Monitoramento de saúde estrutural na ferrovia elevada de Monitoramento de saúde estrutural na ferrovia elevada de | HBM

A HBM fornece resultados confiáveis de medição: A GRASSL conta com isso para monitoramento de infraestrutura

A infraestrutura de transporte está exposta a imensas cargas e fatores internos e externos que levam à fadiga dia a dia. Para evitar danos sérios e detectar pontos fracos em um estágio inicial, as estruturas devem ser verificadas regularmente. Isso é feito por especialistas, como os do escritório de engenharia da GRASSL.

Eles estão procurando possíveis pontos fracos através de cálculos modelados. Em certos casos, os engenheiros recomendam uma avaliação de seus resultados de cálculos por meio de medições de longo prazo sob as condições reais das estruturas em questão. Isso geralmente gera opções adicionais para o cliente e, em muitos casos, ajuda a aliviar as finanças tensas do setor público.

A GRASSL encontrou um parceiro na HBM que fornece soluções de medição de alto desempenho para monitoramento de infraestrutura em um pacote completo. Os dois sistemas de monitoramento desenvolvidos em colaboração pelas equipes do escritório de engenharia GRASSL e pelo Serviço e Suporte da HBM já fornecem resultados de medição confiáveis.

Problema

Grande parte da infra-estrutura de transporte alemã está desatualizada e precisa ser reformada. Algumas estruturas podem até precisar ser substituídas por razões de segurança. Assim, as condições da infraestrutura de transporte antiga devem ser verificadas regularmente.

Solução

O Serviço e Suporte da HBM oferece soluções completas de medição para monitoramento eficiente da infraestrutura. O escritório internacional de engenharia GRASSL optou pelo pacote completo de tecnologia de medição oferecido pela HBM, juntamente com os serviços associados.

Resultados

As soluções de medição individuais do Serviço e Suporte da HBM permitem à GRASSL obter medições confiáveis a longo prazo dos locais culturalmente protegidos, como os viadutos Graskeller e Mönkedammfleet da Hamburger Hochbahn AG. Com base nos resultados, os engenheiros civis consultores podem fazer recomendações robustas sobre o futuro desses locais.

Os aspectos que importam no monitoramento da infraestrutura

Uma grande parte da infraestrutura de transporte alemã foi construída entre as décadas de 1960 e 1980. Muitas rotas de transporte, especialmente no transporte ferroviário, são muito mais antigas. O volume de tráfego também aumentou significativamente. Portanto, essas estruturas envelhecidas devem ser cuidadosamente examinadas para detectar possíveis defeitos em um estágio inicial.

Os especialistas do escritório de engenharia GRASSL primeiro realizam cálculos de modelo de acordo com os regulamentos legais, usando as especificações de segurança das diretrizes aplicáveis para o recálculo. Os resultados permitem que eles façam declarações sobre a capacidade de suporte de uma estrutura, sua vida útil remanescente teórica, atualizações necessárias ou a necessidade de substituir a estrutura por uma nova.

Medições de longo prazo para validação de cálculos de modelo

Independentemente de quão significativas e confiáveis sejam as previsões sobre a vida útil de uma estrutura e as avaliações de risco com base em cálculos de modelos, em alguns casos, a GRASSL recomenda que os engenheiros civis realizem as medições de longo prazo de uma estrutura estipulada nas diretrizes, com base nos resultados dos cálculos do modelo, em condições reais.

O teste realista geralmente mostra que a vida útil remanescente real de uma ponte é maior que a previamente calculada no modelo, ou uma estrutura de substituição recomendada pelos cálculos do modelo pode ser desconsiderada, pois a estrutura pode ser usada com segurança por um período mais longo através de atualizações direcionadas. Isso resultará em custos significativamente mais baixos para os clientes e, geralmente, menos atrasos irritantes no tráfego.

Para o recálculo das superestruturas de aço dos viadutos Graskeller e Mönkedammfleet da Hamburger Hochbahn, uma equipe do escritório de engenharia GRASSL realiza medições a longo prazo para seus clientes. O Serviço e Suporte da HBM fornece aos engenheiros do GRASSL suporte por meio de uma solução de monitoramento personalizada e serviços associados.

Um futuro seguro para os viadutos protegidos Graskeller e Mönkedammfleet

Strain gauge linear em uma película de suporte
Instalação do strain gauge nos elementos da estrutura de suporte

A GRASSL está testando os viadutos Graskeller e Mönkedammfleet que foram construídos em 1911 em nome da Hamburger Hochbahn AG. Esta parte do metrô da cidade Hanseática é um local cultural protegido e sua restauração começará a partir de 2020. As medições de longo prazo da estrutura executada pela GRASSL e HBM fornecem informações sobre as medidas necessárias.

Um desafio particular é que as superestruturas dos viadutos a serem monitorados consistem em componentes com diferentes seções transversais, que não foram soldadas, mas rebitadas. Portanto, determinar as tensões mecânicas realistas para os cálculos é extremamente complexo.

Assim, a GRASSL determinou cuidadosamente os pontos de medição relevantes de um extenso conceito de monitoramento, necessários para medir a tensão real que afeta a ponte. Com base nesses dados, os especialistas em monitoramento estrutural da HBM selecionaram os componentes tecnológicos necessários para a medição.

Atualização personalizada com base em dados de medição confiáveis

Em apenas quatro semanas, a equipe da HBM instalou um total de 69 strain gauges lineares em duas seções de medição, juntamente com uma roseta de strain gauges e quatro pontos de medição de temperatura Pt100 para corrigir os erros de medição induzidos pela temperatura das deformações registradas. Os pontos de medição foram especificados pela GRASSL de forma que quaisquer alterações significativas nas variáveis medidas, causadas por condições operacionais normais, possam ser registradas e avaliadas. Os dados podem ser usados para identificar outros danos ou alterações estruturais no sistema de suporte.

Os sensores foram então conectados a um painel de controle por seção usando 1.000 metros de cabo de medição. Nesse caso, dois amplificadores de strain gauge Quantum X MX1615B e três amplificadores de medição robustos SomatXR MX1615B-R garantem a precisão e a confiabilidade da aquisição de dados. Todos os dados medidos são registrados 24 horas por dia, 7 dias por semana, usando o software de aquisição de dados catman AP da HBM e armazenados em um computador de medição central. Os dados brutos são processados estatisticamente diretamente no site.

Os dados agregados mais importantes, como os dados do Rainflow, são transferidos automaticamente para o escritório de engenharia por meio de um link de dados LTE móvel para análise. Isso também permite acesso remoto a qualquer momento para verificar as condições do sistema de medição e analisar os dados medidos ao vivo.

Apesar do período de tempo apertado, as medições de teste com carga definida e posição de carga nos viadutos Mönkedammfleet e Graskeller podem ser realizadas conforme o planejado. Depois disso, as medições de longo prazo foram iniciadas para medir a carga real nos pontos relevantes.

Após concluir o monitoramento da infraestrutura no início de 2021, os especialistas do escritório de engenharia da GRASSL farão uma previsão sobre as estruturas com base na tensão determinada no aço sob a carga de tráfego real. Com base nos resultados determinados pelo GRASSL, os dois locais culturalmente protegidos podem ser adaptados para o futuro.

Conexão dos sensores aos amplificadores de medição usando cabos de medição
Gravação de dados medidos usando o software de aquisição de dados catman AP

Os engenheiros civis confiam na experiência e no know-how do Serviço e Suporte da HBM

Nas medições de longo prazo dos dois viadutos de Hamburger Hochbahn, os engenheiros de projeto qualificados e certificados da HBM, encarregados de desenvolver soluções de monitoramento sob medida para engenheiros civis convenceu de maneira abrangente os engenheiros consultores do escritório de engenharia GRASSL. Eles puderam oferecer não apenas as soluções de monitoramento de infraestrutura prontas para o uso e sua instalação profissional no local a partir de uma única fonte, mas também, dado o prazo apertado, sua experiência, os recursos de pessoal disponíveis da HBM e o fato de uma pessoa de contato competente na HBM estava disponível o tempo todo.

Sobre o escritório de engenharia GRASSL

A GRASSL trabalha no campo da engenharia há mais de 70 anos. Além disso, os serviços oferecidos por seus engenheiros consultores e engenheiros de teste aprovados para inspeção e avaliação de estruturas estão sendo procurados internacionalmente. Hoje, a GRASSL emprega cerca de 200 pessoas em oito locais.