Dynamic deformation measurements on engineering structures
With the Laser System for Dynamic Laser measurements (DLM System), we record dynamic displacements at defined poinsitions.
Characteristic of the DLM System is the high temporal and spatial resolution.
With a sampling rate of 10 Hz, we record deformations aver distances of more than 100 m in the tenth of a millimeter.
In this way, deformations from traffic loads are recorded with high precision. Structural damages becomes noticeable through a change in load behaviour as a result of stiffness losses and can be detected at an early stage.
Laser-Set-Up
Measuring principle is a permanent laser distance measurement zo an inclined target at the measuring location. From a fixed point, the displacement is recorded dynamically.
A measuring distance consists of a measuring target and a laser distance sensor. Depending on the orientation of the target, deformation is recorded in X-Y or Z direction.
Arrangement of measuring sections
In the application, several measuring sections are operated in parallel, so that deformations or position changes are recorded simultaneously at several points.
Temperature compensation is carried out via reference sections with the linear expansion in the Z-direction is recorded in absolute terms and compensated for against the measured values in the X- and Y-direction.
Bridge monitoring and traffic load detection
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
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
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.
In der stationären Anwendung werden die Laser an einem festen Standort - Widerlager/Pfeiler - montiert.
In der mobilen Anwendung wird als Messort ein Standort neben dem Tragwerk gewählt, um Einflüsse aus dem Bauwerk weiter zu kompensieren.
Das DLM-System ist modular aufgebaut und wird je nach Anwendungsfall an die örtlichen Begebenheiten angepasst.
Die Messziele sind nach Messweiten normiert und werden für die jeweiligen Anwendungen ausgelegt.
Datenblätter DLM-Systeme
Verkehrslasterfassung
