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Detailergebnis zu DOK-Nr. 78123

Automatisiertes faseroptisches Überwachungssystem (Pilotversuch) (Forschungsprojekt AGB 2015/034_OBF)

Autoren	M. Iten F. Fischli
Sachgebiete	7.5 Rutschungen, Erosion, Böschungssicherung, Stützmauern 15.0 Allgemeines, Erhaltung

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2021, 112 S., 53 B, 14 T, 20 Q, Anhang (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 703)

Die Zustandserfassung und -beurteilung von Winkelstützmauern bereitet Schwierigkeiten und kann daher sofortige Sicherheitsmaßnahmen bedingen. Mit einem geeigneten Überwachungssystem sollen Instandsetzungsmaßnahmen und die damit verbundenen hohen Kosten sowie der Zeitdruck vermindert werden. Im Forschungsprojekt wurden die Grundlagen für eine automatisierte Messanlage erarbeitet. Dazu werden faseroptische Sensoren verwendet, welche sich durch ihre Zuverlässigkeit, Messgenauigkeit und ihren minimalen Platzbedarf (zerstörungsarme Instrumentierung) auszeichnen. Großes Augenmerk wurde auf den Verbund zwischen Winkelstützmauer und Sensor gelegt, damit Dehnungen des Bauwerks gemessen werden können, ohne dass dessen Verhalten vom eingebauten Sensor beeinflusst wird. Die Funktionalität des Sensorsystems wurde optimiert und durch mehrere Versuche mittels Referenzmessungen verifiziert. Anschließend wurde eine Pilotmauer aufgrund diverser Kriterien ausgewählt und instrumentiert. Während des ersten Jahres wurden danach die Sensoren periodisch oder über kürzere permanente Intervalle gemessen, im zweiten Jahr konnte das System als automatisierte Messanlage betrieben werden. Die Daten der permanenten Messungen werden im Bericht präsentiert. Die gesammelten Messdaten wurden ausgewertet und interpretiert. Zur Unterscheidung von Dehnungen infolge wiederkehrender Einflüsse und Dehnungen infolge einer Schädigung des Bauwerks wurden Temperatur- und Wasserdrucksensoren einbezogen. Dabei wurde festgestellt, dass das Verformungsverhalten der untersuchten Pilotmauer hauptsächlich von der thermischen Last beeinflusst wird, während nur sehr geringe Änderungen der Wasserdrücke beobachtet wurden. Ein thermisches Modell wurde erarbeitet und kalibriert, welches anhand gemessener Temperaturgradienten im Mauerquerschnitt die zugehörigen Dehnungen berechnet. Aus dem Vergleich von modellierten und gemessenen Dehnungen sollen Schädigungen der Winkelstützmauer zuverlässig detektiert werden können, sodass die automatisierte Messanlage als Alarmsystem genutzt werden kann. Dazu sind aber weitere Forschungstätigkeiten notwendig, insbesondere zum Verhalten beim Versagen sowie zum besseren Verständnis der Temperaturdeformationen, anhand von langfristigen Aufzeichnungen sowie von Modellrechnungen. Das heißt, als Alarmsystem kann die Messanlage momentan noch nicht eingesetzt werden. Die vorhandenen Daten erlauben primär, einen Überblick über die saisonalen Schwankungen sowie die Temperatureinflüsse zu gewinnen.