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Wenn eine bestehende Brückenkonstruktion repariert oder modifiziert werden muss, kennen Ingenieure während der ersten Bestandsaufnahme häufig noch nicht alle erforderlichen Abmessungen. Ein vor Ort scheinbar unwichtiges Maß kann sich während der Konstruktionsphase plötzlich als entscheidend erweisen und einen weiteren Vor-Ort-Termin erforderlich machen, um die fehlenden Informationen zu erfassen.

Die präzise Erfassung der tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort gehörte seit Langem zu den Herausforderungen von R. Lange, einem deutschen Unternehmen, das seit 1951 auf Stahlbau und Brückeninstandsetzung spezialisiert ist. Die Projekte umfassen häufig bestehende Bauwerke, bei denen große Abmessungen, komplexe Geometrien und schwer zugängliche Bereiche die Vermessungsarbeiten erschweren.

Um den Vermessungsprozess zu vereinfachen, suchte R. Lange nach einer praktischen Möglichkeit, bestehende Gegebenheiten vollständig in 3D zu erfassen und diese Daten anschließend für die Konstruktion zu nutzen. Die passende Lösung fand das Unternehmen in der 3D-Scanning-Technologie von FARO CREAFORM.


Eine komplexe Vermessung unter einer Brücke

Ein aktuelles Projekt betraf eine mobile Arbeitsplattform, die unter einer Brücke installiert ist und den Zugang zur Brückenunterseite für Inspektionen und kleinere Wartungsarbeiten ermöglicht.

Die Plattform wies ein wiederkehrendes Problem auf: Beim Verfahren entlang der Schienen konnte sie verklemmen. Ursache dafür waren die doppelt geflanschten Räder sowie Verwindungen der Plattform infolge von Schlupf im Antrieb. Durch diese Verwindung konnten die Spurkränze der Räder an den Schienen anliegen und blockieren.

Grundsätzlich sollte die Führung der Plattform entlang der Schienen durch horizontale Führungsrollen erfolgen. Im Gegensatz zu den doppelt geflanschten Rädern können diese Rollen selbst dann nicht verklemmen, wenn sich die Plattform nach vorne oder hinten bewegt.

Um ein Verklemmen der Räder trotz der vorhandenen Führungsrollen zu verhindern, wäre die optimale Lösung der Austausch der bestehenden Räder sowie die Installation von vier horizontalen Führungsrollen. Da der Austausch der doppelt geflanschten Räder jedoch äußerst aufwendig wäre, benötigte R. Lange zunächst ein genaues Verständnis der vorhandenen Geometrie. Dafür waren präzise 3D-Messungen der Räder, Schienen und ihrer jeweiligen Winkelbeziehungen erforderlich.

Auf Grundlage dieser Messdaten konnte das Team beurteilen, ob die Nachrüstung der horizontalen Führungsrollen ohne Radwechsel sinnvoll wäre oder ob die Spurkränze weiterhin blockieren würden, bevor die Führungsrollen die Belastung übernehmen könnten.

Die Anwendung verdeutlicht die Grenzen herkömmlicher Vermessungsmethoden, die R. Lange bislang einsetzte. Die Erfassung einzelner Maße und Winkel an komplexen Konstruktionen ist insbesondere bei großen Dimensionen und eingeschränktem Zugang schwierig. Hinzu kommt, dass sich nicht alle später benötigten Maße während der ersten Bestandsaufnahme vorhersehen lassen.

Fehlt nur eine einzige relevante Messung, kann ein weiterer Besuch vor Ort notwendig werden.


Umfassende 3D-Daten direkt auf der Baustelle

R. Lange suchte deshalb nach einem anderen Ansatz: einer praktischen und benutzerfreundlichen 3D-Messlösung, mit der sich die vorhandenen Gegebenheiten direkt auf der Baustelle dokumentieren lassen.

Das Unternehmen entschied sich für die HandySCAN 3D MAX Series aufgrund ihrer Praxistauglichkeit, ihrer Leistungsfähigkeit bei großen Strukturen und ihres attraktiven Preis-Leistungs-Verhältnisses.

Für die mobile Arbeitsplattform nutzte R. Lange den 3D-Scanner, um das Fahrwerk einschließlich der doppelt geflanschten Räder und der Schienen zu erfassen.

Anstatt jede benötigte Abmessung und jeden Winkel einzeln zu messen, konnte R. Lange die vollständige Bestandsgeometrie in 3D erfassen. Abstände, Positionen, Oberflächen und Winkel ließen sich anschließend direkt aus den erzeugten 3D-Daten auswerten.

Besonders wertvoll war dies bei den komplexen räumlichen Beziehungen zwischen Rädern und Schienen, bei denen Winkelabweichungen dreidimensional analysiert werden mussten.

Die entstandenen 3D-Daten lieferten R. Lange die geometrischen Informationen, die notwendig waren, um zu bewerten, ob die Nachrüstung horizontaler Führungsrollen ohne Austausch der vorhandenen Räder sinnvoll wäre.


Einmal messen, später mehr Fragen beantworten

Für R. Lange liegt der größte Vorteil des 3D-Scannings nicht nur darin, konventionelle Messverfahren durch eine andere Technologie zu ersetzen. Vielmehr schafft es deutlich mehr Flexibilität während des gesamten Konstruktionsprozesses. Anstatt im Vorfeld alle möglicherweise benötigten Maße zu definieren, kann das Unternehmen die vorhandene Geometrie vollständig erfassen und später jederzeit auf die 3D-Daten zurückgreifen, wenn während der Konstruktion neue Fragestellungen entstehen.

Dadurch lassen sich zusätzliche Vor-Ort-Termine zur Erfassung fehlender Messwerte reduzieren. Gleichzeitig entsteht ein vollständigeres Abbild der tatsächlichen Gegebenheiten, sodass weitere Maße und Winkel auch in späteren Projektphasen aus den vorhandenen 3D-Daten gewonnen werden können.

Bei komplexen Brückenkonstruktionen ist diese Flexibilität besonders wertvoll. Vorhandene Bauteile sind oft schwer zugänglich, und eine erneute Vermessung an derselben Stelle verursacht zusätzlichen Zeit- und Arbeitsaufwand. Ein wiederverwendbares 3D-Modell bietet Ingenieuren eine zuverlässige geometrische Grundlage, um Änderungen zu bewerten und neue Konstruktionen zu entwickeln.

Im Fall der mobilen Arbeitsplattform unterstützen dieselben 3D-Daten die technische Bewertung der vorgeschlagenen Führungsrollen, ohne dass R. Lange bereits bei der ursprünglichen Vermessung jede relevante Messgröße vorhersehen musste.


Ein neues Werkzeug für zukünftige Brückenvermessungen

Aufgrund der positiven Ergebnisse plant R. Lange, die HandySCAN 3D MAX Series künftig auch bei weiteren Vermessungsaufgaben vor Ort einzusetzen, insbesondere wenn zusätzliche Strukturen in bestehende Bauwerke integriert oder vorhandene Konstruktionen modifiziert werden müssen.

Für ein Unternehmen, das seit mehr als 75 Jahren im Stahlbau und in der Brückeninstandsetzung tätig ist, eröffnet 3D-Scanning einen praktischen neuen Weg, eine langjährige ingenieurtechnische Herausforderung zu lösen: Bestehende Gegebenheiten beim ersten Einsatz zuverlässig erfassen und die gewonnenen Informationen dann nutzen, wann und wo sie benötigt werden.

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