P-1326P-1326

P 1326 – Inspektion, Überwachung und Dokumentation von stahlbaulichen Strukturen

30,00 zzgl. MwSt

ISBN: 978-3-96780-029-6 Artikelnummer: 433f1200ce7b Kategorien: ,

Beschreibung

P 1326 – Inspektion, Überwachung und Dokumentation von stahlbaulichen Strukturen

Infrastrukturbauwerke sowie Hallenbauten werden für eine langfristige Nutzung geplant, die im Verlauf ihrer planmäßigen Nutzung einer Degradation unterliegen. Durch die hohe und vielseitige Beanspruchung dieser Bauwerke sind gebrauchsbedingte Schäden unabdingbar. Werden Mängel und Schäden zeitnah entdeckt und direkt instandgesetzt, kann der gute Zustand der Bauwerke für ihre gesamte Nutzungsdauer erhalten werden. Hierbei helfen Bauwerksprüfungen in regelmäßigen zeitlichen Abständen, die in der Regel zeit- und personalintensiv sind und mit Beschränkungen der Bauwerksnutzung während der Bauwerksprüfung verbunden sind.
Im vorliegenden Forschungsprojekt wurde die Idee einer automatisierten Zustandserfassung durch Befliegung von Bauwerken mit unbemannten Flugobjekten (UAV) erarbeitet. Eine nachfolgende automatisierte 2D/3D-Bildverarbeitung und Bildauswertung bis hin zur Ergänzung der digitalen  Bauwerksakte mit Schadens- und Mängelanzeigen sowie Handlungsanweisungen ergänzen eine digitalisierte und automatisierte Bauwerksprüfung. Damit soll in Zukunft eine effiziente und im engen zeitlichen Abstand stehende Prüfung von Bauwerken ermöglicht werden, die die Entdeckung und  Instandsetzung von Schäden und Mängeln in einem frühen Stadium zulässt.
Dafür wurden Stahlbaustrukturen (Hallen und Brücken), flugtaugliche Bereiche sowie vorkommende sichtbare Schäden untersucht. Es folgte ein Schadenskatalog als Grundlage für die Inspektion von stahlbaulichen Strukturen mit Bewertungen für unterschiedliche Ausprägungen der an Stahl  vorkommenden Schädigungen. Aus Sicht der automatisierten Bilddatenverarbeitung fand eine Analyse zur Schadensbeschreibung und Abweichung vom Normalzustand sowie eine Definition dieses statt. Dafür wurden Methoden zur automatisierten Auswertung und Klassifikation von Schadensstrukturen auf Basis von Bilddaten entwickelt. Darauf basierend konnte ein Verfahren zur Bewertung der einzelnen Schäden sowie des gesamten Bauwerkes erarbeitet werden. Parallel wurden das UAV-System, eine Navigationslösung auf Basis einer 3D-Routenplanung sowie ein Multisensorsystem, entwickelt. Für  die Durchführung der Inspektion erfolgte die Analyse und Integration geeigneter Sensorik sowie die Integration eines Sicherheitskonzeptes. Das schlussendlich erarbeitete Verfahren zur Rückführung und Darstellung der Ergebnisse in einem 3D-Modell liefert dem Prüfer ein Werkzeug für die Inspektion  stahlbaulicher Strukturen. Das oben genannte Forschungsziel konnte somit erreicht werden.
Der volkswirtschaftliche Schaden für die Bundesrepublik Deutschland durch sanierungsbedürftige Brücken sowie damit einhergehender Staubildung durch (Teil-) Sperrungen der Verkehrswege kann so reduziert werden. Dieser Problematik kann mit einer Brückeninspektion mittels UAV entgegengewirkt  werden, indem Schädigungen frühzeitiger erkannt werden und somit schneller entgegengewirkt werden kann (Präventivstrategie). Auch für die Prüfingenieure, stets als KMU vertreten, würde sich ein derartig unterstützter Prüfvorgang eines Brücken- bzw. verkehrstechnischen Bauwerks vereinfachen und  beschleunigen lassen. Der Prüfvorgang würde nicht mehr tagelang mehrere Mitarbeiter in Anspruch nehmen, die Wirtschaftlichkeit und Produktivität des KMUs kann somit steigen. Der sonst nötige Einsatz von Behelfsmitteln wie Hubsteigern oder Brückenuntersichtgeräten wird reduziert und somit auch  das gefährdete Arbeiten für das Personal. Zudem handelt es sich um ein neues Produktportfolio, welches der Prüfingenieur den zahlreichen Brückenbauherren anbieten kann. Auch werden so die Bauherren von Hallenbauten angesprochen, wo derzeit eine Bauwerksprüfung nicht vorgeschrieben ist. Durch eine schnellere und somit günstigere Inspektion durch Befliegung werden einige Hallenbesitzer häufiger oder überhaupt prüfen lassen als es derzeit der Fall ist.
Insgesamt trägt dieses Verfahren zu einer völlig neuartigen Bauwerksbewertung im Bauwesen bei und verknüpft das Bauwesen mit seinen vorrangig als KMU arbeitenden Unternehmen mit modernster Technologie und der Industrie 4.0.

Veröffentlichung:
2021

Autoren:
Prof. Dr.-Ing. W. Flügge, Dipl.-Ing. F. Gierschner, M.Sc. T. Ambrosat, M.Sc. A. Hundrup, Priv.-Doz. Dr. F. Weichert