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Mittels Schallemissionsanalyse unsichtbare Schäden an Brücken aufspüren

Täglich fahren Millionen Autos, Lkw und Busse über Deutschlands Brücken. Der Verkehr lässt die Bauwerke aus Beton und Stahl vibrieren und Wettereinflüsse wie Wind, Hitze, Regen, Eis und Schnee greifen ihre Substanz an. Es kommt zu Brückenschäden, die das Leben der Menschen vielerorts beeinflussen. So auch an der Berliner Elsenbrücke, deren bei einer Bauwerksprüfung im Sommer 2018 festgestellten Schäden den Verkehr auf Jahre beeinträchtigen.

Die Autor*innen des vorliegenden Beitrags erläutern anhand der Elsenbrücke, wie mittels der Schallemissionsanalyse unsichtbare Schäden im Inneren von Brückenbauwerken zerstörungsfrei aufgespürt werden können.

Kurzfassung des Beitrags

Die Elsenbrücke verbindet die beiden Berliner Stadtteile Friedrichshain-Kreuzberg und Treptow-Köpenick und überspannt mit einer Gesamtlänge von 155 m die Spree. Im Rahmen einer turnusmäßigen Bauwerksprüfung wurde im Jahr 2018 in einem Randfeld des südöstlichen Überbaus ein ca. 25 m langer Riss festgestellt, der sich sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite abzeichnete. Die Breite des Risses betrug bis zu 1,8 mm. Neben dem breiten Riss lagen bereichsweise noch weitere kleinere Risse sowie hohlliegende Flächen vor. Die Ursache wird im Wesentlichen auf Spaltzugkräfte, die bei Brüchen von Spanndrähten entstehen, und die hohen Temperaturbeanspruchungen in diesem Jahr zurückgeführt. Der südöstliche Überbau wurde umgehend für den Straßenverkehr gesperrt und der gesamte Verkehr über den baugleichen südwestlichen Überbau geführt. Massive Verkehrsbehinderungen waren die Folge.

Mittels der Schallemissionsanalyse, die in Echtzeit Risswachstum, Verschleiß, Korrosion und Drahtbrüche erkennen und beurteilen kann, sind bis Dezember 2021 insgesamt zehn Drahtbrüche an der Elsenbrücke detektiert worden. Die Überwachung läuft bisher ohne eine nennenswerte Anzahl von Fehlalarmen ab, obwohl gleichzeitig der Abriss eines Teilbauwerks und an gleicher Stelle der Bau der stählernen Behelfsbrücke erfolgt. Die Behelfsbrücke ist fast fertig und wird in nächster Zeit in Betrieb genommen. Der gesamte Verkehr wird dann über die Behelfsbrücke geführt. Die akustische Überwachung endet mit dem Abbruch des südwestlichen Überbaus.

Anm. der Redaktion: Die Behelfsbrücke wurde am 12. Januar 2022 in Betrieb genommen und für den Verkehr freigegeben.

Übersicht zu den Sensorpositionen (blaue nummerierte Kästen) an den vier Stegen und der Position der bisher aufgetretenen bestätigten Drahtbrüche (rote Marker) Stand 21.12.2021

Übersicht zu den Sensorpositionen (blau nummerierte Kästen) an den vier Stegen und der Position der bisher aufgetretenen bestätigten Drahtbrüche (rote Marker), Stand 21.12.2021. ©GMA-Werkstoffprüfung GmbH (MISTRAS Gruppe)

Autor*innen

Manuel Löhr und Kai Kleeberg, GMA-Werkstoffprüfung GmbH (MISTRAS Gruppe), Niederlassung Stade
Katrin Saloga, KHP König und Heunisch Planungsgesellschaft mbH & Co.KG, Niederlassung Berlin

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Download vollständiger Beitrag (PDF, 5 Seiten)

 

Dieser Beitrag erschien ebenfalls in der ZfP-Zeitung (Ausgabe 178, Februar 2022).

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