Ny metode afslører begyndende metaltræthed i broer

Skråstags- og hængebroer skal jævnligt efterses og vedligeholdes, fordi svingninger pga. blæst over tid fører til slid og udmattelse især ved kablernes forankringer. Men hvordan opdager man tidligt, at der er ved at opstå slid- og udmattelsesbrud i kabler og bærende konstruktioner?

Broingeniør Jan Winkler fra Atkins har netop afsluttet et prisbelønnet Ph.D. projekt på Danmarks Tekniske Universitet (DTU), hvor han viste, at man med et almindeligt digitalkamera, en spraydåse med pixeleret maling og et avanceret softwareprogram kan afsløre svagheder og spændingskoncentrationer i eksempelvis brokabler, kabelsaddelen øverst på bropylonerne og i selve brodækket.

- Det er en innovativ og banebrydende metode, Jan Winkler har udviklet til at teste brokabler med, som både kan bruges ved regelmæssige eftersyn af kabelbårne broer samt af kabelproducenter til at skabe bedre designs, siger professor Christos Georgakis fra DTU.

Han har sammen med associeret professor Gregor Fischer fungeret som Jan Winklers Ph.d.-vejledere og påpeger, at man ikke tidligere har vidst ret meget om, hvordan brokabler slides, når de mange små tråde i et stort brokabel bevæger sig i forhold til hinanden under påvirkning af trafik og vind. Han finder den nye metode yderst relevant.

Nemt og billigt

Metoden går i al sin enkelhed ud på, at man sprøjter pixel-maling på de kabler eller brokonstruktionsdele, som skal undersøges. Et fastgjort kamera tager billeder før, under og efter at broen belastes af f.eks. et passerende tog.

Ved at sammenligne placeringen af de påmalede pixler med og uden trafikbelastning kan softwarenberegne de deformationer, som foregår i og mellem de enkelte dele i et kabel samt de spændinger, som opstår i de enkelte konstruktionsdele under belastningsforløbet.

Ud fra dette kan man lokalisere, hvor konstruktionen belastes særligt hårdt, og hvor der er svagheder eller skader.

Det kan i princippet gøres på alle konstruktionselementer i en bro. Metoden baserer sig på digital image correlation.

Ifølge Jan Winkler giver metoden både præcise målinger og er en del billigere end hidtil kendte fremgangsmåder såsom påsat spændingsmåleudstyr kombineret med teoretiske beregninger:

- Samtidigt får man en mere korrekt forståelse og visualisering af kraftforløbet gennem den konkrete konstruktionsdel, som undersøges. Man kan bogstaveligt talt se, hvorledes de faktiske påvirkninger fra eksempelvis et tog finder vej gennem konstruktionen. Det har ikke tidligere været praktisk muligt, siger Jan Winkler.