Bewehrung
Kann dazu beitragen, die Stäbe zu lokalisieren und ihre Anordnung qualitativ zu rekonstruieren.
Technischer Leitfaden · Methodik
Strukturelles GPR
Das Innere von Bauteilen untersuchen, ohne sie abzureißen.
Das auf die strukturelle Diagnostik angewandte Ground Penetrating Radar nutzt hochfrequente elektromagnetische Impulse, um Elemente, Diskontinuitäten und Veränderungen der Materialeigenschaften im Inneren von Betonbauwerken zu erkennen.
Wie funktioniert das auf Bauwerke angewandte GPR
Das GPR ist ein indirektes, zerstörungsfreies Verfahren. Eine Antenne sendet kurze elektromagnetische Impulse in den Beton; ihre Ausbreitung hängt von den elektrischen Eigenschaften des durchquerten Materials ab.
Trifft das Signal auf eine Grenzfläche zwischen Materialien mit unterschiedlichen elektromagnetischen Eigenschaften, wird ein Teil der Energie reflektiert und von der Antenne empfangen. Die entlang des Profils aufgezeichnete Reaktion wird verarbeitet und als Radargramm dargestellt, dessen Interpretation einen Abgleich mit Geometrie, Materialien und bekannten Zuständen des Bauteils erfordert.
01
Antenne
Sendung und Empfang an der Oberfläche des Bauteils.
02
Elektromagnetischer Impuls
In das Material gesendetes hochfrequentes Signal.
03
Ausbreitung
Durch die elektromagnetischen Eigenschaften bedingter Ausbreitungsweg.
04
Reflektor / Diskontinuität
Im untersuchten Volumen angetroffene Variation.
05
Reflexion
Ein Teil der Energie kehrt zur Oberfläche zurück.
06
Radargramm
Darstellung der Signale entlang des erfassten Profils.
07
Interpretation
Technische Auswertung in Bezug auf bekannte Geometrie und Zustände.
Was kann aufgezeigt werden
Die Hinweise hängen vom elektromagnetischen Kontrast, der verwendeten Frequenz und den Erfassungsbedingungen ab. Das Radargramm liefert zu interpretierende Hinweise: Es diagnostiziert nicht automatisch Korrosion, Feuchtigkeit oder Schäden.
Metallische Elemente
Kann Einlagen, Hüllrohre oder andere Elemente mit starkem elektromagnetischem Kontrast aufzeigen.
Hohlräume und Kavitäten
Die Reaktion kann auf Volumina mit anderen Eigenschaften als der umgebende Beton hinweisen.
Kiesnester und Diskontinuitäten
Lokale Signalvariationen können auf Bereiche hinweisen, die mit gezielten Prüfungen näher untersucht werden sollten.
Schichtungen und Variationen
Kann dazu beitragen, Grenzflächen, Dicken und Veränderungen der inneren Konfiguration zu unterscheiden.
Mögliche mit Schäden verbundene Anomalien
Das Radargramm kann Variationen zeigen, die zusammen mit anderen Daten zu interpretieren sind, ohne automatische Diagnose.
Kartierung der Bewehrung im Beton
Die Metallstäbe erzeugen erkennbare Reflexionen, die bei geeigneter Erfassungsgeometrie und Signalqualität dazu beitragen können, ihre Position zu lokalisieren und ihre Anordnung im Bauteil qualitativ zu rekonstruieren.
Die Auswertung koordinierter Profile ermöglicht es, die Hinweise räumlich zu organisieren, und unterstützt die Auswahl der Bereiche, in denen anschließende Prüfungen, lokale Tests oder Vertiefungen mit anderen Methoden durchzuführen sind.
GPR oder Bewehrungssuchgerät? Zwei Methoden mit unterschiedlichen Funktionen
| Aspekt | Strukturelles GPR | Bewehrungssuchgerät |
|---|---|---|
| Prinzip | Elektromagnetische Wellen | Lokales magnetisches oder elektromagnetisches Prinzip |
| Erfassung | Koordinierte Profile und Raster | Punktuelle Messungen oder lokale Scans |
| Ergebnisdarstellung | Radargramme und Kartierungen | Position der Bewehrung und Messung/Schätzung der Betondeckung |
| Auswertung | Interpretation der inneren Konfiguration | Lokale Überprüfung der metallischen Elemente |
Das GPR und das Bewehrungssuchgerät können komplementär eingesetzt werden, wenn das Ziel der Untersuchung dies erfordert.
Vom einzelnen Scan zur Kartierung
Eine nachvollziehbare Kartierung erfordert ein Referenzsystem mit Ursprung sowie Längs- und Querachsen. Rasterabstand und Scanrichtungen werden anhand der erwarteten Größe der Elemente und des erforderlichen Detailgrads gewählt.
Raster
Referenz, Ursprung, Achsen und Abstand festgelegt.
Scans
Längs- und Querprofile.
Radargramme
Aufzeichnung der Reaktion entlang jedes Profils.
Verarbeitung
Mit der Messung übereinstimmende Korrekturen und Bearbeitung.
Kartierung / Interpretation
Räumliche Korrelation der Hinweise.
Welche Faktoren beeinflussen das Ergebnis?
Messbedingungen
- Frequenz und Konfiguration der Antenne
- Dielektrizitätskonstante des Materials
- Elektrische Leitfähigkeit
- Feuchtigkeitsgehalt
- Signaldämpfung
- Geometrie des Bauteils
- Tiefe der Zielobjekte
- Dichte und Anordnung der Bewehrung
- Oberflächenzustand
Materialien mit hoher Leitfähigkeit können das Signal schnell dämpfen und die untersuchbare Tiefe verringern. Eine schnelle Dämpfung kann mit unterschiedlichen Zuständen in Verbindung stehen und stellt für sich allein keine Diagnose von Feuchtigkeit, Korrosion oder Schäden dar.
Wie wird eine strukturelle GPR-Untersuchung geplant?
Die Konfiguration der Untersuchung ist nicht standardisiert: Frequenz, Raster, Richtungen und Verarbeitungsverfahren müssen ausgehend von der diagnostischen Fragestellung und dem zu untersuchenden Bauteil festgelegt werden.
Festlegung des Ziels
Klären, welche Information die technische Entscheidung unterstützen muss.
Wahl der Antenne
Auflösung, Tiefe und Eigenschaften des Bauteils abwägen.
Festlegung des Referenzsystems
Ursprung, Achsen und Koordinatensystem der Messung festlegen.
Planung des Rasters
Abstand und Richtungen anhand der Größenordnung der Zielobjekte festlegen.
Erfassung
Nachvollziehbare, mit dem Untersuchungsplan übereinstimmende Profile erfassen.
Verarbeitung
Geeignete Verfahren anwenden, ohne die Daten von ihrem Kontext zu trennen.
Interpretation
Reflexionen und Anomalien unter Berücksichtigung von Geometrie und Material auswerten.
Ergebnisdarstellung
Ergebnisse, Grenzen und für nachfolgende Entscheidungen nützliche Hinweise liefern.
Wann das GPR eine tomografische Untersuchung leiten kann
In bestimmten Untersuchungen kann das GPR vorläufige Informationen über die innere Geometrie und die Position der Elemente liefern und so dabei helfen, die Bereiche auszuwählen, in denen die Reaktion des Betons mittels Ultraschalltomografie vertieft untersucht werden soll.
Dies ist ein Beispiel einer dokumentierten Integration, kein verbindliches Verfahren: Methoden und Reihenfolge müssen anhand der diagnostischen Fragestellung gewählt werden.
Entdecken Sie die UltraschalltomografieGPR
Lokalisierung und Geometrie
Ultraschalltomografie
Vertiefung
Korrelation der Daten
Integrierte Auswertung der Informationen
Strukturelles GPR an einem Viadukt
Im Jahr 2019 führte Novatest eine diagnostische Untersuchung am Viadukt Via Mario de Bernardi, am Flughafen Fiumicino, durch. Das GPR wurde eingesetzt, um die Anordnung der Bewehrungsstäbe im Mittelträger qualitativ zu bestimmen und die nachfolgenden Vertiefungen zu organisieren.
Am Mittelträger wurden 116 Radarabschnitte erfasst. Die Radargramme wurden anschließend nach Sektoren geordnet, wobei die Übereinstimmung mit dem vor Ort verwendeten Referenzsystem beibehalten wurde.
Der Beitrag des GPR war die qualitative Auswertung der inneren Konfiguration: Die Daten lenkten das diagnostische Programm, ohne die Korrelation mit Ultraschalltomografie und digitaler Radiografie zu ersetzen.
Entdecken Sie den vollständigen Fallbericht zu Untersuchungen an Brücken und Viadukten:
Grenzen und Anwendungsbedingungen
- Stark leitfähige Materialien
- Feuchtigkeitsgehalt
- Signaldämpfung
- Hohe Bewehrungsdichte
- Komplexe Geometrien
- Oberflächenzustand
Das GPR ist ein diagnostisches Werkzeug, dessen Wirksamkeit von der richtigen Wahl der Frequenz, der Erfassungsgeometrie und den Eigenschaften des untersuchten Bauteils abhängt.
GPR-Systeme für die strukturelle Diagnostik
Die Betondiagnostik erfordert hochfrequente Systeme und Konfigurationen, die mit der erforderlichen Auflösung, Tiefe und Zugänglichkeit übereinstimmen. Die Instrumentierung bleibt der Untersuchungsplanung, der Erfassungsqualität und der technischen Interpretation untergeordnet.
Entdecken Sie die GPR-Lösungen von NovatestHäufig gestellte Fragen
- Was ist strukturelles GPR?
- Es handelt sich um ein indirektes, zerstörungsfreies Verfahren, das hochfrequente elektromagnetische Impulse nutzt, um Informationen über die innere Konfiguration von Bauteilen zu gewinnen. Die Interpretation der Radargramme kann dazu beitragen, Bewehrung, eingebettete Elemente, Diskontinuitäten und Materialvariationen zu lokalisieren.
- Misst das GPR die Betondeckung?
- Das GPR kann zur Abschätzung von Position und Tiefe der Bewehrung beitragen, wenn die elektromagnetischen Parameter des Materials bekannt oder korrekt geschätzt sind. Für gezielte lokale Messungen der Betondeckung kann ein Bewehrungssuchgerät geeignet sein; die Wahl hängt vom Ziel und vom Kontext ab.
- Erkennt das GPR automatisch Korrosion und Feuchtigkeit?
- Nein. Variationen in Amplitude, Geschwindigkeit oder Signaldämpfung können mit unterschiedlichen Zuständen in Verbindung stehen und stellen für sich allein keine Diagnose dar. Die Daten müssen unter Berücksichtigung von Material, Geometrie, Feuchtigkeit, Bewehrung und Erfassungsbedingungen interpretiert werden.
- Was ist der Unterschied zwischen GPR und Ultraschalltomografie?
- Das GPR nutzt elektromagnetische Wellen und ist wirksam zur Lokalisierung und qualitativen Kartierung von Bauteilen und inneren Geometrien. Die Ultraschalltomografie nutzt elastische Wellen, um die innere Reaktion des Betons genauer zu untersuchen. In bestimmten Untersuchungen können beide Methoden komplementäre Informationen liefern.
- Wie wird eine GPR-Untersuchung an Beton geplant?
- Ausgangspunkt ist die diagnostische Fragestellung; anschließend werden Antennenfrequenz, Referenzsystem, Raster, Richtungen und Scan-Abstand festgelegt. Erfassung, Verarbeitung und Interpretation müssen mit Geometrie, erwarteter Tiefe und Zustand des Bauteils übereinstimmen.
Müssen Sie wissen, was sich im Inneren eines Bauwerks befindet?
Die Wahl des GPR-Systems und der Erfassungsmethode hängt vom zu untersuchenden Bauteil, der benötigten Information und den Betriebsbedingungen ab.