Genaue Überwachung von Brücken, Viadukten und Ingenieurbauten mit Dehnungsmessstreifen und Aufnehmern von HBM

BOAS (Bâtiment Ouvrage d’Art Services) wurde 1989 gegründet und ist ein Beratungsunternehmen, das sich auf die Überwachung und Kontrolle von Ingenieurbauten und Gebäuden spezialisiert hat. Die Ingenieure und Techniker von BOAS stellen ihr Knowhow für alltägliche wie auch für außergewöhnlichere Bauwerke auf der ganzen Welt zur Verfügung.

Um Unfälle wie beispielsweise den Einsturz von Brücken oder Viadukten zu verhindern, überwacht BOAS bei jedem Projekt alle Baumaßnahmen mit großer Sorgfalt. Für diese wichtige Aufgabe ist die Auswahl der Geräte von entscheidender Bedeutung, da sie hochgenaue Daten liefern müssen. Darüber hinaus sind für BOAS die Unterstützung durch erfahrene Partner und erstklassige Geräte außerordentlich wichtig – vor allem im Bereich der Dehnungsmessung.

Aufgabe

Um Unfälle wie beispielsweise den Einsturz von Brücken oder Viadukten zu verhindern, muss der Verlauf der wirkenden mechanischen Spannung überwacht, die Verformung während des Baus und der Wiederinstandsetzung gemessen, der Verlauf der Spannung (oder Verformung) während der Montage von tragenden Bauteilen überwacht werden, usw. Die Auswahl der Geräte ist von entscheidender Bedeutung, da sie hochgenaue Daten liefern müssen.

Lösung

BOAS benötigte Unterstützung durch erfahrene Partner und erstklassige Geräte – insbesondere im Bereich der Dehnungsmessung – und entschied sich daher für die Zusammenarbeit mit dem Messtechnikspezialisten HBK, einem renommierten Anbieter zuverlässiger Messwerkzeuge. Für die Strukturüberwachung empfahl HBK den HBM-Dehnungsmessstreifen LS31.6/350. Für die Datenerfassung stellte sich der DMS-Brücken-Messverstärker QuantumX MX1615B als die beste Wahl für diese Art des Einsatzes heraus.

Ergebnis

Zur Remote-Datenspeicherung und Übertragung über ein Protokoll wurden DMS-Brücken-Messverstärker QuantumX MX1615B, synchronisiert mit einem QuantumX CX22B der gleichen Serie, eingesetzt. Ein weiterer Vorteil für die Überwachungsaktivitäten bestand darin, dass mehrere Anpassungen und Einstellungen direkt optimiert werden konnten, am Messgerät, über die Ethernet-Verbindung zu einem Host-Computer oder aus der Ferne über eine 4G-Funkverbindung.

BOAS und HBK: Ein partnerschaftlicher Ansatz

Unter Berücksichtigung dieser Anforderungen entschied sich BOAS für die Zusammenarbeit mit dem Messtechnikspezialisten HBK, einem renommierten Anbieter von zuverlässigen Messgeräten und kompletten messtechnischen Lösungen. Darüber hinaus konnte das internationale Engineering-Team von HBK BOAS auch den benötigten technischen Support bieten.

HBK belieferte BOAS mit Werkzeugen wie Dehnungsmessstreifen und Datenerfassungssystemen (einschließlich T-Sonden), die die spezifischen Anforderungen von BOAS, wie die Überwachung von Beton-, Metall- und Verbundstrukturen, erfüllen. Die HBK-Ingenieure unterstützten das technische Team von BOAS auch bei der Installation der Systeme.

Im Rahmen seiner Überwachungstätigkeit muss BOAS die Anforderungen des Bauingenieurwesens berücksichtigen:

  • Überwachung des Verlaufs der wirkenden mechanischen Spannung
  • Messung der Verformung während des Baus, der Wiederinstandsetzung oder der Reparatur von Ingenieurbauten.
  • Überprüfung und Validierung der bestehenden Berechnungen zur Optimierung der Bindung von Personalressourcen während der Bauzeit oder im Verlauf von Compliance-Maßnahmen
  • Kontrolle des Verlaufs der Spannung (oder Verformung) während der Montage von tragenden Bauteilen
  • Überprüfung der Standfestigkeit der Einheit nach unterschiedlichen Eingriffen und während vorgeschriebener abschließender Prüfungen

Die Kombination aus hochpräzisen Messgeräten, einem kompletten Spektrum an Sensoren (resistiv, piezoresistiv/elektrisch oder optisch) und Engineering-Dienstleistungen überzeugte BOAS, dass die Expertise von HBK ihnen helfen würde, alle Projekte erfolgreich abzuschließen.

Dehnungsmessstreifen: Ein Must-Have!

Dehnungsmessstreifen sind die Schlüsselelemente der Strukturüberwachung. Die Modelle von HBM bieten viele Vorteile, darunter eine hohe Langzeitstabilität, unabhängig davon, ob sie direkt auf Metall- oder Zementkonstruktionen eingesetzt werden.

Neben einer hohen Messgenauigkeit bieten die Dehnungsmessstreifen andauernde Funktionsfähigkeit während der gesamten Bauzeit, einschließlich der ersten Nutzungsjahre (z. B. Untersuchung von Brücken).

Die Messqualität bleibt im Laufe der Zeit unverändert, und ein Kalibriereingriff ist nicht erforderlich.

Um die Instrumentierung von Stahlkonstruktionen zu optimieren, empfahl Pascal Chaffot, Senior Project Engineer bei HBK, verantwortlich für die Baustellen, den LS31.6/350 Dehnungsmessstreifen von HBM; diese spezielle Version wird typischerweise für Offshore-Plattformen verwendet und wird mit den Konstruktionen mikroverschweißt. Dank des bewährten HBK-Schutzes ist seine Beständigkeit über die Zeit unübertroffen, auch bei extremen Witterungsbedingungen.

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Datenerfassungssystem: Vielseitigkeit und Zuverlässigkeit

Im Hinblick auf die Datenerfassung hatte HBK das Ziel, BOAS ein System anzubieten, das alle Arten von Dehnungsmessstreifen, 120, 350 und 700Ω, und alle Brückenschaltungsarten, ¼- ½- und die Vollbrücke unterstützt. Der DMS Brücken-Messverstärker MX1615 der QuantumX-Serie von HBM erwies sich als die beste Wahl für diese Art des Einsatzes.

Das Modul unterstützt auch Messkanäle für Pt100Ω, was für die Kompensation von während der aufeinander folgenden Betriebsphasen für diese Anwendung häufig beobachteten signifikanten Temperaturschwankungen hilfreich ist.

Die 24 Bit des Wandlers und die perfekte Signalverarbeitung bieten eine einzigartige Messgenauigkeit. Mit der gleichen Instrumentierung können in abschließenden Prüfungen Phänomene mit kleiner Amplitude (im Zehnerbereich von µm/m) und andere Messungen erfasst werden.

Hinsichtlich der Dehnungsmessung in ungeschützten Umgebungen erläutert Carola CORAZZA (Head of Engineering Services bei HBK Südeuropa): „Wenn das Signal eines DMS schwach ist und nicht ordnungsgemäß verarbeitet wird, können elektrische und/oder elektromagnetische Störungen die Zuverlässigkeit von Dehnungsmessungen ernsthaft beeinträchtigen.“

Carola fährt fort: „Für solche Situationen ermöglicht QuantumX MX1615B nicht nur die Optimierung der Signalfilterung, sondern auch die Versorgung der DMS mit Gleichstrom oder Trägerfrequenz. Da wir wissen, dass das Signal dieses Sensortyps im mV/V-Bereich liegt und daher direkt von der Qualität der Stromversorgung abhängt, sind wir uns der Bedeutung einer Multitasking-fähigen DMS-Brücke, wie sie QuantumX MX1615B bietet, bewusst.“

Die DMS-Brücken-Messverstärker QuantumX MX1615B, synchronisiert mit einem QuantumX CX22B der gleichen Serie, ermöglichten die Remote-Datenspeicherung und Übertragung über ein von den BOAS-Teams definiertes Protokoll. Dieses Messverstärkermodell ermöglicht zudem das einfache Erstellen von Messaufgaben, in denen die Messung nach Benutzeranforderungen konfiguriert werden kann.

Es bietet noch einen weiteren Vorteil für Überwachungsaktivitäten: Mehrere Anpassungen und Einstellungen können aus der Ferne oder direkt optimiert werden, an den Messstellen, über die Ethernet-Verbindung oder aus der Ferne (beispielsweise über 4G-Funkverbindung, so dass Bediener die Messungen durch Verfeinerung von Parametern ferngesteuert optimieren können).

HBK-Serviceleistungen: anerkanntes Fachwissen

Dank der Vor-Ort-Unterstützung durch das Engineering-Team von HBK konnte BOAS ein klares Verständnis der für die Sicherheit und Langlebigkeit der Bauwerke entscheidenden strukturellen Integrität erlangen.

Diese in enger Zusammenarbeit zwischen BOAS-Ingenieuren und dem Engineering Services-Team von HBK durchgeführten Arbeiten umfassten:

  • Übernahme der Konstruktion
  • Definition geeigneter Positionen für die Messgeräte
  • Vorbereitung der relevanten Oberflächen
  • Installation von Dehnungsmessstreifen
  • Verkabelung zum Datenerfassungssystem
  • Einstellung der Parameter vor der Implementierung
  • Schulung von BOAS in der Verwendung des instrumentierten Systems

Mit mehr als 50 Jahren Erfahrung und Knowhow in der Messtechnik ist HBK Garant für ein weltweit anerkanntes Niveau an Fachwissen in der Prüf- und Messtechnik-Industrie.

Eine Partnerschaft unter dem Banner der Effizienz!

Jonathan Barbut, Leiter von BOAS, bringt seine Zufriedenheit mit dieser Zusammenarbeit auf den Punkt: "Die Wahl eines einzigen Anbieters für alle Dienstleistungen sowie die Versorgung mit Sensoren und Elektronik ist ein Vorteil im Hinblick auf Zeit und Zuverlässigkeit. Die Arbeit mit den Servicetechnikern von HBK - präzise und genau durchgeführt - erweist sich als äußerst effizient. Diese Messungen sind entscheidend für die Optimierung der Sicherheit und Lebensdauer der Bauwerke, an denen wir arbeiten. HBK hat sich als unverzichtbarer Partner für die Durchführung unserer Überwachungsaufgaben erwiesen.“