Überwachung einer Großbrücke mit einbetonierten faseroptischen Sensoren

Die Zustandserfassung von Brücken erfolgt derzeit überwiegend durch periodische manuelle Sichtprüfungen. Ergänzendes Bauwerksmonitoring kommt primär erst zum Einsatz, wenn das Bauwerk sich dem Ende seiner Nutzungsdauer nähert. Die Installation der Sensoren ist meist aufwendig und erst ab diesem Zeitpunkt sind Veränderungen messbar. Zudem können mittels Wegaufnehmern oder Dehnungsmesstreifen nur einzelne Stellen überwacht werden. In einem Pilotprojekt an einer frequentierten Autobahn in Österreich wurde eine neue Technologie im Brückenmonitoring erforscht, die hier einen Paradigmenwechsel verspricht. Verschiedene faseroptische Messkabel wurden in der Schalung verlegt und einbetoniert. Mit diversen Geräten, die mit unterschiedlichen physikalischen Effekten arbeiten, wurden daran während des Baus und nach der Verkehrsfreigabe bei dynamischer Anregung sowie unter Verkehr faseroptische Dehnungs‐ und Temperaturmessungen durchgeführt. So konnten Vorgänge wie die Betonerhärtung, das Absenken des Traggerüsts, das Freisetzen der Pfeiler, der Vorspannvorgang oder die Überfahrt von Lkw nachverfolgt werden. Dehnungen und Rissbreiten werden auf der gesamten Kabellänge, auch in nicht zugänglichen Bereichen, gemessen und können so in Zukunft die Bauwerksprüfung wesentlich unterstützen. Im Forschungsprojekt konnten wertvolle Erkenntnisse zu den Vor‐ und Nachteilen verschiedener Geräte und den Hürden, die bis zu einer breitflächigen Anwendung noch zu überwinden sind, gewonnen werden.

The condition of bridges is currently mainly assessed by means of periodic manual visual inspections. Additional structural health monitoring is primarily used when the structure is approaching the end of its service life. The installation of sensors is mostly costly, and changes can only be measured from this point onwards. Furthermore, extensometers or strain gauges provide local measurements only. In a pilot project on a busy highway in Austria, a new technology for bridge monitoring, which promises a paradigm shift in this regard, was investigated. Various fiber optic cables were laid in the formwork and embedded in concrete. Using various devices, which utilize different physical effects, fiber optic strain and temperature measurements were carried out during construction and after opening to traffic under dynamic excitation and traffic conditions. Processes such as concrete hardening, the lowering of the supporting structure, the release of the piers, the post‐tensioning or the passage of trucks could be tracked closely. Strains and crack widths are measured along the entire length of the cable, even in areas that are not accessible, and can therefore considerably support visual inspections in the future. In the research project valuable insights into the advantages and disadvantages of different devices and the hurdles that stand in the way of a widespread application of the technology were gained.