DE4037992A1

DE4037992A1 - Verfahren zur ermittlung der lage einer bruchstelle eines spannstahls in einem spannbetonbauteil

Info

Publication number: DE4037992A1
Application number: DE19904037992
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Hochtief AG
Current assignee: Hochtief AG
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-06-04
Anticipated expiration: 2010-11-30
Also published as: DE4037992C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Lage einer Bruchstelle eines Spannstahls in einem Spannbetonbauteil, in dem der Spannstahl, in dessen Umgebung andere Spannstähle und/oder Stahl bündel angeordnet sind bzw. angeordnet sein können, bei bekannter Orientierung eingebettet ist, wobei der zu untersuchende Spannstahl mit Hilfe einer Magnetisierungseinrichtung magnetisiert und das den Spannstahl umgebende Magnetfeld untersucht wird. Dabei wird in einem ersten Verfahrensschritt der Spannstahl lediglich magnetisiert. Da nach wird die Magnetisierungseinrichtung entfernt. Dabei wird in einem zweiten Verfahrensschritt das Magnetfeld des im Spannstahl nach der Entfernung der Magnetisierungseinrichtung verbleibenden remanenten Magnetismus abgefragt und eine Dipolbildung, aus der eine Magnetisierungsspitze resultiert, wird das Kriterium für die Bruch stelle ermittelt. - Es versteht sich, daß bei einem solchen Verfahren die Überdeckung des Spannstahls mit Beton nicht zu dick sein darf. Sie liegt regelmäßig im Bereich von 10 cm oder darunter, sie kann aber auch 20 cm und mehr betragen. Die Ermittlung der Orientierung des zu untersuchenden Spannstahls bereitet keine Probleme, weil sie sich für den Fachmann aus der Geometrie des Spannbetonbauteils er gibt und/oder aus Konstruktions- und Bewehrungsplänen ermittelt wer den kann.

Das bekannte Verfahren, von dem die Erfindung ausgeht (DE 38 23 377) ist einerseits darauf ausgerichtet, daß der Spannstahl in das Spannbetonbauteil unmittelbar eingebettet ist. Wo das Spannbetonbau teil anders eingerichtet ist sowie eine sogenannte nachträgliche Ver spannung erfährt und der Spannstahl folglich in einem Hüllrohr ange ordnet ist, ist das bekannte Verfahren darauf gerichtet, daß das Hüllrohr aus einem dielektrischen Werkstoff besteht, so daß es den Spannstahl nicht abschirmt. - Die bekannten Maßnahmen haben sich bewährt. Wenn jedoch zwischen dem zu untersuchenden Spannstahl und der Oberfläche des Spannbetonbauteils von der aus die Untersuchung ausgeführt werden soll, eine schlaffe Bewehrung angeordnet ist, die z. B. aus Betonstahlmatten besteht, können von der schlaffen Beweh rung Störungen ausgehen, die das Auflösungsvermögen des bekannten Untersuchungsverfahrens, die Untersuchungsgenauigkeit und die Unter suchungssicherheit beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß die Ermittlung der Lage einer Bruchstelle eines Spannstahls auch dann möglich ist, wenn zwischen dem zu untersuchenden Spannstahl und der Oberfläche des Spannbetonbauteils, von der aus die Untersuchung durchgeführt wird, eine schlaffe Be wehrung, z. B. in Form einer Betonstahlmatte, angeordnet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung der Lage einer Bruchstelle eines Spannstahls in einem Spannbetonbauteil, in dem der Spannstahl bei bekannter Orientierung angeordnet und zwischen dem zu untersuchenden Spannstahl und der Oberfläche des Spannbetonbauteils eine schlaffe Bewehrung, z. B. in Form einer Betonstahlmatte, vorgesehen ist, wobei in einem ersten Ver fahrensschritt im Bereich des Spannbetonbauteils der zu untersuchende Spannstahl, ohne Rücksicht auf die schlaffe Bewehrung, dem Einfluß eines magnetostatischen und/oder eines quasimagnetostatischen Feldes ausgesetzt und dadurch magnetisiert wird, wobei in einem zweiten Ver fahrensschritt der entsprechende Bereich des Spannbetonbauteils einem elektromagnetischen Entmagnetisierungswechselfeld ausgesetzt sowie dadurch die schlaffe Bewehrung entmagnetisiert wird, und wobei danach das Magnetfeld des im Spannstahl verbleibenden remanenten Magnetismus abgefragt und dabei eine Magnetisierungsspitze als Kriterium für die Bruchstelle ermittelt wird.

Es versteht sich, daß in der Umgebung des Spannstahls, der zu untersuchen ist, andere Spannstähle und auch Betonstahlbügel ange ordnet sein können. Es versteht sich fernerhin, daß im zweiten Ver fahrensschritt das Entmagnetisierungswechselfeld zum Spannstahl hin zur Einwirkung gebracht wird. Die Magnetisierungsspitze, die beim Abfragen des im Spannstahl verbleibenden remanenten Magnetismus er folgt, beruht auf einer Dipolbildung. Diese tritt auch dann ein, wenn der Bruch noch kein vollständiger Bruch ist, sondern eher als eine Rißbildung bezeichnet werden kann, die den Querschnitt eines Spann stahls nur teilweise trennt.

Die Erfindung geht in bezug auf die Physik der Zusammenhänge von der Tatsache aus, daß bei der Magnetisierung des zu untersuchenden Spannstahls die schlaffe Bewehrung die Erzeugung eines ausreichenden Magnetisierungsgrades des Spannstahls nicht beeinträchtigt, wenn das magnetische Feld, mit dem die Magnetisierung erzeugt werden soll, eine ausreichende Feldstärke aufweist und als magnetostatisches Feld ausgerüstet ist. Ein magnetostatisches Feld ist ein Feld, das bei der Einwirkung auf den zu untersuchenden und zu magnetisierenden Spannstahl seine Feldstärke in der Zeit nicht ändert. Das schließt nicht aus, daß zu Beginn der Einwirkung, worunter Einschalt phänomene oder Annäherungsphänomene verstanden werden, zeitab hängige oder annäherungsabhängige Gradienten auftreten. Man kommt aber auch zu einer ausreichenden Magnetisierung des zu untersuchen den Spannstahls, wenn bei der Magnetisierung mit einem quasimagneto statischen Feld gearbeitet wird. Darunter wird verstanden, daß sich das magnetische Feld bei der Magnetisierung des zu untersuchenden Spannstahls in Abhängigkeit von Zeit so wenig ändert, daß eine aus reichende Magnetisierung zustande kommt. Eine solche quasimagneto statische Feldeinwirkung kommt auch dadurch zustande, daß der Magnet, mit dem die Magnetisierung durchgeführt wird, gegenüber dem zu magnetisierenden Spannstahl seine Lage verändert. Nicht auszu schließen ist, daß bei diesen Maßnahmen auch die zwischen dem zu untersuchenden Spannstahl und der Oberfläche des Spannbetonbauteils angeordnete schlaffe Bewehrung, z. B. eine Betonstahlmatte, eine Mag netisierung erfährt. Das stört jedoch im Rahmen des erfindungsge mäßen Verfahrens nicht, denn überraschenderweise kann diese Störung dadurch aufgehoben oder ausreichend weit reduziert werden, daß in dem zweiten Verfahrensschritt der entsprechende Bereich des Spann betonbauteils zur schlaffen Bewehrung hin einem elektromagnetischen Entmagnetisierungswechselfeld ausgesetzt wird. Überraschenderweise läßt sich dieser Verfahrensschritt so führen, daß die Magnetisierung des Spannstahls nicht oder nicht störend beeinflußt wird und die sichere Ermittlung einer Bruchstelle auf die beschriebene Art und Weise möglich ist. Das beruht darauf, daß das Entmagnetisierungs wechselfeld in der schlaffen Bewehrung eine Wechselspannungsvertei lung und, daraus resultierend, eine Stromverteilung induziert, die die Magnetisierung des zu untersuchenden Spannstahls, auch aus Ab standsgründen, wenig stört. Jedenfalls kann diese Stromverteilung energiemäßig so klein gehalten werden, daß eine störende Beeinflus sung der Magnetisierung des zu untersuchenden Spannstahls und des Auflösungsvermögens des erfindungsgemäßen Untersuchungsverfahrens sowie der Untersuchungsgenauigkeit nicht eintreten. Es versteht sich, daß die energetischen Verhältnisse im Zusammenhang mit den Magne tisierungsmaßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bei den Entmagnetisierungsmaßnahmen in bezug auf die schlaffe Bewehrung bei unterschiedlich dimensionierten und/oder unterschiedlich bewehrten Spannbetonbauteilen unterschiedlich eingerichtet werden müssen. Dazu sind anhand der Konstruktions- und Bewehrungspläne entsprechende Berechnungen oder, unter Verwendung von Modellen, Laborversuche erforderlich, die der Fachmann ohne Schwierigkeiten ausführt.

Überraschenderweise ist das erfindungsgemäße Verfahren mit hoher Un tersuchungsgenauigkeit und hohem Auflösungsvermögen auch dann durchführbar, wenn der zu untersuchende Spannstahl, gegebenenfalls mit anderen, in einem ferromagnetischen Hüllrohr angeordnet ist. Dieses erfährt zwar eine Magnetisierung, die an einer Bruchstelle des Spannstahls dipolbedingten Magnetfeldspitzen sind jedoch nach Ent magnetisierung der schlaffen Bewehrung an der Oberfläche des Spann betonbauteils wie beschrieben ermittelbar.

Im einzelnen kann das erfindungsgemäße Verfahren auf verschiedene Weise verwirklicht werden. So kann das magnetostatische und/oder quasimagnetostatische Magnetfeld durch einen Permanentmagneten er zeugt werden, der längs des zu untersuchenden Spannstahls an der Oberfläche des Spannbetonbauteils bewegt wird.

Man kann aber auch das magnetostatische und/oder quasimagneto statische Magnetfeld durch einen Elektromagneten erzeugen. Dieser kann stationär im entsprechenden Spannbetonbauteilbereich angeordnet oder als Elektromagnet wie ein Permanentmagnet bewegt werden. Wie bereits angedeutet, gehört zur Lehre der Erfindung, daß mit einem hochfrequenten Entmagnetisierungswechselfeld gearbeitet wird, dessen Feldstärke so eingerichtet wird, daß eine störende Entmagnetisierung des zu untersuchenden Spannstahls nicht eintritt. Diese Feldstärke wird vorzugsweise so klein wie möglich gewählt.

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung der Lage einer Bruchstelle eines Spann stahls in einem Spannbetonbauteil, in dem der Spannstahl bei bekann ter Orientierung und zwischen dem zu untersuchenden Spannstahl und der Oberfläche des Spannbetonbauteils eine schlaffe Bewehrung, z. B. in Form einer Betonstahlmatte, vorgesehen ist, angeordnet,
wobei in einem ersten Verfahrensschritt im Bereich des Spannbe tonbauteils der zu untersuchende Spannstahl, ohne Rücksicht auf die schlaffe Bewehrung, dem Einfluß eines magnetostatischen und/oder eines quasimagnetostatischen Feldes ausgesetzt und dadurch magnetisiert wird, wobei in einem zweiten Verfahrens schritt der entsprechende Bereich des Spannbetonbauteils einem elektromagnetischen Entmagnetisierungswechselfeld ausgesetzt sowie dadurch die schlaffe Bewehrung entmagnetisiert wird,
und wobei danach das Magnetfeld des im Spannstahl verbleibenden remenanten Magnetismus abgefragt und dabei eine Magnetisierungs spitze als Kriterium für die Bruchstelle ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das magnetostatische und/oder quasimagnetostatische Magnetfeld durch einen Permanentmagneten er zeugt wird, der längs des zu untersuchenden Spannstahls an der Oberfläche des Spannbetonbauteils bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das magnetostatische und/oder quasimagnetostatische Magnetfeld durch einen Elektromagneten erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mit einem hochfrequenten Entmagnetisierungswechselfeld gearbeitet wird, dessen Feldstärke so eingerichtet wird, daß eine störende Entmagnetisierung des Spannstahls nicht eintritt.