Einsatz von Ultraschallecho zur Spanngliedortung bei der Verstärkung von Brückenbauwerken

Abstract

Etwa 70 % der rund 39 000 im deutschen Fernstraßennetz eingebundenen Brückenbauwerke sind in Spannbetonbauweise hergestellt. Fast zwei Drittel dieser Brücken wurden während der Boomphase in den 60er bis 80er-Jahren des letzten Jahrhunderts erbaut. Seitdem (Vergleich 1980(Vergleich -2010 ist allein die Beförderungsleistung im Güterverkehr auf das Fünffache gestiegen, bis 2025 wird ein weiterer Anstieg auf das insgesamt Achtfache prognostiziert. Diese rasante Zunahme überstieg sämtliche Prognosen und geht am Brückenbestand nicht spurlos vorbei. Folgerichtig fallen Zustandsnoten für Brückenbauwerke seit der ersten Erwähnung im Straßenbaubericht 2000 stetig schlechter aus, zunehmend werden umfangreichere Schäden festgestellt [1, 2]. Angesichts dieser Entwicklung wurde die Notwendigkeit der Investition in Instandsetzung und Verstärkung bestehender Bauten erkannt [2]. Letztere kann insbesondere bei Brücken, die noch keine sicherheitsrelevanten Schäden aufweisen, ein Instrument zur nachhaltigen und vergleichsweise kostengünstigen Sicherstellung der Ver-kehrsinfrastruktur darstellen. Bei Spannbetonbrücken hat sich die Ertüchtigung durch externe Vorspannung durchgesetzt, mit dem Ziel, analog zur Funktionsweise der internen Vorspannung resultierende Biegemomente weiter zu reduzieren, die Gebrauchstauglichkeit zu verbessern sowie ggf. die Konstruktion selbst -z. B. im Falle von Koppelfugenschäden [3] -zu sanieren. Als Mittel für die Zustandserfassung von Brücken und allgemein von Stahlbetonbauwerken dienen in Ergänzung zu konventionellen Untersuchungsmethoden (Sichtprüfung, Abklopfen) zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP), vgl. z. B. [4]. Als bildgebende Volumenverfahren zur Darstellung des Bauteilinnern ohne Eingriff in die Substanz, deren Einsatz für die Bauwerks untersuchung grundsätzlich wirtschaftlich möglich ist, können vor allem Impuls-Radar und Ultraschallecho genannt werden [5]. 2 Ultraschall im Bauwesen Während sich Radarverfahren hervorragend für Untersuchungen im oberflächennahen Bereich eignen und in kur-Bei der nachträglichen Verstärkung vorgespannter Brücken mit externen Spanngliedern ist die schadensfreie Montage der Umlenk-und Verankerungsstellen eine besondere Herausforderung. In Abhängigkeit vom Ausnutzungsgrad der Konstruktion ist unter Umständen selbst die Durchtrennung von schlaffer Bewehrung zu vermeiden; in jedem Fall aber dürfen interne Spannglieder nicht beschädigt werden. Die sichere Feststellung der Lage letzterer kann beispielweise bei der Durchbohrung breiter Plattenbalken für die Quervorspannung lasteinleitender Ankerblöcke problematisch werden. Eine zuverlässige zerstörungsfreie Lageortung interner Spannglieder -z. B. mit Radar -ist nicht immer möglich, besonders, wenn diese sehr tief liegen oder durch engmaschige schlaffe Bewehrung verdeckt sind. In diesen Fällen werden üblicherweise Erkundungsbohrungen oder ähnlich fragwürdige Methoden angewendet, um Bewehrungstreffer zu vermeiden. Der vorliegende Beitrag beschreibt eine Lösungsvariante für derartige Fälle, die auf dem Einsatz des zerstörun...