DE102011100370B4 - Process for the non-destructive examination of a bollard for damage or its anchorage strength - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum zerstörungsfreien Untersuchen eines Pollers einer Hafen- oder Schleusenanlage, auf Schäden oder auf dessen Verankerungsfestigkeit, wobei der Poller fest in einem Fundament verankert ist und einen Mantel aus Gusseisen oder Stahl aufweist, der zur Versteifung verfüllt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
- Anregen des fest verankerten Pollers durch wenigstens einen seitlichen Stoß,
- berührungsloses Messen der Schwingung des fest verankerten Pollers mit einem unmittelbar neben dem Poller aufgestellten Mikrofon zur Ermittlung der Eigenresonanzfrequenz des Pollers,
- Vergleich der Messergebnisse mit dem Klangspektrum früherer Messungen und
- Einbeziehung des Abklingverhaltens des gemessenen Zeitsignals der Schwingung in die Auswertung.

Figure DE102011100370B4_0000
Method for the non-destructive examination of a bollard of a port or lock system, for damage or for its anchorage strength, the bollard being firmly anchored in a foundation and having a cast iron or steel jacket which is filled in for reinforcement, characterized by the following steps:
Excitation of the firmly anchored bollard by at least one side impact,
non-contact measurement of the vibration of the firmly anchored bollard with a microphone placed directly next to the bollard to determine the natural resonance frequency of the bollard,
- Comparison of the measurement results with the sound spectrum of previous measurements and
- Inclusion of the decay behavior of the measured time signal of the vibration in the evaluation.
Figure DE102011100370B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zerstörungsfreien Untersuchen eines Pollers, insbesondere Plattformpollers einer Hafen- oder Schleusenanlage, auf Schäden oder auf dessen Verankerungsfestigkeit, wobei der Poller fest in einem Fundament verankert ist und einen Mantel aus Gusseisen oder Stahl aufweist, der zur Versteifung verfüllt ist.The invention relates to a method for the non-destructive examination of a bollard, in particular platform bollards of a port or lock system, for damage or for its anchorage strength, the bollard being firmly anchored in a foundation and having a jacket made of cast iron or steel, which is filled in for reinforcement.

Plattformpoller sind beispielsweise auf Schleusenkammerwänden/Schleusenplattformen angebracht, um Schiffe in der Schleuse festmachen zu können. Diese Poller bestehen aus Gusseisen oder Stahl und sind zur Versteifung mit Zementmörtel verfüllt. Sie ragen etwa zu einem Drittel aus der Schleusenmauer heraus und sind etwa zu zwei Dritteln, je nach Größe bis zu mehreren Metern Tiefe, im Boden einbetoniert.Platform bollards are installed, for example, on lock chamber walls / lock platforms in order to be able to anchor ships in the lock. These bollards are made of cast iron or steel and are filled with cement mortar for reinforcement. About a third of them protrude from the lock wall and about two thirds, depending on their size, are concreted into the ground to a depth of several meters.

Vorrichtungen zum Prüfen von Pollern sind bisher kaum bekannt. Mit einer Sichtprüfung können Poller nur bedingt untersucht werden, dies wird erschwert durch eine oft relativ dick aufgebrachte Farbschicht. Schädigungen im einbetonierten Teil der Poller können nicht erkannt werden. Mit Ultraschall sind tiefer liegende Risse bei Pollern aufgrund ihrer Geometrie nur schwer detektierbar.Devices for checking bollards are hardly known. Bollards can only be examined to a limited extent with a visual inspection; this is made difficult by an often relatively thick layer of paint. Damages in the concreted part of the bollards cannot be recognized. Due to their geometry, deep cracks in bollards are difficult to detect with ultrasound.

Bisher wurden bereits Nischenpoller umfangreicher mit einem Zugversuchs-Gerät geprüft. Bei den Zugversuchen wird eine Traverse an einer Schleusenkammerwand vor dem Poller angebracht. Danach wird mit einer hydraulischen Presse mittels einer Zugstange über diese Traverse am Poller gezogen. Dabei werden in jeweils unterschiedlichen Zugrichtungen die aufgebrachte Kraft und die Pollerverformung mittels eines Wegaufnehmers gemessen. Es wurden bei diesen Versuchen maximale Kräfte von 360 kN eingeleitet und verschiedene Lastwechsel gefahren. Um Plattformpoller zu testen ist die Traversenkonstruktion in ihrer bekannten Form nicht geeignet. Hier sind auch bereits Versuche mit größeren Zugkräften vorgenommen worden, dabei wurde sowohl ein Kettenfahrzeug als auch ein an der Schleusenwand abgestütztes Spezialschiff zum Aufbringen der Zugkräfte auf die Plattformpoller verwendet.So far, niche bollards have been extensively tested with a tensile test device. During the tensile tests, a traverse is attached to a lock chamber wall in front of the bollard. Then a hydraulic press is used to pull the tie bar over the bollard. The force applied and the bollard deformation are measured in different directions of pull using a displacement transducer. In these tests, maximum forces of 360 kN were introduced and various load changes were carried out. The truss construction in its known form is not suitable for testing platform bollards. Tests with larger tractive forces have already been carried out here, using both a tracked vehicle and a special ship supported on the lock wall to apply the tractive forces to the platform bollards.

Auch ist ein Verfahren bekannt, bei dem unmittelbar auf der Oberfläche auf einem Poller ein Beschleunigungssensor angebracht und nach einem Anschlagen die Beschleunigung des Pollers direkt gemessen wird. Dieses Verfahren führte nicht zu aussagekräftigen Ergebnissen.A method is also known in which an acceleration sensor is attached directly to the surface on a bollard and the acceleration of the bollard is measured directly after striking. This procedure did not lead to meaningful results.

Die DE 16 48 514 C beschreibt ein Verfahren zum Prüfen eines Leitungsmastes aus Holz. Dabei wird mit einem Hammer 32 ein Schlag auf einen Mast 30 ausgeübt. Das entstehende Geräusch wird sodann von einem Mikrofon 34 ausgenommen und von einem Aufzeichnungsgerät 36 aufgezeichnet, um es mit anderen Geräuschen zu vergleichen. Es handelt sich also um ein zerstörungsfreies, akustisches Prüfverfahren zur Überprüfung eines einseitig eingespannten Prüflings.The DE 16 48 514 C. describes a method for testing a wooden mast. Doing so with a hammer 32 a slap on a mast 30 exercised. The resulting noise is then from a microphone 34 excepted and from a recorder 36 recorded to compare it with other sounds. It is therefore a non-destructive, acoustic test procedure for checking a test specimen clamped on one side.

Aus der JP 2004/325 224 A ist ein zerstörungsfreies, akustisches Prüfverfahren bekannt. Überprüft werden kleine Ankerbolzen, die auf Ausdünnung und Korrosion - und nicht auf Rissbildung - untersucht werden.From the JP 2004/325 224 A a non-destructive, acoustic test method is known. Small anchor bolts are checked, which are examined for thinning and corrosion - and not for cracking.

Die JP 2009/180 652 A und JP 2006/250 682 A betreffen Verfahren, bei denen der Sensor auf dem Prüfling fixiert wird, also berührende Messverfahren. Dort werden daher grundlegend abweichende Messverfahren beschrieben.The JP 2009/180 652 A and JP 2006/250 682 A concern methods in which the sensor is fixed on the test object, i.e. touching measurement methods. Fundamentally different measuring methods are therefore described there.

Die WO 00/39 574 A beschreibt ein Messverfahren, bei dem der Prüfling ausgebaut werden muss, um in eine Aufnahme gelegt und beispielsweise in einem Labor untersucht werden zu können und damit ein anderes Messverfahren.The WO 00/39 574 A describes a measuring method in which the test object has to be removed in order to be placed in a recording and can be examined in a laboratory, for example, and thus another measuring method.

Aus der Qualitätssicherung sind verschiedene Verfahren zum zerstörungsfreien Prüfen von Werkstücken bekannt. Neben der Ultraschallprüfung gibt es Prüfverfahren zum Detektieren von Schäden, insbesondere Rissen, welche sich die Schallemission der Prüfkörper zu Nutze machen. Solche Verfahren sind zur Pollerprüfung bislang nicht eingesetzt worden.Various methods for the non-destructive testing of workpieces are known from quality assurance. In addition to ultrasonic testing, there are test methods for detecting damage, in particular cracks, which make use of the sound emissions from the test specimens. Such methods have not yet been used for bollard testing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum zerstörungsfreien Untersuchen eines Pollers auf Schäden oder auf dessen Verankerungsfestigkeit zu entwickeln, das für unterschiedliche Bauformen von Pollern geeignet ist und auch die Prüfung verdeckter Teilbereiche ermöglicht. Insbesondere sollen eine Rissprüfung und die Prüfung des Zustands der Verankerung möglich sein.The invention is therefore based on the object of developing a method for the non-destructive examination of a bollard for damage or for its anchoring strength, which is suitable for different types of bollards and also enables the testing of hidden partial areas. In particular, a crack check and the condition of the anchorage should be possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die folgenden Schritte umfasst:

  • - Anregen des fest verankerten Pollers durch wenigstens einen seitlichen Stoß,
  • - berührungsloses Messen der Schwingung des fest verankerten Pollers mit einem unmittelbar neben dem Poller aufgestellten Mikrofon zur Ermittlung der Eigenresonanzfrequenz des Pollers,
  • - Vergleich der Messergebnisse mit dem Klangspektrum früherer Messungen und
  • - Einbeziehung -des Abklingverhaltens des gemessenen Zeitsignals der Schwingung in die Auswertung.
This problem is solved by a process which comprises the following steps:
  • - Excitation of the firmly anchored bollard by at least one side impact,
  • non-contact measurement of the vibration of the firmly anchored bollard with a microphone placed directly next to the bollard to determine the natural resonance frequency of the bollard,
  • - Comparison of the measurement results with the sound spectrum of previous measurements and
  • - Inclusion of the decay behavior of the measured time signal of the vibration in the evaluation.

Das Applizieren eines Stoßes kann beispielsweise durch einen Stoßkörper erfolgen. In diesem Fall wird zumindest ein Teil der kinetischen Energie des Stoßkörpers auf den Poller übertragen und hierdurch derselbe zu einer Schwingung angeregt. Die nötige kinetische Energie kann dem Stoßkörper auf unterschiedliche Arten zugeführt werden. Beispielsweise durch eine Auslenkung nach dem Vorbild eines Pendels, durch Federkraft oder durch das Hinabgleiten oder das Rollen von einer geneigten Ebene.An impact can be applied, for example, by means of an impact body. In this case, at least part of the kinetic energy of the impact body is transferred to the bollard and thereby excited to vibrate. The necessary kinetic energy can be supplied to the shock body in different ways. For example, by a deflection based on a pendulum, by spring force or by sliding down or rolling from an inclined plane.

Bei dem erfindungsgemäßen Messverfahren können folgende Größen ermittelt werden: die Frequenz der Schwingung als Funktion der Zeit, die Amplitude der Schwingung als Funktion der Zeit (Abklingverhalten der Schwingung) und/oder die Eigenfrequenzen (Resonanzfrequenzen).The following variables can be determined in the measurement method according to the invention: the frequency of the oscillation as a function of time, the amplitude of the oscillation as a function of time (decay behavior of the oscillation) and / or the natural frequencies (resonance frequencies).

Erfindungsgemäß können Messungen eines ähnlichen und/oder desselben Pollers mit einer früheren Messung oder auch dem Ergebnis einer Computersimulation verglichen werden. Durch den Vergleich mit vorherigen Messungen und eine Analyse der Veränderungen lässt sich eine zuverlässige Aussage über eine Zustandsänderung oder einen (neuen) Schaden des untersuchten Pollers treffen.According to the invention, measurements of a similar and / or the same bollard can be compared with an earlier measurement or also the result of a computer simulation. By comparing with previous measurements and analyzing the changes, it is possible to make a reliable statement about a change in condition or (new) damage to the bollard under investigation.

Bevorzugt wird der Poller genau einmal pro Messung angestoßen. Ein Stoß pro Messung bewirkt, dass der Poller mit seiner Eigenfrequenz schwingt und diese nicht von einer durch mehrere Stöße verursachten Erregungsfrequenz überlagert wird.The bollard is preferably triggered exactly once per measurement. One impact per measurement causes the bollard to vibrate at its natural frequency and is not overlaid by an excitation frequency caused by several impacts.

Das impulsartige anregen des Pollers führt zu einer Körperschallausbreitung, welche von einem unmittelbar neben dem Poller aufgestellten Mikrofon gemessen wird. Hierbei lässt sich deutlich die Eigenresonanzfrequenz des untersuchten Pollers bestimmen. Dies hat zur Folge, dass regelmäßige Untersuchungen und entsprechendes archivieren der Messdaten mit dem Vergleich der aktuellen Messung mit früheren Messungen unmittelbar zur Erkennung schadhafter Poller führt.The impulsive excitation of the bollard causes structure-borne noise to spread, which is measured by a microphone placed directly next to the bollard. Here, the natural resonance frequency of the bollard examined can be clearly determined. The result of this is that regular examinations and corresponding archiving of the measurement data by comparing the current measurement with previous measurements leads directly to the detection of defective bollards.

Erfindungsgemäß wird in die Auswertung auch noch das Abklingverhalten des gemessenen Zeitsignals der Schwingung einbezogen. Hierüber lassen sich unmittelbar Rückschlüsse auf den Zustand der Verankerung des Pollers ziehen. Nur ein fest eingespannter Poller mit intakter Verankerung führt zu einem relativ schnellen Abklingen der Schwingung.According to the invention, the decay behavior of the measured time signal of the vibration is also included in the evaluation. This allows immediate conclusions to be drawn about the state of the anchoring of the bollard. Only a firmly clamped bollard with intact anchoring leads to a relatively quick decay of the vibration.

Zur Auswertung der Messung können insbesondere eine Fouriertransformation, insbesondere FFT (Fast Fourier Transformation) mit einer Fensterfunktion, z. B. einem Hann-Fenster, angewendet werden.In particular, a Fourier transformation, in particular FFT (Fast Fourier Transformation) with a window function, e.g. B. a Hann window.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zum zerstörungsfreien Untersuchen solcher Poller kann wenigstens einen freischwingend aufgehängten Stoßkörper, ein Mikrofon und eine Mess- und Auswerteinrichtung umfassen.A device suitable for carrying out the method for the non-destructive examination of such bollards can comprise at least one freely suspended shock body, a microphone and a measuring and evaluation device.

Als Mess- und Auswerteinrichtung lässt sich ein handelsüblicher Rechner mit entsprechender Mess- und Auswertesoftware einsetzen.A commercially available computer with appropriate measurement and evaluation software can be used as the measurement and evaluation device.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass der Stoßrichtungsvektor zum Zeitpunkt des Aufpralls orthogonal zur Oberfläche des Pollers im Stoßpunkt und/oder senkrecht zur Längsachse des Pollers verläuft. Ein so ausgeführter Stoß soll einen möglichst hohen Energieeintrag in den Poller sicherstellen und ihn damit im Verhältnis zur eingesetzten Energie möglichst stark zum Schwingen bringen.Another teaching of the invention provides that the impact direction vector at the time of the impact is orthogonal to the surface of the bollard at the point of impact and / or perpendicular to the longitudinal axis of the bollard. A shock carried out in this way should ensure the highest possible energy input into the bollard and thus cause it to vibrate as strongly as possible in relation to the energy used.

Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist das Mikrofon auf der dem Stoßpunkt gegenüberliegenden Seite des Pollers angeordnet, insbesondere auf der verlängerten Linie des Stoßrichtungsvektors. Diese Position des Sensors lässt sich gut und einfach bestimmen und gewährleistet eine gute Vergleichbarkeit von zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommenen Messergebnissen.According to a further embodiment of the method, the microphone is arranged on the side of the bollard opposite the impact point, in particular on the extended line of the impact direction vector. This position of the sensor can be determined easily and easily and ensures good comparability of measurement results recorded at different times.

Insbesondere lassen sich aus dem Abklingverhalten der Schwingung Rückschlüsse auf die Verankerung ziehen. Die Eigenresonanz eines Pollers verhält sich umgekehrt proportional zur freien Pollerhöhe. Die freie Pollerhöhe ist die Höhe oberhalb des einbetonierten Teils des Pollers. Für eine genaue Messung sollten die Steine, die den Poller gegebenenfalls oberhalb seines Fundamentes unmittelbar umgeben, vor Durchführung der Messungen entfernt werden.In particular, conclusions about the anchoring can be drawn from the decay behavior of the vibration. The natural resonance of a bollard is inversely proportional to the free bollard height. The free bollard height is the height above the concrete part of the bollard. For an accurate measurement you should the stones that may surround the bollard directly above its foundation are removed before the measurements are carried out.

Auf diese Weise lässt sich auf Risse im Poller schließen. Weist der Betrag des Mittelwertes aus der gemessenen Eigenfrequenz und der mit einem geeigneten Korrekturfaktor multiplizierten freien Pollerhöhe eines Pollers eine um eine bestimmte Schwelle überschreitende Abweichung zu einer früheren Messung desselben Pollers oder der Messung eines ähnlichen Pollers auf, hat dieser vermutlich einen Riss. Die Schwelle hängt von der Bauform und der Verankerung der Poller ab.In this way, cracks in the bollard can be concluded. If the amount of the mean value from the measured natural frequency and the free bollard height of a bollard multiplied by a suitable correction factor shows a deviation exceeding a certain threshold compared to an earlier measurement of the same bollard or the measurement of a similar bollard, then this is likely to have a crack. The threshold depends on the design and the anchoring of the bollards.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass ein an einem Poller mehrere Messungen mit unterschiedlichen Stoßpunkten bzw. Stoßrichtungen erfolgen. Hierdurch lassen sich insbesondere bei symmetrischen Pollern Rückschlüsse auf die Lage der Schäden im Poller oder Schwachstellen der Verankerung schließen.Another teaching of the invention provides that several measurements with different points of impact or directions of impact are made on a bollard. This allows conclusions to be drawn as to the location of the damage in the bollard or weak points in the anchoring, particularly in the case of symmetrical bollards.

In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass die Höhe des Stoßpunktes einstellbar ist. Zweckmäßiger Weise erfolgt das seitliche Anschlagen des Pollers in der Regel an seiner breitesten Stelle.In a further embodiment of the device, it is proposed that the height of the point of impact be adjustable. It is expedient for the bollard to be struck sideways as a rule at its widest point.

Eine andere Ausbildung der Vorrichtung sieht vor, dass die Stoßkraft und/oder der Stoßimpuls einstellbar sind. Dies kann beispielsweise durch Verwendung eines - einstellbaren - Anschlages für den Stoßkörper realisiert sein. Wesentlich ist hierbei, dass die Stoßkraft bzw. der Stoßimpuls reproduzierbar aufgebracht wird.Another embodiment of the device provides that the impact force and / or the impact pulse are adjustable. This can be achieved, for example, by using an - adjustable - stop for the shock body. It is essential here that the impact force or the impact pulse is applied reproducibly.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Material des Stoßkörpers wenigstens am Stoßpunkt weicher ist als das Material des Pollers selbst. According to a further embodiment of the device, it is provided that the material of the impact body is softer than the material of the bollard itself, at least at the impact point.

Als Materialien für die Stoßkörper werden bevorzugt Holz oder Kunststoff verwendet. Ein bevorzugter Stoßkörper kann aus einem Vierkantholz bestehen.Wood or plastic are preferably used as materials for the impact bodies. A preferred impact body can consist of a square wood.

Schließlich sieht eine weitere Ausbildung der Vorrichtung vor, dass der Stoßkörper so aufgehängt ist, dass er nach dem Anschlag frei zurück schwingen kann und den Poller nicht mehrmals anschlägt.Finally, a further embodiment of the device provides that the impact body is suspended in such a way that it can swing back freely after the stop and does not hit the bollard several times.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing which represents only one preferred exemplary embodiment.

In der Zeichnung zeigen

  • 1A eine Vorrichtung zum Prüfen eines Pollers mit einem Stoßkörper in Ruhestellung,
  • 1B dieselbe Vorrichtung mit einem Stoßkörper in Ausgangsstellung,
  • 1C dieselbe Vorrichtung mit einem Stoßkörper im Augenblick des Anschlages,
  • 2A die Spannung über der Zeit am Sensor nach dem Stoß eines Pollers,
  • 2B ein typisches Frequenzspektrum eines Pollers und
  • 3A-C Auswertungen von Messungen verschiedener Pollerreihen P1 bis P3.
Show in the drawing
  • 1A a device for testing a bollard with a shock body at rest,
  • 1B the same device with a shock body in the starting position,
  • 1C the same device with a shock body at the moment of the attack,
  • 2A the voltage over time at the sensor after the impact of a bollard,
  • 2 B a typical frequency spectrum of a bollard and
  • 3A-C Evaluation of measurements from different rows of bollards P1 to P3 ,

In 1A ist der grundsätzliche Aufbau der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung dargestellt. Um einen in einem nicht näher bezeichneten Fundament fest verankerten Poller P, welcher auch als Plattformpoller bezeichnet wird, zu untersuchen wird an einem ... Gerüst 1 ein Stoßkörper 2 aufgehängt, im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel an zwei Seilen, welche eine Höhenverstellung des Stoßkörpers 2 (angedeutet mit dem nicht näher bezeichneten Doppelpfeil) ermöglichen.In 1A the basic structure of the device suitable for carrying out the method according to the invention is shown. In order to examine a bollard P which is firmly anchored in a foundation which is not specified in any more detail and which is also referred to as a platform bollard, a ... 1 a shock body 2 suspended, in the illustrated and in this respect preferred embodiment, on two ropes which adjust the height of the impact body 2 (indicated with the unspecified double arrow).

Des Weiteren ist an dem Gerüst 1 ein Anschlag 3 derart angebracht, dass er entlang des wiederum nicht näher bezeichneten Doppelpfeiles horizontal verstellbar ausgeführt ist. Im ausgeführten Beispiel ist der Abstand zwischen dem Stoßkörper 1 in Ruhestellung und dem Anschlag 3 mit d bezeichnet.Furthermore, is on the scaffold 1 an attack 3 attached in such a way that it is designed to be horizontally adjustable along the double arrow, again unspecified. In the example shown, the distance between the impact body 1 at rest and the stop 3 marked with d.

Auf der dem Stoßkörper 2 abgewandten Seite des Pollers P ist ferner ein Mikrofon 4 aufgebaut und zwar in einer Höhe h, die der Höhe der breitesten Stelle des Pollers P entspricht. Die gesamte freie Pollerhöhe ist mit H bezeichnet. Zum Versuchsaufbau gehört ferner eine Mess- und Auswerteinrichtung 5 zum Aufzeichnen und Auswerten des vom Mikrofon 4 nach dem Anschlagen des Pollers P entstehenden Schallsignals.On the the shock body 2 opposite side of the bollard P is also a microphone 4 built up and at a height h, which corresponds to the height of the widest point of the bollard P. The total free bollard height is marked with H. The test setup also includes a measuring and evaluation device 5 for recording and evaluating the from the microphone 4 sound signal generated after the bollard P strikes.

In 1B ist der Zustand gezeigt, in den der Stoßkörper 2 vor dem Anschlagen des Pollers P gebracht wird Ausgangslage. Dort liegt er am verstellbaren Anschlag 3 an. 1C zeigt Moment des Auftreffens des Stoßkörpers 2 auf den Poller P dargestellt. Der auf der Höhe h befindliche Anschlagpunkt ist als Stoßpunkt SP eingezeichnet, über ihn wird die kinetische Energie des Stoßkörpers 2 auf den Poller P übertragen, wobei der Stoßvektor mit SV bezeichnet ist.In 1B is shown the state in which the shock body 2 Before the bollard P strikes, the starting position is brought. There it lies on the adjustable stop 3 on. 1C shows the moment of impact of the impact body 2 shown on the bollard P. The anchor point located at height h is shown as impact point SP, which is the kinetic energy of the impact body 2 transferred to the bollard P, the impact vector being designated SV.

Ein typisches Zeitsignal eines Pollers P nach dem Anschlagen mit dem Stoßkörper 2 ist in 2A dargestellt. Es zeigt X-achsensymmetrische, sauber abklingende Sinusschwingungen. Ein typisches Messspektrum ist in 2B zu sehen. Hier wurde insbesondere der Bereich unter 250 Hz analysiert. Man erkennt deutlich die Eigenresonanz des untersuchten Pollers P bei ca. 180 Hz.A typical time signal of a bollard P after striking the impact body 2 is in 2A shown. It shows X-axisymmetric, cleanly decaying sine waves. A typical measurement spectrum is in 2 B to see. The area below 250 Hz was analyzed in particular. One can clearly see the natural resonance of the examined bollard P at approx. 180 Hz.

Die Untersuchungen haben ergeben, dass bei zunehmender Schädigung eines Pollers P eine Verschiebung der Eigenresonanzfrequenz stattfindet. Hier haben Untersuchungen folgendes ergeben: Schädigungszustand Resonanzfrequenz [Hz] Abweichung [%] Ungeschädigt 200 0 Entferntes Steindeckwerk 187 6,5% Horizontaler Riss 7 cm 181 9,5% Horizontaler Riss 30 cm 175 12,5% Horizontaler Riss 60 cm 168,7 15,65% The investigations have shown that with increasing damage to a bollard P there is a shift in the natural resonance frequency. Studies here have shown the following: damage state Resonance frequency [Hz] Deviation [%] unharmed 200 0 Removed stone revetment 187 6.5% Horizontal crack 7 cm 181 9.5% Horizontal crack 30 cm 175 12.5% Horizontal crack 60 cm 168.7 15.65%

Für die Auswertung wurden die gezeigten Spektren herangezogen. Dabei konnten die verschiedenen Klassen zusammenfasst werden, nämlich Poller, bei denen die Resonanzfrequenz im Verhältnis zu dem Mittelwert aller Poller bzw. sehr hoch lagen und Poller, bei denen Frequenzanteile je nach Anschlagsrichtung variieren. Insbesondere die Lage der Eigenresonanz, aufgetragen über der freien Höhe H der Poller P liefert ein gutes Ergebnis. Die Eigenresonanz verhält sich umgekehrt proportional zur freien Pollerhöhe H.The spectra shown were used for the evaluation. The various classes could be summarized, namely bollards in which the resonance frequency was or was very high in relation to the mean value of all bollards and bollards in which frequency components vary depending on the direction of attack. In particular, the position of the natural resonance, plotted against the free height H of the bollard P, gives a good result. The natural resonance is inversely proportional to the free bollard height H.

Die 3A bis 3B zeigen unterschiedliche Pollerreihen P1, P2 und P3 aus jeweils einer Schleusenkammerwand. Es ist die freie Höhe H (mit einem Anpassungsfaktor 3,5) und die Eigenresonanz eines jeden gemessenen Pollers aufgetragen. Die Diagramme der Pollerreihen P1 und P2 zeigen deutlich die umgekehrte Proportionalität von Eigenresonanzfrequenz und freier Pollerhöhe H. Lediglich die letzte Messung der Pollerreihe P3 in 3C zeigt einen Poller, der von dem gegensinnigen Verhalten deutlich abweicht, so dass hier eine Schädigung angenommen werden muss und eine nähere Untersuchung durchgeführt werden sollte.The 3A to 3B show different rows of bollards P1 . P2 and P3 from one lock chamber wall each. The free height H (with an adaptation factor of 3.5) and the natural resonance of each measured bollard are plotted. The diagrams of the bollard series P1 and P2 clearly show the inverse proportionality of natural resonance frequency and free bollard height H. Only the last measurement of the bollard row P3 in 3C shows a bollard that differs significantly from the opposite behavior, so that damage must be assumed here and a closer examination should be carried out.

Claims (5)

Verfahren zum zerstörungsfreien Untersuchen eines Pollers einer Hafen- oder Schleusenanlage, auf Schäden oder auf dessen Verankerungsfestigkeit, wobei der Poller fest in einem Fundament verankert ist und einen Mantel aus Gusseisen oder Stahl aufweist, der zur Versteifung verfüllt ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Anregen des fest verankerten Pollers durch wenigstens einen seitlichen Stoß, - berührungsloses Messen der Schwingung des fest verankerten Pollers mit einem unmittelbar neben dem Poller aufgestellten Mikrofon zur Ermittlung der Eigenresonanzfrequenz des Pollers, - Vergleich der Messergebnisse mit dem Klangspektrum früherer Messungen und - Einbeziehung des Abklingverhaltens des gemessenen Zeitsignals der Schwingung in die Auswertung.Method for the non-destructive examination of a bollard of a harbor or lock system, for damage or for its anchorage strength, the bollard being firmly anchored in a foundation and having a cast iron or steel jacket which is filled in for reinforcement, characterized by the following steps: - Excitation of the firmly anchored bollard by at least one lateral impact, - contactless measurement of the vibration of the firmly anchored bollard with a microphone placed directly next to the bollard to determine the natural resonance frequency of the bollard, - comparison of the measurement results with the sound spectrum of previous measurements and - inclusion of the decay behavior of the measured time signal of the vibration in the evaluation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stoß so beigebracht wird, dass der Stoßrichtungsvektor zum Zeitpunkt des Aufpralls orthogonal zur Oberfläche des Pollers im Stoßpunkt und/oder senkrecht zur Längsachse des Pollers verläuft.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the impact is taught in such a way that the impact direction vector at the time of the impact is orthogonal to the surface of the bollard at the point of impact and / or perpendicular to the longitudinal axis of the bollard. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikrofon auf der dem Stoß gegenüberliegenden Seite des Pollers angeordnet ist, insbesondere auf der verlängerten Linie des Stoßrichtungsvektors.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the microphone is arranged on the side of the bollard opposite the impact, in particular on the extended line of the impact direction vector. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Poller mehrere Messungen mit unterschiedlichen Stoßpunkten/Stoßrichtungen erfolgen. Procedure according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that several measurements with different impact points / impact directions are carried out on a bollard. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung auch noch die gemessene freie Pollerhöhe berücksichtigt wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 4 , characterized in that the measured free bollard height is also taken into account for the evaluation.
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