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Wie Structural Health Monitoring das Bauwesen und die Infrastruktur verändert

Wie Structural Health Monitoring das Bauwesen und die Infrastruktur verändert

Von der Überwachung zur Entscheidungsfindung

Tausende Brücken und Viadukte in den Niederlanden nähern sich ihrer ursprünglichen Lebensdauer oder haben diese bereits überschritten. Gleichzeitig werden immer mehr Bauprojekte in der Nähe von anfälligen bestehenden Bauwerken durchgeführt. In beiden Fällen ist ein kontinuierlicher Einblick in das Bauwerksverhalten unerlässlich. Alcedo B.V., seit jeher im Bereich der Umgebungsüberwachung tätig, hat sich zu einem Partner für Structural Health Monitoring (SHM) entwickelt, der Infrastrukturbetreibern Echtzeit-Einblicke während der Bauphase sowie eine langfristige Zustandsbewertung bietet.

Wie Structural Health Monitoring das Bauwesen und die Infrastruktur verändert 1
Reißfestigkeitsmesser.

Sensoren auf die Überwachungsziele abstimmen

Alcedo hat sich mit dem Frogwatch-System bereits seit Jahren als Spezialist für die Schwingungsüberwachung gemäß den SBR-A- und SBR-B-Richtlinien bewährt. Das Frogwatch V2 wird für die Standard-Bauüberwachung eingesetzt, während das Frogwatch Pro, ein hochpräziser Beschleunigungssensor für die Strukturdynamik, eine fortschrittliche Schwingungs- und Frequenzanalyse ermöglicht. 

Bei komplexen Bauprojekten, wie beispielsweise einer tiefen Baugrube neben einer bestehenden Überführung oder Rammarbeiten in der Nähe eines denkmalgeschützten Gebäudes, benötigt man einen umfassenderen Überblick. Bewegt sich die Konstruktion? Entstehen Risse? Wie verändern sich die inneren Kräfte? Um diese Fragen zu beantworten, setzt Alcedo verschiedene Sensortypen ein: Fiber-Bragg-Grating (FBG)-Dehnungssensoren zur präzisen Verformungsmessung, Neigungssensoren zur Erfassung von Drehungen oder Setzungen, Wegsensoren zur Verfolgung bestehender Risse im Submillimeterbereich sowie integrierte Temperatursensoren. Diese Temperatursensoren erfüllen eine entscheidende analytische Funktion: Temperaturschwankungen verursachen tägliche und saisonale Verformungen, die ohne Korrektur fälschlicherweise als Bauschäden interpretiert werden könnten.

Schutz von Bauwerken während der Bauphase

Bei Bau-, Abbruch- oder Rammarbeiten können benachbarte Bauwerke Erschütterungen, Bodensetzungen und Verformungen ausgesetzt sein. Herkömmliche Bauüberwachung konzentriert sich oft auf die Vibrationsbelastung: Die SBR-Richtlinien bewerten, wie viel Vibration ein Gebäude erreicht, nicht jedoch, wie das Bauwerk selbst darauf reagiert. Der SHM-Ansatz von Alcedo geht einen Schritt weiter, indem er Schwingungsdaten mit Echtzeitmessungen von Dehnung, Neigung und Rissen an der Konstruktion selbst kombiniert, wodurch Ingenieure einen direkten Einblick in das tatsächliche strukturelle Verhalten erhalten. In der Praxis ermöglicht dies den Projektteams, zwischen akzeptablem Bauverhalten und Abweichungen zu unterscheiden, die ein Eingreifen erfordern.

Langzeitüberwachung für das Asset-Management

Für Infrastrukturbetreiber, die für alternde Brücken, Viadukte und Ingenieurbauwerke verantwortlich sind, bietet SHM eine kontinuierliche Zustandsüberwachung als Ergänzung zu regelmäßigen Inspektionen. Sensoren überwachen das Bauwerksverhalten kontinuierlich und erkennen allmähliche Veränderungen der Steifigkeit, der Lastverteilung oder der Eigenfrequenzen, die auf eine Verschlechterung hindeuten können, lange bevor sichtbare Schäden auftreten. Dies hilft Infrastrukturbetreibern dabei, ihre Inspektions- und Instandhaltungsbudgets dort einzusetzen, wo der Bedarf am größten ist.

Von Rohdaten zu fundierten Entscheidungen

Das Überwachungssystem kombiniert Sensordaten, fortschrittliche Analysen und das Frogwatch Cloud Portal. Felddaten werden über gesicherte Verbindungen an eine zentrale Umgebung übertragen, wo die Signale kalibriert, gefiltert und mithilfe der EOV-Analyse (Environmental and Operational Variability) um Umweltauswirkungen korrigiert. Die operative Modalanalyse verfolgt Verschiebungen der Eigenfrequenzen eines Bauwerks als Frühindikator für einen Steifigkeitsverlust. Darüber hinaus erkennen Algorithmen zur Anomalieerkennung Muster, die auf beginnende Schäden hindeuten können. Die Ergebnisse werden in Echtzeit-Dashboards mit mehrstufigen Alarmfunktionen und automatisierter Berichterstellung visualisiert. Ob Bauüberwachung oder langfristiges Anlagenmanagement: Alcedo arbeitet mit Bauunternehmen, Ingenieurbüros und Infrastrukturbetreibern zusammen, die Wert auf datengestützte Entscheidungsfindung legen.

Alcedo B.V. hat seinen Sitz in Holten und bietet Überwachungs- und SHM-Dienstleistungen in den gesamten Niederlanden an. 

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