der Spannbewehrung hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Dauerhaftigkeit der Bauteile bestimmen zu können.
Für den Güterverkehr und auch den Personenverkehr spielen neben den Straßen- und Autobahnbrücken auch die Bahnbrücken eine wichtige und entscheidende Rolle. Deutschlands Schienennetz führt über viele Brücken, die in Spannbetonbauweise ausgeführt sind. Vor allem bei den Bestandsbrücken älteren Baujahrs ist das Wissen über den Zustand der Spannbewehrung von entscheidender Rolle, denn sie entscheidet über den Umfang einer Sanierung oder auch über die Notwendigkeit eines Ersatzneubaus.
Die Deutsche Bahn unterhält viele Bestandsbrücken, bei denen spannungsrisskorrosionsgefährdeter Hennigsdorfer Spannstahl in BTE-Fertigteilen verbaut worden ist. Im Rahmen einer notwendigen Untersuchung dieser Bauwerke hat die DB Netz AG in Zusammenarbeit mit der MFPA Leipzig einen Ringversuch erarbeitet, um die Machbarkeit der magnetischen Streufeldmessung speziell für diese Bauteile zu überprüfen. Dieser Ringversuch dient zum Einen als Nachweisvermögen des Remanenzmagnetismus-Verfahrens zur Ortung von Brüchen in den Spanndrähten dieser Bauteile. Des Weiteren soll aber auch die Praxistauglichkeit des Verfahrens zur Untersuchung der Bestandsbauwerke der Deutschen Bahn demonstriert werden.
Unser Ingenieurbüro hat an diesem Ringversuch teilgenommen und die speziell für diesen Versuch hergestellten Probekörper in den Wintermonaten 2022 zerstörungsfrei mit der magnetischen Streufeldmessung untersucht. Die Ergebnisse unserer Untersuchung liegen der DB Netz AG und der MFPA Leipzig vor und werden aktuell noch bewertet.
Forschung und Entwicklung
Optimierung und Ausbau zerstörungsfreier Prüfverfahren
Magnetspulen des REM 350
Entwicklung der großen Messeinheit zum REM 350
Die große Messeinheit wurde im Rahmen eines Forschungsvorhabens an der Technischen Universität Berlin (TU Berlin – Institut für Bauingenieurwesen) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Bernd Hillemeier entwickelt. Im Jahr 2006 wurde das Messsystem mit dem Innovationspreis Berlin-Brandenburg ausgezeichnet („Magnetischer Gesundheitsnachweis für Spannbetonbrücken“). Zu dieser Zeit bestand das Messsystem aus einem Großmagneten mit einem nachgeführten Rotationssensor.
Ziel des Forschungsvorhabens war die Weiterentwicklung des Remanenzmagnetismus-Verfahrens (RM-Verfahren), um Querspannglieder von Spannbetonbrücken schnell, effizient und zerstörungsfrei zu untersuchen und somit den Zustand der Spannglieder hinsichtlich der Resttragfähigkeit der Konstruktion analysieren zu können.
Brückenbauwerke weisen sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eine Vorspannung auf. In der Vergangenheit sind die Brückenüberbauten schlanker ausgeführt worden, weshalb in der Fahrbahnplatte in dichtem Abstand Querspannglieder angeordnet worden sind.
Neben den Längsspanngliedern, die die Brückenträger oder die Hohlkastenstege vorspannen, sind vor allem auch die Querspannglieder im Hinblick auf die verwendete Spannstahlart, auf die starke Chloridbelastung durch den Einsatz von Tausalzen und auf den steigenden Güterverkehr unter besondere Beobachtung zu stellen. Die Ausführung des Rotationssensors erwies sich allerdings für den Baustelleneinsatz als nicht robust genug, weswegen eine Weiterentwicklung des Magnetsensors zu dem jetzigen Liniensensorsystem notwendig war.
Die Anforderungen an Untersuchungsmethoden von Querspanngliedern in Brückenbauwerken sind die Zerstörungsfreiheit, die Schnelligkeit, die Minimierung der Verkehrsbehinderung und die Wirtschaftlichkeit. Sämtliches wird mit der großen MobiRem-Messeinheit (“REM 350”), bestehend aus dem fahrbaren Elektromagneten mit dem nachgeführten Linienscannersystem, erreicht, wodurch eine schnelle und aussagekräftige zerstörungsfreie Prüfung der Querspannglieder in Fahrbahnplatten von Brückenbauwerken ermöglicht wird.
Unser Team ist im wissenschaftlichen Erkenntnissaustausch engagiert und forscht intensiv an effizienten Technologien und Methoden der zerstörungsfreien Prüfung im Bauwesen
Brochure about remanent magnetization
Infobroschüre: Magnetische Streufeldmessung
Wissenswertes zu den PDF-Downloads
Zu zerstörungsfreien Prüfungen(ZfP) im Bauwesen zählen neben gängigen Prüfverfahren vor allem die magnetische Streufeldmessung, das Ultraschallverfahren, das Radarverfahren, das magnetische Induktionsverfahren sowie chemisch physikalische Verfahren zur Festigkeitsbestimmung und Korrosionsdetektion. Für die magnetische Streufeldmessung stellen wir an dieser Stelle eine Infobroschüre in deutscher und englischer Sprache zur Verfügung. Hier lassen sich Antworten auf folgende Fragen finden:
- Was ist eine magnetische Streufeldmessung?
- Warum versagen Spannstähle?
- Wie funktioniert der physikalische Effekt und das Messprinzip bei der Spannstahlbruchortung?
- Welche Messtechnik kommt bei den Untersuchungen zum Einsatz?
PUBLIKATIONEN (Auszug):
- Bernd Hillemeier: Das Erkennen von Spanndrahtbrüchen an einbetonierten Spannstählen. Vorträge Betontag, Deutscher Beton-Verein e. V, Wiesbaden, 1993.
- Bernd Hillemeier: Assessment of Structural Stability of Prestressed Concrete by Non-Destructive Detection of Steel Fractures. Proceedings Vol. 1 of the International Symposium Non-Destructive Testing in Civil Engineering (NDT-CE), Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e. V., S. 23–29, 1995.
