Verformungsmessungen mit optischen Glasfasersensoren: Fid-Bau Portal

Verformungsmessungen mit optischen Glasfasersensoren

Die derzeit für eine periodische Überwachung von Bauwerken benutzten Methoden (wie z. B. die Triangulation, Wasserpegel oder mechanische Extensometer) sind oft schwierig in der Anwendung und erfordern die Anwesenheit einer oder mehrerer Fachkräfte. Die Komplexität und die daraus entstehenden hohen Kosten haben eine Einschränkung der periodisch durchzuführenden Kontrollen zur Folge. Die räumliche Auflösung ist im allgemeinen schwach und nur bei der Feststellung von Anomalien im allgemeinen Verhalten wird man eine detailliertere und genauere Analyse vornehmen. Es existiert also ein realer Bedarf an Verfahren, die eine automatische und permanente Überwachung im Inneren der Struktur mit höchster Präzision und einer befriedigenden räumlichen Auflösung ermöglichen. Hier hat sich das Konzept der intelligenten Struktur (Smart Structure) in vielen Bereichen des Ingenieurwesens als wirksam erwiesen. Diese Strukturart ist mit einem internen Netz von Glasfasersensoren ausgestattet, das die Überwachung unterschiedlicher kritischen Parameter (Deformation, Temperatur, Druck, Leckageortung, Intrusion und so weiter) für die Sicherheit oder für eine wirksame Planung der Unterhaltsarbeiten ermöglicht. Der Bedarf an Verfahren, die eine automatische und permanente Überwachung im Inneren der Struktur mit höchster Präzision und mit einer befriedigenden räumlichen Auflösung ermöglichen, hat zur Entwicklung des Meßsystems SOFO (Surveillance d'Ouvrages par Fibres Optiques) geführt. Das Messsystem wurde an der Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) entwickelt und mit industriellen Partnern getestet. Danach wurde auch das SOFO Dynamic Meßsystem für dynamische Messungen von 0 Hz bis 1000 Hz entwickelt. Die Methode SOFO beruht auf dem Prinzip der Interferometrie in niederer Kohärenz. Glasfasersensoren weisen gegenüber herkömmlichen Meßmethoden erhebliche Vorteile auf: hohe Präzision, niedrige Kosten der Messungen, großes Spektrum meßbarer Parameter, Unempfindlichkeit gegenüber Temperatur, elektromagnetischen Feldern (Hochspannungsleitungen, Züge, Gewitter) und Korrosion. Weitere Vorteile sind die kleinen Abmessungen, die Flexibilität in der Anwendung und die große Menge an Informationen, die gewonnen werden kann. Die Anwendung des Konzeptes der intelligenten Struktur im Bauwesen erschließt neue Wege auf dem Gebiet der kurz- und langfristigen Überwachung von Bauwerken wie Brücken, Tunneln, Staumauern, Landepisten, größeren Überdeckungen, Geostrukturen, Fels- und Bodenmechanik, historischen Denkmälern und so weiter.