Rissüberwachung in Stahlbetonträgern mittels verteilter optischer Fasersensoren

In dieser Arbeit wird die Verwendung verteilter optischer Fasersensoren (DOFS) auf der Basis der optischen Frequenzbereichs-Reflektometrie des Rayleigh-Rückstreuens für die Überwachung der strukturellen Integrität in Bauwerksstrukturen untersucht. Genauer gesagt werden die Ergebnisse einer Reihe von Laborversuchen berichtet, die darauf abzielen, die Eignung und Genauigkeit von DOFS zur Rissüberwachung in unter äußeren Belastungen stehenden Stahlbetonbauteilen zu bewerten. Die Experimente bestanden aus Dreipunkt-Biegetests an Betonträgern, bei denen ein polyamidbeschichteter optischer Fasersensor direkt auf die Oberfläche eines unveränderten Bewehrungsstahls geklebt und durch eine Schicht Silikon geschützt wurde. Die durch das DOFS-System erhaltenen Dehnungsmessungen wiesen eine Genauigkeit auf, die der von herkömmlichen elektrischen Folienmessgeräten entspricht. Darüber hinaus ermöglichte die Analyse der hochräumlichen Dehnungsprofile, die durch das DOFS bereitgestellt werden, die effektive Erkennung der Rissbildung. Ferner ergab der Vergleich der Deformationsprofile der Bewehrung mit Messungen eines digitalen Bildkorrelationssystems, dass die Bestimmung der Risslage und die Verfolgung der Entwicklung der Rissbreite im Laufe der Zeit beide machbar waren, wobei die meisten Fehler unter ±3 cm und ±20 µm für die Risslage bzw. die Rissbreite lagen.