Structur Health
Gesundheitscheck für Bauwerke
Structur Health Monitoring (SHM), was wie ein Gesundheitscheck klingt, ist auch einer. Jedoch bezieht sich die Gesundheit nicht auf jene des Menschen, sondern auf Gebäude, Maschinen oder Fahrzeuge. SHM ist eine Methode um strukturelle Veränderungen, Schädigungen oder kritische Beanspruchungszustände bereits frühzeitig zu erkennen und zu analysieren. An der TU Graz hat man sich mit dem Forschungsprojekt PreMainSHM zum Ziel gesetzt, das Bauwerksmonitoring durch vernetzte Systeme auf eine neue Ebene zu heben. Das Zusammenwirken verschiedener Systeme soll weiterentwickelt und in ein cloudbasiertes, skalierbares und zugleich hochgradig effizientes und praxistaugliches System integriert werden, wie von Seiten der Technischen Universität betont wird.
Digitaler Zwilling
Neue Möglichkeiten beim Bauwerkmonitoring sollen somit erreicht werden. „Es spielen autarke Systeme und deren Sensordaten genauso eine Rolle, wie auch die Vernetzung und Nutzbarmachung relevanter Informationen für Softwaresysteme der Bauwerkszustandsbewertung und des Bauwerkmanagements bzw. des Bauwerkerhalts über geeignete Schnittstellen“, erklärt Markus Krüger, Co-Projektleiter und Professor an der TU Graz. Bei PreMainSHM entstehen Projekte zur Erstellung digitaler Zwillinge, die nachhaltig für das Monitoring verwendet werden können. „Die digitalen Zwillinge werden bei der Komplexität auf ein Minimum beschränkt, aber dennoch enthalten sie vollumfängliche Dokumentation“, so Krüger. Das Projekt baut auf bestehende Entwicklungen der Kommunikationstechnologien auf. Durch den raschen Fortschritt bei der Prozessorleistung von Computern sind Internet of Things (IoT) Sensoren entstanden. „Diese können autonom und energieautark relevante Bauwerksparameter über mehrere Jahre aufzeichnen und auf Cloud Plattformen übertragen“, sagt Krüger.
Schwingende Brücke
Mit der Laxenburger Brücke im 10. Wiener Gemeindebezirk hat man für das Forschungsprojekt ein Demonstrationsbauwerk. Dort werden zwei Monitoringsysteme eingesetzt.
Dadurch soll eine Demonstration von Kurzzeit- und Langzeitmonitoring der Brücke gelingen. „Zu den installierten Sensoren gehören solche zur Neigungsmessung der Pendelstützen, zur Rissbreitenmessung der Stahlbetonträger sowie Sensoren zur Temperatur- und Feuchtemessung“ erklärt Krüger jene, die zum Langzeitmonitoring eingesetzt werden. Beim Kurzzeitmonitoring hingegen werden mit einem faseroptischen Messsystem Messungen zu unterschiedlichen jahreszeitlichen Bedingungen jeweils über einen Zeitraum von einer Woche durchgeführt. „Dadurch sollte es möglich sein das Schwingungsverhalten in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen, bspw. der Bauwerkstemperatur, das jahreszeitliche Atmen von Rissen oder die Funktionalität von Fugen zu beurteilen“, sagt Krüger über das Ziel. Die ersten Messkampagnen identifizierten bereits erste Reaktionen des Brückentragwerks auf Verkehrs- und Temperaturlasten. „Weitere Analysen erfolgen im laufenden Jahr“, so Krüger.
