Das an der Hochschule Mainz entwickelte optische Messverfahren MoDiTa (Modulare Digitaltachymeter) verknüpft High-End Industriekameras modular und flexibel mit motorisierten geodätischen Präzisionstachymetern. Das System erlaubt automatische, bildbasierte Zielungen, wodurch ein hochfrequentes Aufnehmen von Bewegungen ermöglicht wird.
Die Master-Projektgruppe SHM (Structural Health Monitoring) mit Linda Staiger, Yannik Werner und Simon Ziegler beschäftigte sich mit der Erprobung von MoDiTa im Zusammenhang mit Deformationsmessungen an Brückenbauwerken mit Genauigkeiten im Submillimeterbereich.
Schwerlasttransport Wildgrabenbrücke
Die ersten realitätsgetreuen Testmessungen fanden an der Wildgrabenbrücke (Pariser Straße, Mainz) statt. Dabei wurde die 95 Meter lange Brücke bei der Überfahrt eines 40 Meter langen und 90 Tonnen schweren Schwerlasttransporters auf Deformationen untersucht. Mit Genehmigung der Stadt Mainz und in Kooperation mit der Polizei Mainz wurde ein Testfeld mit Targets mittig auf der Brücke angebracht. Aufgrund des hohen Kontrastes dienen diese als Absicherung, falls natürliche Merkmale aufgrund der schwierigen Lichtverhältnisse bei Nacht nicht detektiert werden können. Die Überfahrt des Schwertransporters fand in der Nacht des 22.11.2020 um 03.30 Uhr. Zur Absicherung gegen den möglichen Ausfall eines Systems wurden zwei MoDiTa-Messsysteme gleichzeitig verwendet. Per Funk-Durchsage der Polizei konnten die Messungen gezielt einige Sekunden vor dem Passieren des Schwertransporters ausgelöst werden.
Skizze des Versuchsaufbaus
Während der 90-sekündige aufgezeichneten Sequenz passierten zunächst ein PKW, dann der Schwertransporter und zum Schluss ein Sicherungsfahrzeug die Brücke. Auf Zuruf wurde die Messung der MS50 und der TS60 zeitgleich gestartet und beendet. Dabei wurden insgesamt vier verschiedene Targets beobachtet: Zwei Reflexfolien, ein schwarz-weiß Target und ein natürliches Merkmal. Sie wurden für die Messung mit einer leistungsstarken Taschenlampe punktuell ausgeleuchtet. Die Belichtungseinstellungen der Industriekameras wurden aufgrund der Dunkelheit so gewählt, dass pro Sekunde jeweils 1,6 Mal ein Wert aufgezeichnet wurde.
Targets an der Brücke
Beleuchtung der Targets
Die Auswertung der Messungen verdeutlicht, dass mit beiden Messsystemen zueinander passende Ergebnisse erzielt werden konnten. Sowohl der Schwerlasttransporter als auch die Begleitfahrzeuge konnten in der Auswertung eindeutig identifiziert werden. Es zeigte sich jedoch auch, dass durch die hohe Belichtungszeit von 0,6 Sekunden nicht hochfrequent genug aufgezeichnet wurde und deshalb keine genaue Aussage über die maximale Deformation der Brücke getroffen werden kann. Insgesamt ist die erste Testmessung jedoch als positiv zu bewerten, da mit beiden Messystemen sowohl natürliche als auch angebrachte Merkmale bei schwierigen Lichtverhältnissen ausgewertet werden können.
Wir danken der Stadt und der Polizei Mainz für die spontane Ermöglichung dieser Messung.
