TLS-Defo
Straßen, Brücken und Staudämme altern. Wie lange sind solche Bauwerke noch tragbar? Die neue Forschungsgruppe „Deformationsanalyse mit Messungen terrestrischer Laserscanner (TLS-Defo)“ (Sprecher: Heiner Kuhlmann, Universität Bonn) will bei der Beantwortung dieser Fragen einen Schritt weiterkommen.
Immer mehr Infrastrukturen wie beispielsweise Brücken oder Staudämme erreichen ihre kritische Lebenszeit. Es wird geschätzt, dass sich deutschlandweit etwa 5.000 Brücken und weltweit etwa 50.000 Staudämme in einem kritischen Zustand befinden. Als Folge dessen geht ein stark erhöhtes Gefahrenpotential von ihnen aus, dem beispielsweise durch Vollsperrungen von Brücken sowie aufwändigen und teuren Sanierungsmaßnahmen begegnet wird.
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Abb.: Die Brucher Talsperre ist eines der Testobjekte der Forschungsgruppe (Foto: IGG, Universität Bonn) |
Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forschungsgruppe „TLS-Defo“ hat sich zum Ziel gesetzt, kritisches Verhalten von Infrastrukturen frühzeitig aufzudecken, sodass rechtzeitig Instandsetzungsmaßnahmen eingeleitet werden können. Hintergrund ist, dass sich sicherheitskritisches Verhalten von Bauwerken durch kleine Verformungen bereits frühzeitig andeutet. Diese kleinen geometrischen Veränderungen, die im Bereich weniger Millimeter liegen, können mit geodätischen Messverfahren aufgedeckt werden.
Im Rahmen der neuen Forschungsgruppe kommt hierfür das terrestrische Laserscanning (TLS) zum Einsatz: Mit Hilfe eines Laserstrahls wird ein Objekt rasterförmig abgetastet. Durch gleichzeitiges Messen von Strecken und Winkeln werden Koordinaten der einzelnen abgetasteten Objektpunkte bestimmt, sodass eine räumlich hochaufgelöste geometrische Beschreibung des Objektes entsteht. Solche wiederholt erfassten Punktwolken bilden die Grundlage für die Detektion von geometrischen Veränderungen des Objektes. Im Rahmen der Forschungsgruppe werden hierbei Ansätze für die Modellierung der erfassten Punktwolken entwickelt und durch Vergleich dieser Modelle werden interpretierbare Maße für Objektveränderungen abgeleitet.
Ob es sich bei den festgestellten Veränderungen tatsächlich um Verformungen des Objektes oder um Messunsicherheiten handelt, wird im Rahmen einer Deformationsanalyse anschließend statistisch gesichert belegt. Eine möglichst realistische Bewertung der Veränderungen setzt somit Kenntnisse über das vollständige Unsicherheitsbudget von Messungen eines terrestrischen Laserscanners voraus. Hierbei handelt es sich um eine der Innovationen der Forschungsgruppe: Erstmals erfolgt eine vollständige Modellierung von Messunsicherheiten des terrestrischen Laserscanners zur Nutzung im Rahmen einer Deformationsanalyse.
Die koordinierten Forschungsarbeiten der Forschungsgruppe sind in mehreren Einzelprojekten abgebildet, die jeweils zum Gesamtzielt beitragen. Neben der Universität Bonn (Sprecher: Heiner Kuhlmann) und dem KIT sind die Leibniz Universität Hannover, die TU München und die TU Wien mit Einzelprojekten an der Forschungsgruppe beteiligt.
Für einen erfolgreichen Start der Forschungsgruppe sind wir aktuell auf der Suche nach mehreren Doktoranden/Doktorandinnen: Ausschreibung.