Langzeitrissmonitoring an Spannbetonkonstruktionen mittels Distributed Strain Sensing

Im Deckenbereich eines Verbindungstunnels der Münchener U-Bahn wurden zum kontinuierlichen Rissmonitoring (Dauerrissmonitoring) faseroptische Sensorkabel verlegt. Hierbei sind laut Messkonzept eine Dauerüberwachung der Gesamtverformungen sowie mehrere Stichtagmessungen hinsichtlich des eigentlichen Rissmonitorings der Spannbetonkonstruktion geplant. Ziel der Messungen ist das faseroptische Rissmonitoring zur Bauwerksüberwachung einer vorgeschädigten und im Zuge der faseroptischen Installation sanierten Spannbetonkonstruktion aus den 1970er-Jahren mit hohen Verkehrslasten aus Straßenverkehr und Temperatureinwirkungen. Bei der Spannbetonkonstruktion handelt es sich um eine Einfeldplattenkonstruktion mit geraden und parabelförmigen Spanngliedern. Die ursprüngliche Decke wies ein erhöhtes Schadenspotenzial an der Plattenunterseite (Rissbild) sowie schwerwiegende Schäden in Verbindung mit der vorhandenen Spannstahlkonstruktion auf. Im Zuge der Sanierung der Spannbetondeckenplatte wurde eine Spritzbetonverstärkung mit Zusatzbewehrung ausgeführt, um ein Ankündigungsverhalten bei Spanngliedausfall zu erreichen. Im folgenden Beitrag wird über die ersten Ergebnisse des Rissmonitorings auf der Basis von kontinuierlichen faseroptischen Messungen der eingebetteten Glasfasern berichtet. Die Messungen basieren auf der Brillouin-Technologie.

Long-term crack monitoring of prestressed concrete structures by means of distributed fiber-optic strain sensing
In the ceiling area of a connecting subway tunnel in Munich, Germany, fiber-optic sensor cables were installed for continuous long-term crack monitoring. According to the measurement concept, continuous monitoring of the total deformations as well as several reference date measurements are planned with regard to the actual crack monitoring of the prestressed concrete construction. The aim of the measurements is the fiber-optic crack monitoring of a pre-damaged prestressed concrete structure from the 1970s, which was refurbished in the course of the fiber-optic installation. The structure is exposed to high traffic loads from road traffic as well as temperature impact. The prestressed concrete structure is a single span slab construction with straight and parabolic tendons. The original ceiling had an increased potential for damage on the underside of the slab (crack pattern) as well as severe damages associated with the existing prestressing steel structure. During the renovation of the prestressed concrete slab, shotcrete with supplementary reinforcement was applied to achieve an announcement behavior in case of tendon failure. The following paper reports on the first results of crack monitoring based on continuous fiber optic measurements along the embedded fiber-optic sensing cables. The measurements are based on the technology of distributed Brillouin sensing.