3D-Laserscan der Fehmarnsundbrücke by 3D Scanworks. Im Juli 2022 bekam 3D Scanworks den Auftrag, die Fehmarnsundbrücke für spätere Ertüchtigungsarbeiten zu scannen. Auftraggeber für diese Arbeiten war die Deutsche Bahn, welche das Bauwerk betreut.
Dabei ging es im Wesentlichen um die 3D-Erfassung des markanten Netzwerkbogens (auch „Kleiderbügel“ genannt) und der zugehörigen Stahlseile.
Die kombinierte Straßen- und Eisenbahnbrücke an der Ostsee dient seit 1963 der Anbindung der Insel Fehmarn an das deutsche Festland. Im Zuge des Ausbaus der großen europäischen Nord-/Süd-Verbindung zwischen Skandinavien und Sizilien mit dem großen Bauwerk der Festen Fehmarnbelt-Querung dient die Fehmarnsundbrücke zwar bisher noch der Straßen- und Eisenbahn-Anbindung auf dieser Strecke. Allerdings ist dieses Bauwerk in die Jahre gekommen und dem massiv gestiegenen Verkehrsaufkommen nicht mehr gewachsen. Doch bevor auch an der Verbindung zwischen deutschem Festland und der Insel Fehmarn ein Tunnel fertig gestellt werden kann, muss die Brücke für die nächsten 10 Jahre so instandgesetzt werden, dass sie einen möglichst störungsarmen Verkehr zwischen Nord und Süd garantiert.
„Der Netzwerkbogen der Fehmarnsundbrücke ist einer der ersten und größten seiner Art weltweit. Er besteht aus zwei gegeneinander geneigten Parabelbögen, die einander im Scheitel berühren. Die Fahrbahnhänger bilden ein gekreuztes Rautenfachwerk mit zweifach räumlich geneigten Diagonalen und verleihen dem Bauwerk sein außergewöhnliches Aussehen. Der zirka 268,5 m lange Bogen hat eine Stützweite von 248,5 m und eine größte Höhe von 45 m über der Fahrbahn. Die Brückenbreite beträgt 21 m, die sich das Gleis der Bahnstrecke Lübeck – Puttgarden auf der Ostseite, die Bundesstraße 207 in der Mitte sowie ein kombinierter Fahrrad-Rad- und Fußweg auf der Westseite teilen.
Schwierige Bedingungen durch Wind, Wetterwechsel und starken Verkehr
Aufgrund der schwierigen Aufnahmebedingungen auf der Fehmarnsundbrücke entschieden sich die Mitarbeiter der 3D-Scanworks, den superschnellen 3D-Scanner RTC360 von Leica Geosystems einzusetzen. Die Brücke wurde in 3 getrennten Messreihen durch zwei Mitarbeiter erfasst. Schnell zeigte sich, dass bei diesem Projekt mit einigen Besonderheiten zu rechnen ist: zum Teil extrem starker Wind (dann meldet der Scanner „Externe Kraft“) und zum anderen schnelle Wetterwechsel. Innerhalb von wenigen Minuten wechselte das Wetter von Sonnenschein zu Regen mit starken Böen, ein Problem, das den Verkehr auf der Fehmarnsundbrücke seit Jahrzehnten stark beeinträchtigt.
Eine Vollsperrung der Brücke ist aufgrund der stark frequentierten Fährverbindung zu Dänemark nur in extremen Ausnahmefällen möglich, und dazu zählte dieser Einsatz zum Glück nicht. Geholfen hat uns jedoch, dass auf der Brücke eine Baustelle mit Tempo 30 eingerichtet war, wodurch die Schwingungen signifikant verringert wurden. Zudem hielten Autofahrer das Gerät für eine Radarfalle und reduzieren ihr Tempo bei der Vorbeifahrt.
Weitere Besonderheiten waren, dass die Stahlkonstruktion durch den Wind leicht schwankt und die Brücke, besonders bei Zugverkehr sowie bei Überfahrt von schweren LKW schwingt (mit Änderung der Seillängen um bis zu 2 cm). Zudem herrscht auf der Brücke tagsüber in der Regel ein hohes Verkehrsaufkommen. Dabei kann das Queren der Fahrbahn schon einmal 5 – 10 min dauern.
3D-Laserscan der Fehmarnsundbrücke: Drei Messreihen an verschiedenen Stellen.
Die erste Messreihe wurde auf der Straßenseite aufgenommen. Um die Seillängen bis in die sog. Seilkästen zu erfassen, wurde der Scanner jeweils halb über das Geländer gestellt (s. Abbildung XX). Grundsätzlich stand er dort sicher, aber ein Kollege musste immer wieder das Stativ festhalten, um einen Abgang des Scanners bei starken Böen zu verhindern. Sicher ist sicher!Die zweite Messreihe wurde auf der Bahnseite durchgeführt. Aufgrund des geringen Abstands zwischen Gleis und Geländer und wie bei allen Arbeiten in Gleisnähe mussten diese Arbeiten mit Sicherungsposten der Bahn durchgeführt werden. Bei Durchfahrt eines Zuges konnten Mitarbeiter und Ausrüstung hinter dem Geländer in Sicherheit gebracht werden.
Eine dritte Messreihe wurde mittig aufgenommen und diente der Stabilisierung im 3D-Modell. Alle Scans wurden mit voller Auflösung und in Farbe erstellt. Die Scandauer betrug insgesamt 2 Tage mit 49 Scans. Die technische Aufgabenstellung entsprach unserem Standard mit ca. 50 Scans und war für uns daher nicht besonders komplex. Die Verknüpfung der Seillängen mit dem Scanner und den Disto-Messungen setzt allerdings konstruktives Verständnis und Planung voraus. Dafür wurden an zwei Tagen jeweils 400 Disto-Messungen in den Brückenbögen durchgeführt.
Einfache Abwicklung dank schnellem Leica RTC360
Die Abwicklung mit dem Leica RTC360 war einfacher, als mit unserem alten Faro Scanner. Hauptvorteil des RTC360 waren die Messgeschwindigkeit bei voller Auflösung und die 3D-Vorschau der Punktwolke.
Dadurch wurde schnell erkannt, dass einige zuvor geplante Disto-Messungen im schwer erreichbaren Bereich der Seilverankerungen gar nicht notwendig waren.
Bei der nachfolgen Datenaufbereitung im Büro zeigte sich, dass sich die aufgenommenen Daten beim 3D-Laserscan der Fehmarnsundbrückegut bearbeiten ließen und die Auflösung ausreichend ist. Es konnten alle gewünschten Geometrien aus den Daten mit sehr guter Genauigkeit extrahiert werden. Die Auswertung hat jeweils drei Tage pro Brückenseite gedauert, also gesamt sechs Tage.
Bei der Zusammenarbeit mit der ALLSAT gefällt uns besonders das Preis- Leistungsverhältnis sowie der schnelle und unkomplizierte Support. Die Mitarbeiter nehmen sich auch soweit möglich spontan Zeit, um Fragen ausführlich zu beantworten. Wir danken allen Beteiligten für die tolle Zusammenarbeit bei diesem Projekt.
Die ALLSAT dankt Scanworks für diesen interessanten Beitrag.
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Wir beraten Sie gern!
