Dynamic deformation measurements on engineering structures


 

 

 

Mit dem Lasersystem für Dynamische Laser-Messungen (DLM-System) erfassen wir dynamische Verschiebungen an definierten Punkten. 

 

Kennzeichen des DLM-Systems ist die hohe zeitliche und räumliche Auflösung. 

 

Mit einer Abtastrate von 10 Hz erfassen wir Verformungen über Distanzen von mehr als 100m im Zehntel-Millimeterbereich.

 

So werden Verformungen aus Verkehrslasten hochgenau erfasst. Strukturelle Schäden machen sich durch ein verändertes Lastverhalten in Folge von Steifigkeitsverlusten bemerkbar und können frühzeitig erkannt werden.

 

 

Laser-Messstrecke

 

Messprinzip ist eine permanente Laser-Distanzmessung auf ein geneigtes Messziel am Messort. Von einem festen Punkten aus wird die Verschiebung am Messort dynamisch erfasst.

 

Eine Messstrecke besteht aus einem Messziel und einem Laser-Distanzsensor.  Je nach Ausrichtung des Messziels wird die Verformung am Messort in X-Y-oder Z-Richtung erfasst.

 

Anordnung der Messstrecken

 

In der Anwendung werden mehrere Messtrecken parallel betrieben, so dass Verformungen, bzw. Lageveränderungen an den Messorten an mehreren Punkten zeitgleich erfasst werden.

  

Die Temperaturkompensation erfolgt über Referenz-messstrecken mit der die Längenausdehnung in Z-Richtung absolut erfasst und gegenüber den Messwerten in X- bzw.  Y-Richtung kompensiert wird.



Brückenmonitoring und Verkehrslasterfassung

 

Das DLM-System wurde für die Zustandsüberwachung von kritischen Tragwerken entwickelt. Die bisherige Erfahrung zeigt, dass mit dem Laser-System nicht nur Zustandsänderungen bzw. Steifigkeitsabnahmen in Folge von Schädigungen, sondern auch Verkehrslasten hochgenau erfasst werden können.

 

 

Verkehrslasterfassung

Das DLM-System verfügt über eine so hohe räumliche und zeitliche Auflösung, dass es auch für die Erfassung von Verkehrslasten genutzt werden kann.

Die Peaks in der obigen Grafik zeigen Verformungen aus der Überfahrt von LKWs in verschiedenen Beladungs-zuständen.

 

 

Strukturüberwachung

Bei zerstörenden Belastungstests an vorgespannten Betonträgern an der Universität Luxembourg wurde festgestellt, dass ein Versagen der Spannglieder über das Lastverhalten sehr frühzeitig erkannt wird - weit bevor Risse an der Betonoberfläche sichtbar werden.

 



Unsere Messtechnik

 

Tragwerke von Brücken sind recht schwingfreudige Systeme. Und es zeigt sich, dass Verformungen eine gute Messgröße für die Bestimmung des strukturellen Zustands sind.

 

Aus unseren Messungen und den Erfahrungen aus Bauteiltests zeigt sich, dass Schäden bei Tragwerken unter Verkehr nur mit einem System erfasst werden können, das zwischen Verkehr und Nulllage unterscheiden kann.

 

Größenordnungen - Beispiel aus Belastungstest:

  • Verformung durch Verkehrslast: 2.5 mm
  • Verformung bei Bruch eines Spanngliedes: 0.6 mmm

Es gibt verschiedene Methoden, mit denen die Verformung erfasst werden kann.  Eine Veränderung im Lastverhalten kann aber nur mit Systemen erfasst werden, die eindeutig zwischen Ruhelage und Auslenkung durch Verkehr unterscheiden können.  Für genau diese Anwendung haben wir das DLM-System entwickelt.

 

Wir bieten die dynamischen Lasermessungen als stationäres System für das Monitoring und als mobiles System bei Belastungstests an.

 

 

DLM-System für das Brückenmonitoring

Laser für Bauwerksmonitoring
Stationäres Lasermesssystem

 

Im Brückenmonitoring werden die Null- bzw. Ruhelagen aus dem Verkehr herausgefiltert und über verschiedene Zeiträume miteinander verglichen.

 

Zeitvergleiche

  • von Überfahrt zu Überfahrt
  • von Minute zu Minute
  • von Stunde zu Stunde
  • ...

Mit dem DLM-System können sowohl abrupte als auch schleichende Änderungen im Lastverhalten der Tragwerke frühzeitig detektiert werden.

 

 

Mobiles DLM-System

Laser für Verformungsmessung
Mobiles Lasermesssystem

 

Das mobile DLM-System verfügt über die gleichen Eigenschaften wie das stationäre DLM-System-

 

Bei dem Einsatz des mobilen DLM-Systems kann der Standort  frei gewählt werden.

 

Je nach Anwendung können auch mehrere Systeme parallel eingesetzt werden, wobei die Messwerte zeitlich synchronisiert werden.


Laser für Bauwerksmonitoring
Lasersensoren des stationären DLM-Systems

 

In der stationären Anwendung werden die Laser an einem festen Standort - Widerlager/Pfeiler - montiert.

 

 

 

Laser für Verformungsmessung
Mobiles Lasermesssystem

 

In der mobilen Anwendung wird als Messort ein Standort neben dem Tragwerk gewählt, um Einflüsse aus dem Bauwerk weiter zu kompensieren.


Bauwerksmonitoring Lucks
CPU mit Laserbank in Schutzgehäuse gegen Vandalismus

Das DLM-System ist modular aufgebaut und wird je nach Anwendungsfall an die örtlichen Begebenheiten angepasst.

 

 

Messziel für dynamische Lasermessung
Messziel einer DLM-Messstrecke

Die Messziele sind nach Messweiten normiert und werden für die jeweiligen Anwendungen ausgelegt.


Datenblätter DLM-Systeme

Datenblatt Lasermesssystem Lucks
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Datenblatt DLM Monitoring System
Brückenmonitoring
Verkehrslasterfassung
Datenblatt DLM Monitoring System 10-2021
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Datenblatt mobiles Lasermesssystem Lucks
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Datenblatt DLM Mobiles Messsystem
Verformungsmessungen bei Belastungstests
Datenblatt DLM mobil 10-2021.pdf
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