Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Faser-Bragg-Gitter zur langzeitigen Dehnungsmessung an Betonbauwerken
Die im Rahmen des Forschungsprojektes EXTRA II weiterentwickelte Methode der experimentellen Traglastermittlung gestattet Aussagen zur Tragfähigkeit von Bauwerken zum Zeitpunkt der Prüfung. Um festzustellen, ob diese Einschätzung auch noch nach Jahren zutreffend ist, muß eine langzeitige Bauwerksüberwachung erfolgen. Die bei Kurzzeitmessungen üblicherweise verwendeten induktiven Wegaufnehmer und Dehnmeßstreifen sind hierzu nicht ausreichend stabil. Eine Lösung bieten faseroptische Dehnungsaufnehmer. Für Meßaufgaben mit einer Auflösung um 1 Mikrometer/Meter eignen sich u.a. Bragg-Gitter-Sensoren. Bei der Erzeugung der Bragg-Gitter werden in einer Monomode-Glasfaser eine Vielzahl winziger Reflexionsstellen erzeugt (optische Gitter), deren Abstände in der Regel konstant sind. Weist die Wellenlänge des durchgehenden Lichtes einen bestimmten Wert auf, so kommt es zu einer konstruktiven Überlagerung, die bei Transmission zu einer Verringerung und bei Reflexion zu einer Erhöhung der Lichtintensität bei der entsprechenden Wellenlänge führt. Wird breitbandiges Licht durch das Bragg-Gitter geleitet, erhält man bei Transmission und Reflexion ein vom Abstand der Gitterebenen abhängiges Spektrum. Nach der Erläuterung des Funktionsprinzips wird die Herstellung der Glasfaser, deren Kern aus mit Germanium dotierten Quarzglas besteht, beschrieben und die Vorteile derartiger Sensoren verdeutlicht. Die experimentelle Umsetzung bestand aus Vorversuchen (Aufnahme von Kraft- und Dehnungskurven an einem Betonkörper), der Sensor-Applikation, den Einbau in das Bauwerk (im Bau befindliche Spannbetonbrücke) und schließlich den eigentlichen Messungen. Die Interpretation der Dehnungsmeßwerte wird kurz erläutert. Berechnete und gemessene Werte lagen in der gleichen Größenordnung. Insgesamt hat das neue Verfahren der Dehnungsmessung an Bauwerken damit seine Praxistauglichkeit bewiesen.
Faser-Bragg-Gitter zur langzeitigen Dehnungsmessung an Betonbauwerken
Die im Rahmen des Forschungsprojektes EXTRA II weiterentwickelte Methode der experimentellen Traglastermittlung gestattet Aussagen zur Tragfähigkeit von Bauwerken zum Zeitpunkt der Prüfung. Um festzustellen, ob diese Einschätzung auch noch nach Jahren zutreffend ist, muß eine langzeitige Bauwerksüberwachung erfolgen. Die bei Kurzzeitmessungen üblicherweise verwendeten induktiven Wegaufnehmer und Dehnmeßstreifen sind hierzu nicht ausreichend stabil. Eine Lösung bieten faseroptische Dehnungsaufnehmer. Für Meßaufgaben mit einer Auflösung um 1 Mikrometer/Meter eignen sich u.a. Bragg-Gitter-Sensoren. Bei der Erzeugung der Bragg-Gitter werden in einer Monomode-Glasfaser eine Vielzahl winziger Reflexionsstellen erzeugt (optische Gitter), deren Abstände in der Regel konstant sind. Weist die Wellenlänge des durchgehenden Lichtes einen bestimmten Wert auf, so kommt es zu einer konstruktiven Überlagerung, die bei Transmission zu einer Verringerung und bei Reflexion zu einer Erhöhung der Lichtintensität bei der entsprechenden Wellenlänge führt. Wird breitbandiges Licht durch das Bragg-Gitter geleitet, erhält man bei Transmission und Reflexion ein vom Abstand der Gitterebenen abhängiges Spektrum. Nach der Erläuterung des Funktionsprinzips wird die Herstellung der Glasfaser, deren Kern aus mit Germanium dotierten Quarzglas besteht, beschrieben und die Vorteile derartiger Sensoren verdeutlicht. Die experimentelle Umsetzung bestand aus Vorversuchen (Aufnahme von Kraft- und Dehnungskurven an einem Betonkörper), der Sensor-Applikation, den Einbau in das Bauwerk (im Bau befindliche Spannbetonbrücke) und schließlich den eigentlichen Messungen. Die Interpretation der Dehnungsmeßwerte wird kurz erläutert. Berechnete und gemessene Werte lagen in der gleichen Größenordnung. Insgesamt hat das neue Verfahren der Dehnungsmessung an Bauwerken damit seine Praxistauglichkeit bewiesen.
Faser-Bragg-Gitter zur langzeitigen Dehnungsmessung an Betonbauwerken
Klink, R. (Autor:in) / Quade, J. (Autor:in) / Slowik, V. (Autor:in)
1998
10 Seiten, 9 Bilder, 1 Tabelle, 9 Quellen
Aufsatz/Kapitel (Buch)
Deutsch
Faser-Bragg-Gitter-Sensoren zur langzeitigen Dehnungsmessung im Bauwesen
| Tema Archiv | 1999
Dehnungsmessung an einer Spannbetonbrücke mit Faser-Bragg-Gitter-Sensoren
| Online Contents | 1997