Kontinuierliche Verformungsüberwachung weitgespannter Hallentragwerke auf der Basis digitaler Bildverarbeitung

Um ein einfaches, robustes und kostengünstiges Verfahren zur kontinuierlichen Verformungsüberwachung von Hallentragwerken zu entwickeln, wurden die Methoden der industriellen Bildverarbeitung ins Bauwesen übertragen. Ausgewählte Punkte des Tragwerks werden mit elektronischen Kameras erfasst und ihre Abbildungen im digitalen Bild vermessen. In Laborversuchen konnte gezeigt werden, dass auf diese Weise Bewegungen von Zielpunkten auch über Distanzen im Gebäudemaßstab hinweg millimetergenau erfasst werden können.

Die Praxistauglichkeit des Verfahrens wurde im Rahmen eines Pilotprojektes erprobt. Als Objekt wurde die Dreifachturnhalle des Staffelseegymnasiums in Murnau im Landkreis Garmisch-Partenkirchen mit einem weit gespannten Dachtragwerk aus Holz ausgewählt. Nachdem in Vorversuchen vor Ort eine optimale Anordnung der Komponenten ermittelt worden war, wurde ein Verformungsmesssystem dauerhaft in der Halle installiert. Es besteht aus einer Kamera, drei Mess- und einem Referenzpunkt für jeweils jeden der vier Hauptträger. Um störende Einflüsse aus Umgebungslicht auszublenden, dienen als Mess- und Referenzpunkte LEDs, deren Strahlung im Infrarotbereich liegt. Die Kameras sind entsprechend auf diesen Spektralbereich eingestellt. Mit einem zusätzlich fest eingebauten Lasermesssystem können Kontrollmessungen durchgeführt werden. Außerdem wurde auf dem Dach der Halle eine Wetterstation mit Schneekissen installiert, um die Korrelation zwischen Klimagrößen und Verformungen beobachten zu können. Alle Daten und Prozesse sind auf einem zentralen Messcomputer mit Fernzugriff über das Internet zusammengefasst.

In Versuchen mit künstlicher Last wurde die tatsächliche Biegesteifigkeit der Hauptträger ermittelt. Auf dieser Grundlage wurden Verformungsgrenzen festgelegt, bei deren Erreichen Kontrollhandlungen vorgenommen oder Alarm ausgelöst werden soll. Für die Alarmierung wird die technische und organisatorische Infrastruktur der vorhandenen Brandmeldeanlage mit genutzt.

Die Forschungsarbeit wurde von der Impuls Bildanalyse GmbH, vom Landratsamt Garmisch-Partenkirchen und von der Sommer GmbH &Co. KG finanziell unterstützt,