Monitoringaufgaben im Bereich der Bauwerksüberwachung sind komplex und erfordern hochpräzise Messtechnik, die auch unter widrigen Umgebungsbedingungen zuverlässig arbeitet. Klassische geodätische Verfahren wie Tachymetrie oder GNSS-basierte Verfahren lassen sich dabei nicht immer einsetzen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben wir unser Produktportfolio bereits vor einigen Jahren erweitert und setzen seitdem erfolgreich verschiedene geotechnische Sensoren in Monitoringprojekten ein.
Dabei vertrauen wir und unsere Kunden auf die innovativen und kabellosen Sensoren unseres Partners Senceive. Die robusten Sensoren sind mit einem langlebigen Akku ausgestattet, der bis zu 15 Jahre wartungsfreien Betrieb ermöglicht; ideal für den langfristigen Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen.
In diesem Artikel geben wir einen Kurzüberblick über zwei Monitoringprojekte, die wir im Jahr 2025 mit geotechnischen Sensoren umgesetzt haben.
Rissüberwachung an einer Brücke
Bei dem zu überwachenden Bauwerk handelt es sich um eine städtische Brücke in Essen. Das Bauwerk wurde in den späten 1960er-Jahren in Spannbetonbauweise errichtet. Aufgrund des damals eingesetzten Spannstahls besteht nach heutigem Stand der Technik eine erhöhte Gefahr der Spannungsrisskorrosion. Das Bauwerk weist darüber hinaus eine großflächige Rissbildung auf.
Bis zur Instandsetzung der vorhandenen Tragwerksdefizite sind einige Sofortmaßnahmen umzusetzen. Neben Verkehrseinschränkungen und regelmäßigen Verformungsmessungen muss auch eine kontinuierliche Überwachung der vorhandenen Risse erfolgen, um frühzeitig einen beginnenden Spannstahlausfall infolge der Spannungsrisskorrosion detektieren zu können.
Eingesetzte Sensorik
Insgesamt müssen an acht Messstellen Rissbewegungen präzise erfasst werden. Bei jedem Riss soll zudem die Bauwerkstemperatur gemessen werden. Die Messstellen verteilen sich in dem über 100 m langen und über 50 m breiten Bauwerk, welches zudem als mehrzelliger Hohlkasten ausgebildet ist, was eine kabelgebundene Datenübertragung sehr aufwendig machen würde.
Die Erfassung der Rissbewegung erfolgt über einen potentiometrischen Risssensor, der mittels Montage-Kit kraftschlüssig über den Riss montiert wird. Mit einer Auflösung von ca. 0,002 mm können kleinste Rissbewegungen präzise erfasst werden. Die Bauwerkstemperatur wird über einen ins Bauwerk eingeklebten PT100-Temperaturfühler erfasst.
Riss- und Temperatursensor werden an die direkt daneben installierten Nodes von Senceive angeschlossen, welche die Daten kabellos weiterleiten, bis diese beim Gateway ankommen. Beim Gateway handelt es sich um die Kommunikationseinheit, welche die lokalen Sensordaten empfängt und über Mobilfunk an den Auswerteserver versendet. Die Kommunikation zwischen Gateway und Sensoren erfolgt über das „FlatMesh-Verfahren“ – ein intelligentes, vermaschtes WLAN-Netz zur optimalen Datenübertragung vor Ort.
Trotz der zahlreichen Messstellen in unterschiedlichen Hohlkästen, konnte die kabellose Datenübertragung schnell aufgebaut werden. Die Experten der Stadt Essen sind nun gespannt auf die kontinuierlichen Ergebnisse, aus denen sich erstmals für dieses Bauwerk auch Tages- und Jahresgänge ergeben werden.
Überwachung einer Hilfsbrücke
Im Auftrag der Sächsischen Bau GmbH überwachen wir gemeinsam mit Wuttke Ingenieure einen dreigleisigen Abschnitt inklusive Hilfsbrücken in Berlin. Dabei setzen wir auf die Kombination aus kabellosen Neigungssensoren und tachymetrischen Messungen. Die Neigungssensoren werden beidseitig der Hilfsbrücken in einem Abstand von 3 m mittig auf die Schwellen geklebt. Außerdem werden die Hilfsbrücken jeweils mit drei Neigungssensoren ausgestattet. Das System aus Neigungssensoren stellt das primäre, kontinuierliche Monitoringsystem dar und überwacht die innere Gleisgeometrie. Dies umfasst die Veränderungen in der Überhöhung (gegenseitige Höhenlage), der Verwindung sowie Hebungen und Setzungen in Längsrichtung (vertikale Pfeilhöhe).
Als Redundanz und um vertikale und horizontale Gleisbewegungen auch mittels absoluter Koordinaten erfassen zu können, werden zusätzlich Prismen an den Schienen und auf der Hilfsbrücke installiert. Diese werden in einer Nullmessung beim Einbau der Hilfsbrücken erfasst und ermöglichen anschließend bedarfsweise Folgemessungen. Werden durch die kontinuierlich messenden Neigungssensoren signifikante Änderungen festgestellt oder finden bestimmte Baumaßnahmen (z. B. Rammarbeiten) statt, kann damit eine unabhängige Messung durchgeführt werden. Dieser Ansatz bietet Vorteile gegenüber festinstallierter Totalstationen hinsichtlich Diebstahlschutz, Stromversorgung und Wartungsaufwand.
Zusätzlich werden die Auflager der Hilfsbrücken hinsichtlich Neigung und Abstand zueinander überwacht. Dies geschieht mittels Laserdistanzsensoren, welche magnetisch angebracht sind. Über eine reflektorlose Messung kann die Strecke zwischen den Auflagern bestimmt werden.
Durch das kontinuierliche Monitoring mittels kabellos vernetzter Sensoren können Infrastrukturbauwerke echtzeitnah überwacht und kritische Veränderungen frühzeitig detektiert werden, sodass Gegenmaßnahmen eingeleitet und größere Schäden verhindert werden können.
Sie möchten mehr über Kabellose Sensoren von Senceive erfahren? Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!
