Quasikontinuierliche faseroptische Dehnungsmessung zur Rissdetektion in Betonkonstruktionen

Distributed fiber optic sensing for crack detection in concrete structures

Zur Beurteilung des Zustands von Betonkonstruktionen ist die frühzeitige Detektion von Rissen wegen der damit einhergehenden Schädigungen von besonderer Bedeutung. Mit der vorgestellten faseroptischen Dehnungsmessung können potenzielle Rissbereiche schon festgestellt werden, bevor sie sichtbar werden. Diese faseroptische Messtechnik basiert auf der Rayleigh-Rückstreuung des Frequenzspektrums. Das wesentliche Ziel der dargestellten Untersuchungen ist die Beurteilung des Dehnungszustands beziehungsweise die Rissdetektion im Beton anhand optischer Messsensorik für verschiedene Messfasern, Applikationsvarianten und Messgeräte. Hierzu wurde ein Betonbalken im Biegeversuch belastet und die Messergebnisse für verschiedene Lastniveaus ausgewertet. Zuvor werden das Prinzip der faseroptischen Dehnungsmessung und die auf der Rayleigh-Rückstreuung basierenden Messsysteme detailliert vorgestellt. Der Versuchsträger wurde mit einbetonierten, nachträglich eingebetteten und mit auf die Oberfläche aufgeklebten Messfasern versehen. Rissbildungsprozesse konnten mit allen untersuchten Messvarianten präzise noch vor dem Sichtbarwerden der Risse festgestellt werden. Dies gilt auch für die frühzeitige Entwicklung von schrägen Schubrissen im Bereich hoher Querkraftbeanspruchung. Das Verfahren der faseroptischen Dehnungsmessung bietet zudem die Möglichkeit, Bauwerke mittels Monitorings zu überwachen, da sich spätere Risse durch Bereiche mit erhöhten Dehnungsraten ankündigen. Für die praxistaugliche Anwendung ist dazu eine robuste und dennoch ausreichend sensitive Konfiguration aus Messgerät und passivem Glasfaserkabel wünschenswert, wie sie untersucht wurde. ABSTRACT IN ENGLISH: The method of fiber optic strain measurement offers new possibilities in the systematic monitoring of engineering structures. A robust but sufficiently sensitive configuration of measuring device and passive fiber optic cable is desirable for practical application. In this context, a total of five different optical measuring fibers were analyzed at the Chair of Solid Construction at the Technical University of Munich (TUM) for different application variants using two measuring instruments on a prestressed concrete beam. The fiber‐optic sensor technology, supplemented by conventional measuring technology, was able to detect elastic strain, crack formation and decisive shear cracks of the fracture condition. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • Fischer, O
    • Thoma, S
    • Crepaz, S
  • Publication Date: 2019-3

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References;
  • Pagination: pp 150-9
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01708407
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: May 2 2019 5:25AM