Strukturüberwachung sorgt für Sicherheit der Stahldecke des neuen Bahnhofs Holmestrand

HENT AS ist ein landesweiter Totalunternehmer, der alle Arten von Bauprojekten durchführt, inklusive einer Vielzahl von Generalaufträgen, öffentlichen Aufträgen und Sonderprojekten im Transportwesen, die viele Anlagen erfordern. Die Entwicklung des Bahnhofs Holmestrand durch HENT, mit der ersten Bahnhofshalle dieser Art weltweit, war schon in vollem Gang, als der Kunde Bane NOR zusätzliche Prüfungs- und Überwachungsarbeiten an der Stahldecke über dem Gleis beauftragte, um über die 100jährige Lebensdauer der Stahldecke wertvolle Daten zur Dokumentation sammeln zu können. Zur Ausführung dieser Arbeiten ersuchte HENT AS Unterstützung von außen. Eine solche Bahnhofshalle wurde bisher noch nirgendwo in der Welt gebaut, was zusätzlich die Forderung nach Genauigkeit, Präzision und guter Dokumentation unterstreicht. Auf den Bahnsteigen wartende Reisende müssen vor allen Unannehmlichkeiten geschützt werden, die ihnen durch den Druck entstehen könnten, der von mit so hoher Geschwindigkeit durchfahrenden Zügen erzeugt wird.

HBM Test and Measurement (HBM) wurde mit ins Boot genommen, um die notwendigen Messungen durchzuführen. Dazu wurden Dehnungsmessstreifen (DMS) an den Stahlstäben installiert, die als Träger für die Stahldecke in den Fels eingelassen wurden. Darüber hinaus liefert und betreibt HBM eine IT-Lösung – ein einzelner Server mit Software.

Einer der vielen Stahlstäbe mit vier DMS zur Messung von mechanischer Spannung und Biegung.
Über 200 DMS-Messstellen wurden an den Felsankern installiert, die die Stahldecke an Ort und Stelle halten.
Lars Skaret von HBM beim Einrichten des Überwachungssystems mit der Datenerfassungssoftware catman.

Hoch über dem Boden

HENT AS hat zum ersten Mal mit HBM als Subunternehmer zusammengearbeitet und ist voll des Lobes für die ausgeführten Arbeiten. HBM erhielt den Zuschlag für die Ausrüstung der Decke über dem Gleis mit Messgeräten. Da die Stahldecke an sechs Meter langen, in den Fels eingebetteten Stäben aufgehängt ist – von denen lediglich drei Meter mit Spezialaufhängungen einbetoniert sind – stellte Bane NOR strengste Anforderungen hinsichtlich Genauigkeit, Präzision und Dokumentation und verlangte durchgängigen Zugang zu genauen Berechnungen der Druck- und Sogbedingungen. Die extremen Bedingungen so anspruchsvoller Arbeiten - in Gestein eines Berges und über einem Bahngleis in 25 Metern Höhe über dem Boden - haben HBM vor eine herausfordernde und zeitaufwändige Aufgabe gestellt. Über 200 DMS-Messstellen wurden an den Felsankern installiert, die die Stahldecke an Ort und Stelle halten. Das Ziel waren, Messungen an den Stahlstäben durchzuführen, die die Stahldecke tragen, die so großen dynamischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. Sowohl HENT als auch deren Kunde Bane NOR waren mit dem Beitrag von HBM sehr zufrieden:

"HBM hat ausgezeichnete Arbeit geleistet. Sie waren effizient und flexibel und zeigten sich unter anspruchsvollen Arbeitsbedingungen engagiert und entschlossen. Besonders erfreulich war, dass HBM uns kurzfristig helfen und zusätzlich zur Installation auch kompetente Unterstützung während der Prüfungen bieten konnte. Dieses Projekt war Pionierarbeit für uns, daher war es gut für uns, einen Partner zu haben, bei dem wir uns darauf verlassen konnten, dass er qualitativ hochwertige Lösungen liefert“,

sagt Sebastian Nordahl, Projektleiter bei HENT.

Stahlkonstruktion hängt an sechs Meter langen Stäben im Gestein des Berges, wobei lediglich die drei inneren eingegossen sind.
Schaltschrank mit Messgeräten wie den Messverstärkern QuantumX.
Dies ist eine bisher einmalige Konstruktion und das Projekt stellte extrem hohe Anforderungen hinsichtlich Präzision, Genauigkeit und Dokumentation.

Es werden Messverstärker der Serie QuantumX eingesetzt und die Sensoren basieren vorrangig auf der DMS-Technologie, aber auch, zu einem gewissen Grad, auf IEPE (integrated electronic piezoelectric) und piezoresistiver Technik.

Zusätzlich zu den 226 DMS-Messstellen wurden auch drei Wägezellen an ausgewählten Stäben an der Stahldecke montiert, um die Dehnung der Stäbe über die Zeit zu überwachen. Außerdem wurden drei Beschleunigungssensoren (IEPE-Sensoren) installiert, um Bewegung in der Stahldecke in drei Richtungen über die Zeit überwachen zu können. Weitere installierte Sensoren sind: fünfzehn Bewegungsmessgeräte zum Ermitteln von Fehlern und Veränderungen bei Bewegungen in den Felsankern, fünfzehn Druck-/Sogsensoren (piezoresistiv) zum Überwachen von Druck und Sog an der Stahldecke sowie sechs Schallpegelmesser zum Überwachen der Langzeitwirkung der Maßnahmen zur Lärmreduzierung.

Die Software catman von HBM wurde eingesetzt, um die notwendigen Einstellungen vorzunehmen, Sensordaten zu protokollieren und Werte von den Dehnungsmessstreifen und anderen Sensoren abzurufen sowie um all dies zu speichern. Daher können die Daten umgehend Antworten auf alle Fragen liefern, die der Kunde zu jedem beliebigen Zeitpunkt haben könnte.

Erfolgreiche Installation

Dank der erfolgreichen Kommunikation und Zusammenarbeit kann HENT AS darauf vertrauen, dass die Installationen korrekt durchgeführt wurden und die Überwachung weiterlaufen wird. Dehnungsmessstreifen und Datenprotokollierung sind wesentliche Elemente, die garantieren, dass die Sicherheit überwacht wird und die Geräte unter allen Bedingungen höchste Qualitätsanforderungen erfüllen.

HENT kann sich gut vorstellen, auch in Zukunft mit HBM zusammenzuarbeiten: Nordahl erläutert:

„In die Decke hineinzugelangen, um Dauermessungen vorzunehmen, ist nicht möglich. Für Bane NOR steht daher fest, dass die Partnerschaft mit HBM fortgesetzt und eine Servicevereinbarung für Wartungs- und Kalibrierarbeiten getroffen werden soll, auch wenn wir momentan noch nicht ganz sicher sind, wie häufig das System überprüft werden sollte. Zusätzlich erwarten wir, dass wir Grenzwerte erhalten, bevor Alarmsignale an Bane NOR gesendet werden, falls es zu Schäden an der Stahldecke kommt. Das wird geschehen, wenn die Installation einige Zeit in Betrieb war. Bane NOR befindet sich noch in einer sehr frühen Phase des Betriebs und ein derartiges Projekt wurde bisher noch nie abgeschlossen, es wurden jedoch bereits Geschwindigkeitstest durchgeführt, bei denen HBM-Mitarbeiter beteiligt waren, die für Aufgaben der Qualitätssicherung und das Abrufen von Messdaten zuständig waren. An der gesamten Konstruktion der Bahnhofshalle wurden Druck- und Sogkraftprüfungen durchgeführt.“