Transiente Thermografie zur Schadensdetektion aufgeschweißter Bolzen an Schienenstützpunkten
Schematische Darstellung (links) und Fotografie (rechts) eines ECF-Schienenstützpunktes auf einer Stahlfahrbahn. Grafik: Autoren
D. Sahm, T. Preiß, G. Seidl, D. Pak
Bauingenieur Jahrgang 100 (2025) Heft 07/08
Publikationsdatum: 01.07.2025
doi.org/10.37544/0005-6650-2025-07-08-48
Zusammenfassung Das ECF-Schienenbefestigungssystem wird bei festen Fahrbahnsystemen aus Stahl eingesetzt, bei denen ein Höhenausgleich durch aufgeschweißte und in Vergussmaterial eingebettete Gewindebolzen erfolgt. Unter außerplanmäßig hoher Beanspruchung können Teilabrisse oder Komplettabrisse dieser Bolzen auftreten. Zur Erkennung eines Abrisses unter laufendem Verkehr bedarf es einer robusten Prüfmethode. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurde eine sensorbasierte, transiente Thermografie zur kontinuierlichen Überwachung der Aufschweißbolzen entwickelt und bewertet. Die Methode basiert auf der gezielten Erwärmung des Bolzenkopfes durch eine Heizpatrone und der Erfassung der resultierenden Wärmeausbreitung in der Grundplatte. Durch schrittweises Einschneiden der Bolzen konnten charakteristische Temperaturgradienten erzeugt werden, die eine differenzierte Identifikation von Teilabrissen und Ablösungen ermöglichen. Die methodische Einfachheit, Robustheit und Kosteneffizienz der eingesetzten Sensorik prädestinieren die Methode für diesen Anwendungsfall, weshalb sie auch aktuell an einer Eisenbahnüberführung eingesetzt wird.
Transient Thermography for Damage Detection in Welded Studs at Rail Support Points
Abstract The ECF rail fastening system is used for steel rail slab track systems, where height adjustment is achieved through welded and grout-embedded threaded bolts. However, under unexpectedly high loads, partial or complete bolt fractures of these bolts may occur. Detecting such fractures under ongoing traffic requires a robust inspection method. In this study, a sensor-based transient thermography method was developed and evaluated for continuous monitoring of the bolts. The method is based on targeted heating of the bolt head using a cartridge heater and the detection of theresulting heat propagation in the baseplate. By incrementally cutting into the bolts, characteristic temperature gradientswere generated, allowing for differentiated identification of partial fractures and detachment. The method’s simplicity, robustness, and cost-efficiency make it ideally suited for the given application, as demonstrated by its ongoing implementation on a railway overpass.
