smart_tendon

Straßenbrücken werden häufig in Spannbetonbauweise errichtet. Dabei wird der Beton mittels zugbelasteter Spannglieder aus Stahl Druckkräften ausgesetzt, was rissarme Brückenbauteile mit vergleichsweise kleinen Querschnittsabmessungen ermöglicht. Um die Brücken möglichst lange nutzen, effizient unterhalten und dadurch Ressourcen sparen zu können, wird ihr Zustand überwacht. Dies erfolgt durch regelmäßige visuelle Inspektionen und immer häufiger auch unter Nutzung von Messtechnik.

Die dabei erstellte Datenbasis ließe sich durch die langzeitige Messung von Verformungen im Brückeninneren wesentlich erweitern. Aus diesem Grund widmet sich das Forschungsvorhaben der Integration von ortsauflösenden Dehnungssensoren in Spannglieder für neu zu errichtende Betonbrücken. Mit den auf diese Weise entstandenen intelligenten Spanngliedern, den sogenannten „smart tendons“, können Daten zum Zustand der Betonbrücken über deren gesamte Nutzungsdauer hinweg erfasst werden.

Es soll vorzugsweise ein faseroptisches Messprinzip zur Anwendung kommen, welches eine ortsauflösende Dehnungsmessung entlang der Spannglieder ermöglicht. Dadurch sind eventuell auftretende Bauwerksschäden frühzeitig zu erkennen und lokalisierbar, was eine effiziente Planung von Erhaltungsmaßnahmen und damit eine Verlängerung der Nutzungsdauer der Brücken erlaubt.

Für die robuste und dauerhafte Integration von Dehnungssensoren in die Spannglieder werden verschiedene technische Ansätze verfolgt. Zunächst erfolgen Laborversuche an einzelnen mit faseroptischen Dehnungssensoren ausgerüsteten Spanngliedern, d.h. an den sogenannten „smart tendons“. Später werden die „smart tendons“ im eingebauten Zustand getestet, zuerst in großmaßstäblichen Laborversuchen an Spannbetonbalken und anschließend in einem realen Brückenbauwerk. Es erfolgt außerdem die Entwicklung von Brückenüberwachungskonzepten, welche die gewonnenen Dehnungsmesswerte einbeziehen.