Die Lesen Sie hier unsere Erfahrungen beim Monitoring einer Bundesautobahnbrücke.
Die Niedersächsische Landesbehörde für Straßenbau und Verkehr (NLStBV) ist mitverantwortlich für die Nachrechnung zur Überprüfung der Tragfähigkeit aller Brücken im Bundesfernstraßennetz. Aus diesem Grund konnten im Zuge der regelmäßiger Sonderprüfungen am Brückenbauwerk der Anschlussstelle Zetel an der A29 schon frühzeitig Mängel festgestellt werden, die auf eine verminderte Tragfähigkeit des östlichen Teilbauwerks in Richtung Wilhelmshaven schließen lassen. Bereits umgesetzte verkehrsrechtliche Maßnahmen führten zu einer Entlastung des Bauwerks.
Messpfeiler mit Tachymeter des Monitoringsystems
Als eine langfristige Lösung wird ein Ersatzneubau beider Teilbauwerke als zwingend erforderlich angesehen, wobei das östliche Teilbauwerk zuerst erneuert wird. Während der Bauphase des östlichen Teilbauwerks müssen wegen der einhergehenden Verkehrsumleitung und der Baumaßnahmen (z.B. Abbruch- und Rammarbeiten), möglicherweise auftretende Vertikalverschiebungen des westlichen Teilbauwerks überwacht werden.
Im Jahr 2018 bekam die ALLSAT GmbH im Rahmen eines Ausschreibungsprozesses die Möglichkeit, ein klassisches tachymetrisches Monitoring an der Bundesautobahnbrücke zu installieren und für den geplanten Bauzeitraum von voraussichtlich zwei Jahren zu betreiben. Von besonderer Relevanz sind hier Bewegungen in der vertikalen Achse im Bereich von wenigen Millimetern. Weiterhin dient die kontinuierliche Erfassung der Bauwerkstemperaturen einer sachkundigen Interpretation der Tachymeter-Messwerte.
Hardware und Software
Das Kernstück des Monitoringsystems ist ein motorisiertes Präzisions-Tachymeter des Typs TM30 der Firma Leica Geosystems mit einer Winkelgenauigkeit von 0,15 mgon sowie einer Streckengenauigkeit von 0,6 mm + 1 ppm. Das Tachymeter ist auf einem 18 m tief gegründeten und 3,7 m hohen Messpfeiler montiert. Die zu beobachtenden 11 Prismen (7 Anschlusspunkte, 4 Monitoringpunkte) wurden in Absprache mit den Verantwortlichen der NLStBV an definierten Punkten positioniert.
Die Installation und Inbetriebnahme des vollständigen Systems konnte nach zwei Tagen abgeschlossen werden, die Konfiguration des Messablaufs wurde in Abstimmung mit dem Kunden festgelegt. Da lediglich vertikale Bewegungsänderungen und keine absoluten Koordinaten von Bedeutung sind, wurde ein lokales Koordinatensystem mit den Anschlusspunkten festgelegt. Alle Punkte werden halbstündlich gemessen, bei einer Überschreitung von definierten Grenzwerten werden die Ingenieure der ALLSAT sowie die Verantwortlichen des Kunden automatisch per Email informiert. Durch einen definierten Alarmierungsplan ist die Vorgehensweise bei einer Grenzwert-Überschreitung eindeutig geregelt. Diese Grenzwerte wurden vorerst unter Zuhilfenahme der Messergebnisse einer zweimonatigen Kalibrierungsphase festgelegt.
Die Kalibrierungsphase
ALLSAT-Mitarbeiter bei der Installation
Die Kalibrierungsphase trug somit wesentlich zu einer ersten Einschätzung für das Normalverhalten der Brücke ohne den Einfluss von Bautätigkeiten bei. Folglich führt dieses Vorgehen dazu, die Anzahl an Alarmierungen aufgrund pessimistischer Annahmen zu verringern. Die von der ALLSAT konfigurierte und installierte Kommunikationsbox dient dem Fernzugriff auf das System sowie der direkten Übertragung der Messwerte in die Web-Anwendung GeoMoS Now! von Leica Geosystems.
So können jederzeit sowohl die Ingenieure der ALLSAT als auch ein definierter Nutzerkreis des Kunden die Messwerte abfragen. Neben den Vertikalverschiebungen ist die Bauwerkstemperatur in der Web-Anwendung einsehbar. Die Installation der zusätzlichen Temperatursensoren übernahmen die Ingenieuren unseres Partners von der Landesgewerbeanstalt Bayern (LGA) an zwei vom Kunden vorgegebenen Positionen.
Dokumentation für das Monitoring der Bundesautobahnbrücke
Monatliche Berichte dienen der Dokumentation und der Beweisführung. Sie enthalten neben den Vertikalverschiebungen aller Monitoringpunkte sowie den Bauwerkstemperaturen, Vermerke zu allen vorgenommenen Veränderungen am System.
Eine Umzäunung des Messpfeilers dient als Vandalismusschutz. Darüber hinaus wird das Tachymeter durch eine Schutzhaube der Fa. Goecke vor Wettereinflüssen geschützt. Lochbohrungen in der Schutzhaube gewährleisten die Sichtverbindung zu den Prismen.
Installiertes Prisma an der Brücke
Für eine erleichterte sowie schnelle Ferndiagnose zur Situation vor Ort ist eine Webcam installiert, deren Echtzeitbilder jederzeit abrufbar sind.
Wir freuen uns, dieses Projekt durchführen zu dürfen und bedanken uns für das entgegengebrachte Vertrauen des Geschäftsbereichs Oldenburg der NLStBV. Seit der Installation läuft das System ohne Komplikationen und wird voraussichtlich Anfang 2021 deinstalliert.
