D-förmige Röhre ermöglicht "bahnbrechende" Bodenbewegungsmonitore

Die britischen Ingenieure von Osprey revolutionieren die Bauvermessung mit automatischen geotechnischen Monitoren aus zeitlosem Edelstahlrohr

Das kleinste D-förmige Rohr, das je von Timeless Tube hergestellt wurde, hat es dem britischen Pionierunternehmen Osprey Measurement Systems ermöglicht, ein neues Gerät zu entwickeln, das die lebenswichtige Messung von Bodenverschiebungen effizienter, effektiver und sicherer macht. Die In-Place-Extensometer (IPX) werden beim Bau von Dämmen, Ausgrabungen und im Tunnelbau eingesetzt und sind bereits bei der Überwachung des großen Infrastrukturprojekts HS2 im Einsatz.

Timeless Tube wurde in der letzten Phase der Entwicklung hinzugezogen, als die Rohringenieure die Edelstahlrohre formten, die eine robuste IPX-Elektronik ermöglichen. Die Ingenieure mussten neue Werkzeuge bauen, um das bisher kleinste Rohr von Timeless D-förmiges Rohr mit den Maßen 20×12,5×1,6 mm herzustellen.

Eine sicherere und effektivere Methode zur Messung und Erhaltung stabiler Bodenverhältnisse

Vor der Durchführung von Bau- oder Infrastrukturarbeiten sind umfangreiche Ressourcen erforderlich, um die Stabilität der Standorte zu gewährleisten und sie baureif zu machen. Der Boden ist ein unberechenbares, komplexes Material. Wenn eine große Menge an Boden zugefügt oder abgetragen wird, ist der Boden anfällig für Verdichtung oder Ausdehnung. Die Geschwindigkeit und das Ausmaß dieser Verdichtung oder Ausdehnung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung stabiler Bodenverhältnisse und den Schutz der Bauarbeiten und der nahe gelegenen Infrastruktur.

Die automatisierten IPX, die mit neuen oder vorhandenen herkömmlichen magnetischen Längenänderungsaufnehmern verwendet werden, können monatelang oder sogar jahrelang im Boden bleiben, da sie nicht mehr manuell überprüft werden müssen. Peter Scott, Geschäftsführer von Osprey, sagt: "Bis jetzt waren magnetische Dehnungsmessgeräte nicht automatisiert. Bei der Automatisierung geht es um mehr als nur den Wegfall der Arbeitskosten. Sie liefert schnellere und zuverlässigere Informationen. Sie holt die Arbeiter aus extrem risikoreichen Bereichen heraus und ermöglicht die Überwachung auch dort, wo der Zugang nicht möglich ist.", fährt Scott fort.

Messungen nahezu in Echtzeit

Die IPXs ermöglichen den stündlichen Empfang von Daten und liefern einen hervorragenden Datensatz für eine bessere Analyse in nahezu Echtzeit. Die Ingenieure werden per SMS oder E-Mail benachrichtigt, sobald ein akzeptables Maß an Bodenstabilität erreicht ist und die Arbeiten fortgesetzt werden können, oder wenn unerwartete Bewegungen auftreten, so dass sofort Maßnahmen ergriffen werden können. Dies ermöglicht einen reaktionsschnelleren Bauprozess und macht den Einsatz von Technikern überflüssig, die monatelang oder in vielen Fällen sogar jahrelang täglich oder wöchentlich manuelle Messungen vornehmen müssen.

Die einzelnen vertikalen Säulen liefern nicht nur regelmäßigere, konsistentere Daten als andere Extensometersysteme, sondern auch umfangreichere Daten, die es den Ingenieuren ermöglichen, dynamischere Beobachtungen und Vorhersagen zu machen - insbesondere in Bezug auf die Geschwindigkeit und Beschleunigung von Veränderungen oder sich ändernde Bedingungen, die durch Wettermuster oder Baustellenaktivitäten verursacht werden.

D-förmige Schläuche - eine günstige Form

Das D-förmige Rohr ermöglicht eine vollständige Abdichtung um die Elektronik im Inneren, wodurch die Gefahr des Eindringens von Wasser beseitigt wird. Das D-förmige Design minimiert auch den Platz, den der IPX innerhalb des Zugangsrohrs einnimmt, was eine reibungslosere Installation bedeutet.

Daniel Scott, leitender Ingenieur bei Osprey, erklärt: "Der IPX muss in einigen sehr unwirtlichen unterirdischen Umgebungen, bei hohem Druck und korrosivem Grundwasser zuverlässig funktionieren. Nach umfangreichen Untersuchungen und Tests stellten wir fest, dass moderne Polymere und Kohlefaserverbundwerkstoffe dieser Aufgabe nicht gewachsen sind. Es wurde klar, dass Edelstahl das richtige Material war. Wir sahen uns einige Zeit lang Standardrohrformen und -größen an, konnten aber nichts finden, was unseren speziellen Anforderungen entsprach. Wir wandten uns an Timeless Tube mit einer ziemlich offenen Anfrage nach einer Lösung und einer Liste unserer Anforderungen und Einschränkungen, einschließlich des sehr spezifischen Durchmessers, der durch die Größe des verwendeten Zugangsrohrs vorgegeben war. Die Ingenieure von Timeless Tube schlugen vor, ein D-förmiges Rohr zu formen - eine perfekte Lösung für unsere Anforderungen. Weitere Tests und Verfeinerungen führten dazu, dass die Lösung nicht nur unsere mechanischen Anforderungen (Maßhaltigkeit, Steifigkeit und Druckfestigkeit) erfüllte, sondern auch die Notwendigkeit, dass der Stahl magnetisch durchlässig sein musste."

Die Leiterplatte passt genau in die einzigartige D-förmige Röhre

Die Realisierung dieses D-förmigen Rohrs war jedoch eine technische Meisterleistung, so Tom McMillan, Geschäftsführer und Chefingenieur von Timeless Tube: "Wir sind stolz darauf, dass unser geformtes Rohr eine Lösung für dieses bedeutende neue Produkt darstellt. Es war eine Herausforderung, eine Form zu schaffen, die die Sensoren erfolgreich beherbergt. Wir haben zwar schon D-förmige Rohre für andere Anwendungen hergestellt, aber noch nie mussten die Abmessungen so klein und mit so kritischen Toleranzen sein. Das aus rostfreiem 316L-Edelstahl gefertigte Rohrgehäuse weist eine hervorragende Steifigkeit auf und ist für raue Arbeitsumgebungen geeignet."

Daniel Scott von Osprey fügt hinzu: "Die enge Zusammenarbeit mit Timeless bei der Entwicklung des Rohrprototyps war entscheidend. Da wir einen britischen Hersteller haben, der flexibel genug ist, um mit Werkzeugen und Materialien zu experimentieren, konnten wir das Produkt viel schneller auf den Markt bringen.

Viele der größeren Hersteller in Übersee wären nicht in der Lage, derartige Änderungen vorzunehmen".

Wie funktionieren die IPX-Sensoren?

Das IPX wird in einem Bohrloch in einem Zugangsrohr mit kleinem Durchmesser installiert, so dass der Platz sehr begrenzt ist. Das Gerät wird an einem Glasfaserstab befestigt, um seine vertikale Position zu sichern. In dem D-förmigen Rohr ist die Elektronik sicher untergebracht, während der Glasfaserstab entlang des Geräts laufen kann. Klemmen am oberen und unteren Ende des D-förmigen Rohrs befestigen das IPX an der Glasfaserstange.

Durch diese Konstruktion kann der IPX seitlich auf den Glasfaserstab aufgesetzt werden, was den Installationsprozess vereinfacht und eine Anpassung vor Ort ermöglicht. Ingenieure können die Sensorabstände leicht an die Gegebenheiten vor Ort anpassen und unerwartete Bodenverhältnisse berücksichtigen.

Das von den Brüdern Daniel und Peter Scott gegründete Unternehmen Osprey Measurement Systems hat dieses hochmoderne Messgerät in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich für Bau-, Umwelt- und Geomatikingenieurwesen des University College London entwickelt, wo der leitende Ingenieur Daniel Scott auch als Dozent für Reality Capture tätig ist. Die Entwicklung des IPX hat mehrere Jahre gedauert und wurde mit zusätzlicher Unterstützung des führenden Spezialisten für geotechnische Messgeräte SOCOTEC Monitoring Systems und in Zusammenarbeit mit den britischen Ingenieuren von Timeless Tube und einer im Vereinigten Königreich ansässigen Elektroniklieferkette durchgeführt.

Erfahren Sie mehr über Osprey Messsysteme.

Das D-förmige Rohr wird in der Regel für Handläufe verwendet. Erfahren Sie mehr über dieses einzigartige Profil.

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