Forschungsprojekt in USA: US Strategic Highway Research Programm (SHRP2)
Kunde
BAM – Bundesanstalt für Materialforschung und – prüfung
Aufgabenstellung
Vergleich von Untersuchungsmethoden
Messung
- Aufnahme mit dem TS3
- Gesamtlänge 3,2 km
Das Projekt im Detail
Die Chesapeake-Bucht im Bundesstaat Virginia wird durch ein 37 km langes Brücken-Tunnel-System zwischen Virginia Beach und der Halbinsel Delmarva verbunden. Dieses besteht aus vier künstlich angelegten Inseln und zwei Tunneln (Timble Shoal und Chesapeak).
Der 1964 eröffnete zweispurige Chesapeake-Tunnel besteht aus einzelnen Betonelementen, die in eine Rinne am Grund der Chesapeake-Bucht abgesenkt und miteinander verbunden wurden. Die Tunneloberfläche ist, wie die meisten Tunnel in den USA, mit Keramikkacheln verkleidet.
Im Auftrag der Bundesanstalt für Materialforschung in Berlin (BAM) wurde im Rahmen des SHRP2-Programms der Chesapeake-Tunnel mit dem SPACETEC TS3-Laserscanner vermessen.
In dem Forschungsprojekt wurden verschiedene kontaktlose und kontaktgebende Untersuchungsverfahren für die Zustandserfassung der Tunnelwände miteinander verglichen.
Messungen
Soll die Thermographie die Tunnelauskleidung „durchleuchten“, sind definierte Bedingungen einzuhalten. Im vorliegenden Fall konnten diese durch Wahl des Meßzeitpunktes erfüllt werden.
Mit einer halbseitigen Sperrung wurden die beiden Fahrspuren jeweils einmal in Nord-Süd- und Süd-Nord-Richtung gemessen. Das verursachte nur eine geringe Beeinträchtigung des Verkehrsflusses. Der Scanner wurde auf das Dach eines PKWs montiert.
Auswertungen
Bauwerksschäden, wie z.B. Risse und thermale Befunde wie z.B. lose Kacheln wurden am Bildschirm mit TuView erfasst und kartiert.
Mit der Thermographie wurden Drainage-Systeme und Versorgungsrohre hinter der Oberfläche aufgespürt. Lose Kacheln, die sich in den Thermalaufnahmen mit ihrer schlechten Ankopplung an die Tunnelwand mit einer veränderten Wärmeleitfähigkeit als wärmere Bereiche abgezeichnet haben, wurden durch Abklopfen mit dem Hammer verifiziert.
Bereiche, die beim Abklopfen keine oberflächlichen Schäden zeigten, jedoch in der Thermographie deutlich wärmer waren, wurden mit der Ultraschall-Tomographie (UST) näher untersucht.
Die UST misst mit einer flächigen Sender-Empfänger-Anordnung auf der Tunnelwand die Pulsschwächung und Pulsgeschwindigkeit von Scherwellen aufgrund von Fehlstellen im Material.
Mit diesem Verfahren wurden in ca. 10 cm hinter der Tunneloberfläche im Bereich der Stahlbewehrung Änderungen festgestellt, die sich mit einer Ablösung der Bewehrung erklären lassen. Der Bereich der Ablösung in der UST stimmt gut mit der thermalen Anomalie überein.
Der SPACETEC Laserscanner lieferte flächendeckende Aufnahmen mit geringem Zeitaufwand und nur wenig Einschränkung des Verkehrsflusses. Die Befunde der Laserscanner-Aufnahmen bilden die Grundlage für tiefergehende Untersuchungen mit anderen Meßmethoden.