Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3454
Main Title: Vergleichende Signalinterpretation von Spannstahlbrüchen im remanenten und aktiven magnetischen Streufeld
Translated Title: Comparing signal interpretation of prestressed steel fractures in the remanent and active magnetic stray field
Author(s): Walther, Andrei
Advisor(s): Hillemeier, Bernd
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Mit Hilfe von magnetischen Methoden wurde auf dem Gebiet der Spannstahlrissortung die Möglichkeit geschaffen, eine qualitative wie quantitative Aussage über den Zustand eingebauter Spannglieder in Spannbetonbauwerken zu erhalten. Da es sich um eine schnelle zerstörungsfreie Prüfung handelt, müssen die Tragwerke für die Überprüfung nicht gesperrt werden. Auch muss die Betondeckung über den Spanngliedern nicht entfernt werden. Den verwendeten magnetischen Methoden gemeinsam ist die Wirkungsweise, dass durch ein von außen wirkendes magnetisches Feld die Spannbewehrung magnetisiert wird und durch die Aufnahme und Auswertung des Streufelds im remanenten Zustand oder durch Messung des aktiven Streufelds Brüche detektiert werden können. An Bruchstellen stellt sich ein Polwechsel der magnetischen Flussdichte ein, der im Streuflussdiagramm abgebildet wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Auswirkung der Staffelung von Brüchen in Spanndrahtbündeln erforscht. Dazu wurde der Bruchsignalanstieges BSA als Auswertekriterium für das Bruchsignal eingeführt. Darüber hinaus wurde untersucht, inwieweit sich die Detektion von Bruchstellen im aktiven Feld während der Messung und im remanenten Zustand der Spannbewehrung unterscheiden und ob durch den Vergleich beider Messungen Verbesserungen der Erkennbarkeit von Staffelbrüchen erzielt werden können. Die praktische Anwendung der aktiven und remanenten magnetischen Prüfung wurde an realen Brücken und im Rahmen eines internationalen Forschungsauftrags erprobt, dessen Ergebnisse in dieser Arbeit ausgewertet wurden. Die Besonderheit von Staffelbrüchen der Spannbewehrung konnte auch bei Brückenuntersuchungen erkannt und in dieser Arbeit verwertet werden. Es konnte belegt werden, dass die aktive Messung des magnetischen Streufelds eine aufwertende Erweiterung des Verfahrens der Spannstahlbruchortung darstellt und bei oberflächennaher Lage der Spannbewehrungen generell Verbesserungen der Detektierbarkeit von Brüchen zeigt. Durch die in dieser Arbeit erweiterte Signalauswertung wird auch eine Einschätzung von Querschnittsminderungen infolge Korrosion der Spannbewehrung möglich. Ferner weist die vorliegende Arbeit quantitativ den Vorteil einer Kombination der Messungen im remanenten Magnetfeld der Spannbewehrung sowie im aktiven Feld des Magneten für die Bruchsignalauswertung nach. Für die Anwendung des Verfahrens in der Praxis ist jetzt bekannt, wie Staffelbrüche auf die Signalstärke des magnetischen Streuflusses einwirken und mit welcher Intensitätsabnahme der Signalstärken unter besonderen Bedingungen der Bewehrungsführung zu rechnen ist.
Through steel fracture detection magnetic methods have created the opportunity to obtain a qualitative assessment of the condition of tendons in structures. Since they are rapid non- destructive testing methods only short-term single lane closures and traffic controls are necessary during the testing and there is no need for large-scale removal of concrete cover. All magnetic methods have in common that tendons can be magnetized by an externally- acting magnetic field and that fractures can be detected by measuring the active stray field. At fracture points / locations a change of magnetic flux density can then be seen in the flowchart. In the frame of this work the effect of staggering of fractures in tension wire bundles was investigated. For this purpose, a new evaluation criterion was introduced for the fracture signal. In addition it was investigated whether the detection of fractures differs in the active and the remanent field, and whether improvements in detection of staggered fractures can be achieved. Comparative experiments were carried out at the TU Berlin using the existing and advanced testing facility on defined damages of prestressing tendons. Not only experimental investigations were carried out. The practical application of active and remanent magnetic testing in this thesis was performed on real bridges and as part of an international research assignment. The peculiarity of staggered fractures in prestressing steel could also be detected for bridge inspections and was included in this work. It was determined that the measurement of the active magnetic stray field is a reasonable complementation for the detection of prestressing steel fractures and shows improvements especially for near-surface tendons. Through the advanced signal analysis introduced in this work an additional tool could be created also for the characterization of section loss in tendons due to corrosion. The results show that a combination of the measurement in the remanent field of the tendons as well as in the active field of the magnetization can lead to an optimization of the fracture signal analysis. Furthermore, it was determined whether staggered fractures have an influence on the signal strength of the magnetic flux leakage and what kind of intensity decrease can be expect for real life measurements.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-37587
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/3751
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-3454
Exam Date: 4-Jul-2012
Issue Date: 19-Dec-2012
Date Available: 19-Dec-2012
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Spannbeton
Spannstahlbruchortung
Zerstörungsfreie Prüfung
Magnetic flux leackage
Ndt
Presstressed steel fractures
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