Austria | Germany | France | Sweden | India | USA | China | Singapore
Brückenmonitoring: Ein Schlüssel zur nachhaltigen Infrastruktur der Zukunft
News & Events | Tips & Trends | 4 Minuten Lesezeit |

Brückenmonitoring: Ein Schlüssel zur nachhaltigen Infrastruktur der Zukunft

Eine moderne Infrastruktur versetzt uns in die Lage, Mobilität nachhaltiger zu organisieren, Waren und Güter klimafreundlich zu transportieren und die Chancen der Digitalisierung zu nutzen. Darauf zu verzichten, ist keine Option.


Unsere Abhängigkeit von sicherer Infrastruktur wie Brücken und Straßen wächst aufgrund von Faktoren wie zunehmender Komplexität und Vernetzung unserer Gesellschaft und Wirtschaft. Alternde Infrastrukturen erfordern hohe Instandhaltungs- und Ersatzkosten. Mit Urbanisierung und Bevölkerungswachstum steigen die Anforderungen an diese Infrastrukturen. Zudem sind sie potenzielle Ziele für Bedrohungen, was die Notwendigkeit ihrer Sicherheit und Zuverlässigkeit unterstreicht.

Brücken spielen eine wesentliche Rolle im Straßenverkehr. Sie sind die Verbindung von Städten und Gemeinden und werden auf vielfältige Art und Weise genutzt. Damit Brücken den Anforderungen standhalten und frühzeitig auf potenzielle Schäden oder Verschlechterungen reagiert werden kann, wird fortschrittliches Brückenmonitoring immer unerlässlicher.

Brücken sind kontinuierlichen Belastungen ausgesetzt, sei es durch den Verkehr, Umwelteinflüsse oder natürliche Ereignisse wie Erdbeben. Durch ein effektives Brückenmonitoring können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt und Maßnahmen ergriffen werden, um die Sicherheit der Brücken zu gewährleisten und größere Schäden zu verhindern. Ein umfassendes Monitoring-System hilft Ingenieuren und Brückenbetreibern, die strukturelle Integrität, die Belastungsgrenzen und die Lebensdauer der Brücken zu verstehen. Oftmals ist es notwendig, das Brückenmonitoring nachträglich zu installieren. Dabei gibt es viele Herausforderungen zu bewältigen.

Typische Herausforderungen:

Schlechter Zugang zu Mess- und Inspektionspunkten:

Ein gängiges Problem sind bauliche Gegebenheiten wie schlechte Zugänglichkeiten von Koppelfugen, Tragseile oder Rissstellen. Aufwendige und lange Kabelwege, um alle Sensoren zentral anschließen zu können, gehören zu diesem Problem ebenfalls dazu. Hier spielt ein dezentraler Messtechnikaufbau seine Vorteile aus. Dazu muss ein Buskabel verlegt werden, über dass die Kommunikation stattfindet und einzelnen Messmodule mit Strom versorgt werden. Mit den Q.series X Messmodulen ist dank der eingebauten galvanischen Trennung auch die notwendige Robustheit unter schwierigen Bedingungen wie z.B. elektrifizierte Bahnstrecken gegeben. In Kombination mit dem Controller Q.station ist auch ein perfektes Timing der Signale untereinander über weite Strecken kein Problem. Für ganz komplexe Installationen sind Funklösungen eine interessante Alternative, um auch Daten im kHz-Bereich über lange Strecken zu übertragen. Mit wenigen Klicks können Wireless- Sensoren als App integriert werden und schon sind Messdatenerfassung und Übertragung per Funk zuverlässig gelöst. In Kombination mit dem Controller Q.station ist auch ein perfektes Timing der Signale untereinander über weite Strecken kein Problem. Für ganz komplexe Installationen sind Funklösungen eine interessante Alternative, um auch Daten im kHz-Bereich über lange Strecken zu übertragen. Mit wenigen Klicks können Wireless- Sensoren als App integriert werden und schon sind Messdatenerfassung und Übertragung per Funk zuverlässig gelöst.

Civil_decentral
Messsystem mit dezentralem Aufbau

Keine Stromanschluss für die Sensoren als auch für die Datenerfassung verfügbar.

Eine herausfordernde Situation besteht darin, wenn weder Stromanschlüsse für Sensoren noch für die Datenerfassung verfügbar sind.
In diesem Fall ist es empfohlen, die Messtechnik als sogenannte Off Grid Lösung zu verbauen. Dabei wird im Master Schaltschrank ein Batteriespeicher installiert und über ein Solarpanel geladen. Je nach Standort und Auslegung des Systems können auch im Winter über längere Zeit Messdaten gespeichert werden. Eine ähnlich Lösung – allerdings in viel kleinerem Maßstab – kann für Funksensoren genutzt werden. Der Nutzen hält sich nämlich in Grenzen, wenn an schlecht zugänglichen Stellen regelmäßig der Akku gewechselt werden muss.

Photovoltaik versorgt Offgrid Datenerfassungs-System
Photovoltaik versorgt Offgrid Datenerfassungs-System

Eingeschränkte Mobilfunkverbindung

Remote Monitoring bedeutet, dass niemand vor Ort ist und die Messdaten vom Büro oder der Leitstelle aus überwacht und analysiert werden sollten. Dabei ist eine gute Mobilfunkanbindung unerlässlich. Aber auch die beste Verbindung kann einmal unterbrochen sein, daher speichert der Controller alle Messdaten zusätzlich zur Speicherung in der Cloud auch zentral. Sobald die Verbindung wieder besteht, werden alle Messdaten automatisch wieder zur Cloud übertragen. Ganz ohne Benutzereingriff und ohne Datenverlust.

Damit auch bei dynamischen Messaufgaben nicht zu viele Messdaten gespeichert und übertragen werden müssen, stehen getriggerte Datenlogger zur Verfügung. Auf jedem Kontroller können bis zu 20 individuelle Datenlogger eingestellt werden, die z.B. mit einem Pre- und Post Trigger immer nur dann Messdaten mit z.B. 2kHz speichern, wenn ein LkW oder Zug die Brücke passiert. Während dieser Zeit werden z.B. nur statistische Werte wie Min, Max, Avg, rms übertragen. Das hält das Datenvolumen klein, das Budget bleibt im Rahmen und es werden nur sinnvolle Events der nachgelagerten Auswertung zur Verfügung gestellt.

Effektive Analyse und einfache Visualisierung

Effektive Analyse und einfache Visualisierung der gesammelten Daten sind weitere wichtige Herausforderungen im Bereich des Brückenmonitorings. Es ist notwendig, dass die Daten in Echtzeit ohne Verzögerung auf dem Bildschirm angezeigt werden können, unabhängig vom Standort des Betrachters. Dies erfordert eine zuverlässige und schnelle Datenübertragung sowie leistungsfähige, browserbasierte Dashboards.

Darüber hinaus müssen die gesammelten Daten mithilfe intelligenter Analysealgorithmen ausgewertet werden, um relevante Informationen und Erkenntnisse zu gewinnen. Diese Algorithmen sollten in der Lage sein, die Daten kontinuierlich zu überprüfen und bei der Überschreitung von Kennparametern sofortige Alarme an den Kunden zu senden. Dadurch können potenzielle Gefahren oder Abweichungen von kritischen Werten frühzeitig erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Die Entwicklung solcher Analyse- und Alarmfunktionen stellt eine technische Herausforderung dar, um eine effektive Nutzung der gesammelten Daten zu gewährleisten und einen Mehrwert für den Kunden zu schaffen. Die einfache Integration von Algorithmen via Python, Jupyter Lab, … erlauben eine rasche und zielführende Realisierung der Projektziele.

230530_dbnetz_header_v1
Online Datenverarbeitung und Analyse

Besprechen Sie ihr nächstes Projekt mit unseren erfahrenen Messtechnikexperten

Das Brückenmonitoring mit Hard- und Software von Gantner Instruments bietet eine umfassende sowie zuverlässige Methode, um die Sicherheit und Integrität von Brücken zu gewährleisten. Durch erwiesene Lösungen bestehend aus Stand-Alone-Datenerfassungssysteme, hochwertiger Sensoren wie z.B. von i4M oder Messotron und fortschrittlicher Datenanalyse liefert Gantner Instruments hochpräzise Informationen für eine effektive Überwachung und rechtzeitige Reaktion auf potenzielle Infrastrukturprobleme. Das ermöglicht die Verlängerung für die sichere Nutzung der Brücken auch im Fall der grenzwertigen statischen Auslastung. Durch die hohe Qualität und Innovation ist Gantner Instruments ein verlässlicher Partner für Brückenbetreiber und Ingenieure auf der ganzen Welt.

Infrastruktur und Bauwesen
End-to-End DAQ Solutions by Gantner Instruments

Entdecken Sie unsere Fallstudien Infrastruktur und Bauwesen

CS10 Structural Health Monitoring

Weitere Artikel

News & Events

Gantner Instruments hilft Flutopfern auf den Philippinen

Eine weitere schreckliche Naturkatastrophe hat ihre Spuren hinterlassen. Auf den Philippinen hat der Taifun Hayian unzähligen Menschen das Leben gekostet. Gantner Instruments hat den Wiederaufbau mit einer Spende unterstützt.

Weiter...
News & Events

Instrumentation Live, UK

GI Systems Ltd., Vertreter von Gantner Instruments, freut sich, seine Teilnahme an der Instrumentation Live ankündigen zu können, die am Mittwoch, den 17. Januar, im renommierten UK National Motorcycle Museum in Birmingham stattfindet.

Weiter...
Tipps & Trends

Schnittstelle der Q.series mit dem Moog Aerospace Test Controller

Die Menge der Daten, die bei einem Testprogramm für Flugzeugstrukturen erzeugt werden, nimmt ständig zu. Die Dichte der Lasteinleitungspunkte (Aktoren) und Sensoren (Dehnungsmessstreifen, Thermoelemente, LVDTs) an einem Prüfgegenstand nimmt immer mehr zu, und die Modellvalidierung erfordert höhere Datenabtastraten, um mehr Details zu erfassen. Die Risiken und Kosten, die mit der Validierung und Zertifizierung von Flugzeugen verbunden sind, sind beträchtlich, und die Anforderungen an eine schnelle Inbetriebnahme sind hoch. Um die Auswirkungen von Nachrüstungen in Betrieb befindlicher Flugzeuge zu minimieren, ist die Fähigkeit, Testergebnisse schnell zu generieren, entscheidend für den Erfolg eines Testprogramms.

Weiter...
Tipps & Trends

Wie Sie mit Online-Dashboards in 3 Schritten Einblick in Ihre Messdaten erhalten

Daten ermöglichen es Ingenieuren in allen Bereichen, ihre Prozesse, Initiativen und Innovationen zu verbessern, indem sie die Kraft der Erkenntnis nutzen. Die Fähigkeit, Daten von einer zunehmenden Anzahl von Sensoren zu überwachen und darauf zu reagieren, kann wie ein Minenfeld erscheinen. Daten-Dashboards haben sich zu einem der wichtigsten Werkzeuge für professionelle Ingenieure entwickelt, um ihre Messdaten in den Griff zu bekommen.

Weiter...