Ученые используют ультразвук для улучшения мониторинга безопасности мостов

Железобетонные конструкции подвергаются сильным нагрузкам и воздействиям в течение многих лет, что может привести к их повреждениям. Регулярные проверки таких объектов жизненно важны для контроля их состояния и предотвращения аварий. Однако традиционные методы диагностики, такие как простукивание бетона молотком, являются времязатратными и дорогими, к тому же они могут повредить конструкцию. В ответ на эти проблемы учёные разработали новый метод — ультразвуковую интерферометрию кодовых волн (CWI).



Метод CWI позволяет осуществлять непрерывный мониторинг бетонных и железобетонных конструкций с высокой точностью. Ультразвуковые волны, используемые в этом методе, могут обнаруживать минимальные изменения в материале, такие как напряжения и ранние признаки повреждений, до того как они станут критическими. Это даёт возможность вовремя выявить проблемы и избежать дорогостоящего ремонта или неожиданных аварий.

Метод CWI использует ультразвуковые датчики для выявления изменений в структуре бетона. Они чувствительны к изменениям, происходящим в материале, и помогают инженерам получить чёткое представление о состоянии объекта. Раннее обнаружение потенциальных проблем позволяет оперативно принять меры.

С 2021 года группа исследователей CoDA, в состав которой входят учёные из Мюнхенского технического университета (TUM), BAM и других учебных заведений, тестирует CWI на реальных объектах. Одним из них стал мост Гэнстор, соединяющий Ульм и Ной-Ульм. В 2022 году исследования были расширены на станцию метро «Шайдплац» в Мюнхене, где датчики отслеживают влияние движения трамваев на конструкцию.

Датчики, представляющие собой трубки длиной около 7,5 см, устанавливаются внутри бетона или в специально просверленных отверстиях. Эти устройства непрерывно собирают данные о напряжении, старении и повреждениях, которые затем анализируются с помощью компьютерных систем.

По словам профессора Кристофа Гелена из TUM, руководителя проекта CoDA, «метод позволяет эффективно контролировать большие сооружения, минимизируя вмешательство в их работу». Учёные также усовершенствовали систему, учитывая такие факторы, как температура и влажность, что делает CWI надежным инструментом для долгосрочного наблюдения за состоянием конструкций.

Источник: knowridge.com