Profilscanning (PLS) für das Monitoring von Infrastrukturbauwerken
Das Monitoring mit Profilscannern ermöglicht die hochfrequente und berührungslose Erfassung der Verformung von Infrastrukturbauwerken simultan in Raum und Zeit und bietet so eine bisher unerreichte Informationsdichte für die Analyse von Infrastrukturbauwerken.
Motivation
Die deutsche Verkehrsinfrastruktur ist vielfach in die Jahre gekommen, für einen flächendeckenden Neubau fehlen jedoch die Kapazitäten und finanziellen Mittel. Hinzu kommt, dass die Klimabilanz des Bausektors, insbesondere im Neubaubereich, problematisch ist. Um einen Verkehrskollaps zu vermeiden und gleichzeitig das Klima zu schonen, wird das Erhaltungsmanagement des Bauwerkbestandes zu einer zentralen und zunehmend anspruchsvollen Aufgabe. Dies ist jedoch nur dann effizient möglich, wenn aktuelle Informationen über den tatsächlichen Zustand der Bauwerke vorliegen.
Die messtechnische Erfassung von Verkehrsbauwerken ist derzeit erst der letzte Schritt im Rahmen des Structural Health Monitoring (SHM), da der Einsatz von konventionellen taktilen 1D-Sensoren sehr zeit- und personalintensiv ist.
Aktivitäten
Der Einsatz des Profilscannings (PLS) zur Überwachung von Infrastrukturbauwerken birgt in diesem Zusammenhang ein großes Potenzial. Dabei wird die Tragstruktur eines Bauwerks von einer flexiblen Sensorplattform aus mit einem Laserstrahl hochfrequent und berührungslos abgetastet, ohne dass das Bauwerk betreten werden muss. Die so gewonnenen räumlich verteilten Messwerte ersetzen eine Vielzahl von Einzelsensoren und ermöglichen darüber hinaus Messungen an bisher unzugänglichen Stellen, z.B. über Flüssen.
Durch das zugrundeliegende Messprinzip findet gleichzeitig eine Geometrieerfassung des Bauwerks statt, so dass neben der Ableitung von Verformungen auch die Ist-Geometrie dokumentiert wird. In Kombination mit einer 3D-Erfassung, die ebenfalls mit dem gleichen Messgerät möglich ist, werden so weitere Potenziale freigesetzt, z.B. die Kombination von Building Information Modeling (BIM) mit den so gewonnenen Messungen im Rahmen des Structural Health Monitoring (SHM).
Um die dabei anfallenden enormen Datenmengen für die Praxis nutzbar zu machen, bedarf es jedoch intelligenter und insbesondere adaptiver Auswerteverfahren, die eine automatisierte Auswertung ermöglichen. Hierzu wurde bereits ein prototypisches raum-zeitliches Auswertekonzept entwickelt.
Durch diesen integralen Ansatz soll zukünftig ein besseres Verständnis des Zustands der Verkehrsinfrastruktur erreicht werden, wodurch das Erhaltungsmanagement effizienter und zustandsorientierter geplant werden kann.