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Erkennung von Brückenschäden mit MWIR-Kameras

Sicherere Brücken

Mobiles Infrarot-Scannen von Brückenschäden

Bauingenieure in den USA stehen vor einem Problem: Zehntausende von Brücken haben ihre geplante Lebensdauer von 50 Jahren längst überschritten. Der US-Behörde für Fernverkehrsstraßen FHWA zufolge sind rund ein Viertel der 611.845 Brücken in den Vereinigten Staaten strukturell mangelhaft oder funktional obsolet. Für die nötigen Instandhaltungsmaßnahmen, Sanierungsarbeiten und Neubauten werden in den kommenden zwölf Jahren Kosten in Höhe von 19,3Mrd.E pro Jahr erwartet.

Bild: Flir Systems GmbHBild: Flir Systems GmbH
Bild 1 | Wärmebild zur Kartierung von Brückenfahrbahnschäden (links) und mit IrBAS bearbeitetes Bild zur Kartierung der Fahrbahnschäden (rechts)

Zwei wesentliche Faktoren bei Betonbrückenschäden sind Delaminationen und Abplatzungen. Als Delamination wird die Aufspaltung von Beton in Schichten oder die Trennung der oberen Schicht vom Substrat bezeichnet.

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Bild 3 | Visuelle, unbearbeitete und bearbeitete Delaminationsbilder von der IR-Prüfung einer Brückenfahrbahn (Quelle: 'Comparison of IR Cameras for Concrete Bridge Deck Scanning: - Vol.2 Field Test at Haymarket Bridge', Dezember 2014, NEXCO-West USA, Inc

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Bild 2 | Mobiler Prüfaufbau von Nexco-West: Die MWIR Kamera A6701sc wird zur Erstellung von IR-Karten von Delaminationen genutzt und ist auf dem LKW montiert.

Eingemörtelte Bewehrungsstäbe korrodieren im Laufe der Zeit und dehnen sich aus, wodurch sich der Beton entweder horizontal zwischen den Schichten spaltet (Delamination) oder sich in Stücke teilt, die über dem beschädigten Bereich abbrechen (Abplatzung). Bei der Suche nach Betondelaminationen wird meist eine zerstörungsfreie akustische Prüfung durchgeführt. Dazu zieht der Prüfer eine schwere Metallkette über die Brückenfahrbahn und horcht auf das hohle Geräusch, das in delaminierten Bereichen entsteht. Anhand der Daten kann er eine Delaminationskarte der Brückenfahrbahn erstellen. Die akustische Kettenprüfung hat jedoch Nachteile. Obwohl während der Untersuchung der jeweilige Fahrstreifen gesperrt wird, müssen die Prüfer häufig neben offenen Spuren arbeiten. Durch die Verkehrsgeräusche ist es schwer, den veränderten Klang der Kette auf delaminiertem Beton zu hören. Außerdem ist die Methode abhängig von den Kenntnissen und der Erfahrung des Prüfers, sodass sie subjektiv und potenziell ungenau ist. Nexco-West hat eine neue Prüfmethode entwickelt, bei der die firmeneigene Software anhand der Bilder einer auf einem LKW montierten gekühlten IR-Kamera Karten delaminierter Bereiche in Betonfahrbahnen erstellt. Gemeinsam mit der University of Central Florida arbeitet man derzeit an der Entwicklung objektiver Verfahren zur Brückenprüfung.

FLIR Systems GmbH

Dieser Artikel erschien in inVISION 2 2017 - 02.05.17.
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