zerstoerungsfreie-pruefungen.de» Entwicklungen » Spannstahlbruchortung

Ringversuch in Leipzig
Qualifikationsnachweis für die Spannstahlbruchortung an Bahnbrücken mit BTE-Fertigteilträgern


2022_Leipzig_Ringversuch

Erster Termin beim Ringversuch (Unterseite)

2023_Leipzig_Ringversuch

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


2016_REM 350_Magnetspulen

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.

Zum
YouTube
Kanal

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.
Zur Startseite

© 2023 ZFP Bauwesen | Ingenieure für das Bauwesen | Prof. Hillemeier & Knapp GmbH | ✆ 030 - 8058 0966