Okt
20
2011

Laserscanning im Tunnelbau

Tunnelbauarbeiten sind ein schwieriges Unterfangen: Der kleinste Fehler kann zeit- und kostspielig werden. Die Projektpläne sind eng gestrickt, Zeitfenster klein. Täglich müssen mehrere Kilometer erschlossen werden – und dass unter schwersten atmosphärischen Bedingungen. Wir zeigen, wie der Laserscanner in diesem Umfeld die Tunnelbauarbeiten unterstützt.

Sprengvortrieb anfällig für Fehler

Beim Tunnelbau im Gebirge wird häufig der Sprengvortrieb eingesetzt. Das Gestein wird durch Sprengungen gelöst. Das Problem: Die Bohrungen und Sprengstoffmengen können zwar im Vorfeld berechnet werden, die Ergebnisse jedoch sind ungenau. Das tatsächliche Ergebnis weicht vom theoretischen Tunnelprofil ab. Vor der Sicherung der Felswände müssen diese „Mehrausbrüche“ ausgebessert werden. Die weiteren Arbeitsschritte verzeihen keine Fehler beim Sprengen. Hydraulikhämmer lockern loses Gestein, das über Förderbänder entfernt wird. Strukturbolzen stützen den Schacht, Spritzbeton stabilisiert die Felsoberfläche. Bereits jetzt, vor der Endverkleidung der Felswände, werden der Straßenbelag oder ein Schienensystem installiert. Erst danach werden die endgültigen Verkleidungselemente aus Beton angebracht. Nun zeigt sich, ob die Tunnelwände exakt herausgearbeitet wurden: Die vorgefertigten Verkleidungselemente müssen millimetergenau passen.

Laserscanner erfasst Tunnelquerschnitt

Um sicher zu stellen, dass die Betonelemente passen, kann man jedoch nicht einfach mehr Gestein abtragen. Jeder Zentimeter zu viel im Tunnelquerschnitt würde immense Kosten nach sich ziehen. Beim Vintebro-Tunnel nahe Oslo bspw. hätte ein um einen Zentimeter größerer Tunneldurchmesser, auf die gesamten 3,6 Kilometer gerechnet, zusätzlich 5000 Tonnen Fels bedeutet. Die Alternative: Ein Laserscanner begleitet die gesamte Vortriebsarbeit. Mithilfe des Laserscanners kann nach jedem Sprengvorgang die gesamte Ausbruchsfläche vollständig erfasst werden. Da jeder Vortriebsstillstand Verzögerungen im Zeitplan nach sich zieht, ist das Zeitfenster für Vermessungen sehr klein. Der FARO Focus3D erfasst innerhalb weniger Minuten mehrere Hundert Millionen Messpunkte. Die Daten werden nach dem Scannen in einem externen Notebook abgespeichert und unmittelbar im Tunnel verarbeitet. So entsteht an Ort und Stelle eine Bestandsdokumentation des Tunnelquerschnitts. Die Ingenieure sehen sofort, an welchen Punkten der Tunnelwände sie nachbessern müssen.

Der FARO Focus3D im Tunneleinsatz

Herausforderung für Laserscanner unter Tage

Der Laserscanner wird beim Einsatz im Tunnel vor schwierige Herausforderungen gestellt: Unter Tage ist es zuweilen sehr heiß oder sehr kalt, hinzu kommt die hohe Luftfeuchtigkeit. Das Gerät muss also robust sein, gleichzeitig aber leicht genug, um die Arbeit zu begleiten. Die Tunnelbauarbeiten finden auf engem Raum statt, Geräte wie der Laserscanner müssen den gesamten Weg getragen werden. Die per Laserscanner gewonnen Daten werden genutzt, um den Tunnelquerschnitt in Bezug auf Struktureffizienz zu optimieren. Die Amberg Software TMS Tunnelscan vergleicht das tatsächliche Profil des Tunnels mit dem theoretischen Sollprofil. Anhand einer exakten Berechnung des Mehrausbruchs, können die Mineure erkennen, an welchen Stellen zu viel oder zu wenig Gestein abgetragen wurde.

Laserscanner fördern Sicherheit im Tunnelbau

Der Laserscanner unterstützt die Arbeit im Tunnelbau, da Fehler im Vortrieb frühzeitig erkannt und kostensparend beseitigt werden können. Oliver Schneider, Produkt Manager Tunnel bei Amberg Technologies hat einen weiteren Pluspunkt für Laserscanner bei der Arbeit im Tunnel ausgemacht: “Beim modernen Tunnelbau wird neben den wirtschaftlichen Aspekten ein sehr großer Wert auf die Sicherheit gelegt. Die Laserscanning Technologie hilft durch die schnelle und exakte Datenauswertung den Tunnelbau sicherer zu machen.“

Jul
25
2011

Wie die Filmbranche vom 3D-Laserscanner profitiert

Der 3D-Laserscanner Technologie sind kaum Grenzen gesetzt. Architektur und Bauingenieurswesen sind zwar die Haupteinsatzfelder der 3D-Messtechnik. Aber auch andere Branchen ziehen Nutzen aus dem Laserscannen und der 3D-Dokumentation. So z.B. die Filmwelt: Laserscanner vermessen und digitalisieren reale Schauplätze. Mit Hilfe von 3D-Dokumentation entstehen daraus am PC digitale Kulissen. Den Bearbeitungsmöglichkeiten sind danach keine Grenzen gesetzt. Wir zeigen Ihnen, wie die Filmbranche die Laserscanner Technologie einsetzt.

Wie 3D-Laserscanner die Filmwelt verändern

Filmschaffende verwenden bereits seit Ende der siebziger Jahre Computer Generated Imagery (CGI). Special Effects Künstler erstellten 3D-Kulissen allerdings lange Zeit in mühevoller Kleinarbeit. 1982 setzte „Tron“ als einer der ersten Filme maßgeblich auf CGI, ein Großteil der Szenerie war computergeneriert. Bild für Bild musste manuell gebaut werden. Animateure konstruierten 3D-Modelle mit Hilfe unzähliger Referenzfotos. Wer realistische Ergebnisse erzielen wollte, musste viel Zeit und Geld investieren. 3D-Laserscanning ändert das: Objekte oder ganze Schauplätze aus der realen Welt werden per Laserscanner optisch erfasst, vermessen und digital abgespeichert. Dieser gesamte Prozess dauert nur wenige Minuten. Gegenüber der herkömmlichen Arbeitsweise bedeutet das eine erhebliche Zeit- und damit Kostenersparnis. Die Filmemacher haben mit der neuen Technik auch andere Möglichkeiten: Die Häuserschluchten New Yorks wurden bspw. für den Film „The Day After Tomorrow“ per Laserscanner digitalisiert. Anschließend konnte das Produktionsteam am Computer ganze Stadtteile mit Wassermassen überfluten und die Stadt ins Chaos stürzen. [weiterlesen …]

Jul
13
2011

3D-Laserscanner im Denkmalschutz

Eine typische Herausforderung in der Denkmalpflege: Für die Restaurierung eines denkmalgeschützten Objekts fehlen die notwendigen Planzeichnungen. Das baufällige Gebäude kann mit herkömmlichen Vermessungsmethoden aber nicht effizient vermessen werden. Es ist eine Methode notwendig, die das Objekt schont, aber trotzdem akkurate Ergebnisse liefert. Hier hat sich die Laserscanner Technologie bewährt. Es wird gezeigt, wie denkmalgeschützte Objekte mit Hilfe des Laserscanners vermessen und aus den Messergebnissen Planzeichnungen erstellt werden. Außerdem werden weitere Vorteile der Laserscanner Technologie auf diesem Feld vorgestellt.

Per Laserscanner 3D-Dokumentation eines baufälligen Gebäudes durchführen

Mont-Saint-Michel wurde 2008 per Laserscanner vermessen
Mont-Saint-Michel wurde im Rahmen einer Restaurierung per Laserscanner vermessen

Die 570m2 große Anlage des UNESCO-Weltkulturerbes Mont-Saint-Michel wurde im Rahmen einer Restaurierung per Laserscanner vermessen. Das Restaurierungsprojekt der Klosterinsel in der Normandie ist exemplarisch für die Problematik des Denkmalschutzes. Gebäude werden im Laufe der Zeit häufig umgebaut und verändert, ohne dass Baupläne aktualisiert werden. Bei vielen denkmalgeschützten Objekten fehlen Planzeichnungen sogar gänzlich. Eine gängige Aufgabe im Denkmalschutz, wie auch beim Projekt Mont-Saint-Michel, ist es daher, eine ausführliche 3D-Dokumentation des Gebäudes zu erstellen. Diese soll als Grundlage für die Renovierungsarbeiten dienen. Ein Vermessen von Hand ist aus vielen Gründen nicht machbar: Einige Bereiche des Objekts sind aus Sicherheitsgründen nicht betretbar, anderen droht schon bei bloßer Berührung der Verfall. Laserscanner ermöglichen auch in einem solchen Umfeld das Erstellen detaillierter Pläne. Der FARO Focus3D bietet die Möglichkeit zur vollständigen und detailgetreuen 3D-Dokumentation historischer Bauwerke.

Vermessen des baufälligen Objekts per 3D-Laserscanner

Bei einem Projekt mit den Ausmaßen von Mont-Saint-Michel ist die Erstellung eines Arbeitsplans ein Muss. Jeder zu scannende Saal, jedes Objekt wird vermerkt, um sicherzustellen, dass das komplette Anwesen vermessen wird. So kann der Anwender die Positionen des Laserscanners bestimmen, von denen gescannt wird. Einmal aufgebaut, lässt sich der FARO Focus3D spielend leicht per Touch-Screen bedienen. Der Laserscanner erfasst pro Sekunde rund eine Million Messpunkte und erstellt so ein exaktes, dreidimensionales Abbild seiner Umgebung. Die Arbeit mit dem Laserscanner ist dank des intuitiven Bedienkonzepts so einfach wie bei einer Digitalkamera. [weiterlesen …]

Jul
04
2011

Bauüberwachung mit dem 3D-Laserscanner

Die Bauüberwachung ist eines der Haupteinsatzfelder des 3D-Laserscanners. Von der Überprüfung des Baugrubenaushubs angefangen bis hin zur wöchentlichen Kontrolle der Rohbauten: Der Laserscanner ermöglicht eine zeit- und kosteneffiziente Arbeiten. In regelmäßigen Soll-Ist-Vergleichen werden Abweichungen des Bauobjekts von den Bestandsplänen kontrolliert. In diesem Artikel zeigen wir, wie der Laserscanner bei der Bauüberwachung hilft und welche Vorteile der Laserscanner gegenüber herkömmlichen Messinstrumenten bietet.

Per 3D-Laserscanner die Baufortschritte eines Bürogebäudes überwachen

Laserscanner können auf Baustellen bei der Bauüberwachung helfen
Laserscanner können auf Baustellen bei der Bauüberwachung helfen

Ein Auftrag in der Baubranche könnte lauten, die Baufortschritte eines Bürokomplexes zu überwachen. Der Baugrubenaushub ist bereits erfolgt. Der Auftraggeber verlangt eine wöchentliche Dokumentation und Überwachung des Baufortschritts für die rechtliche und technische Dokumentation. Beim Objekt handelt es sich um einen modernen Entwurf mit zahlreichen Freiformflächen. Herkömmliche Messinstrumente können diese nicht flächendeckend vermessen. Laserscanner sind hierfür prädestiniert. Zudem eignen sie sich, Abweichungen des Baubestands von den Planungsunterlagen zu dokumentieren. Laserscanning spart Zeit und Kosten. Mit der passenden Software können darüber hinaus gegebenenfalls neue Pläne erstellt werden.

Die Vermessung des Objekts per 3D-Laserscanner

Im ersten Schritt werden die Standorte des Laserscanners in einem Lageplan vermerkt. Diese dienen als Orientierungspunkte, um später die Ergebnisse am PC zusammen zu setzen. Laserscanner, wie der FARO Focus3D, erfassen fast eine Million Messpunkte in einer Sekunde und erstellen so innerhalb weniger Minuten ein detailliertes, dreidimensionales Abbild der bestehenden Gegebenheiten. In der zweiten Phase der Vermessung müssen die Messdaten ausgewertet werden. Mit einer Software wie SCENE ist allerdings auch das gut möglich. [weiterlesen …]

Mai
16
2011

Case Study: Vermessung der Penicuik House Ruine via Laserscanner

Drei Jahrhunderte prägte die Clerk Family das kulturelle Leben im Schottland der frühen Neuzeit. Das Penicuik House, ihr Anwesen in Midlothian, gilt als das schönste Beispiel für palladianische Architektur in Schottland. 1899 brannte es aus, seitdem ist es dem Verfall überlassen. Der Penicuik House Preservation Trust restauriert nun das Anwesen. Zum Vermessen des Gemäuers kam ein Laser Scanner zum Einsatz. Anhand des baufälligen Objektes wurde deutlich, welche Vorteile ein berührungsloses Messverfahren bietet.

Penicuik House in Midlothian wurde via Laserscanner vermessen

Penicuik House in Midlothian wurde via Laserscanner vermessen

Vermessungsteam unterstützt mit Laserscanner Restauration der Penicuik House Ruine

Penicuik, am Stadtrand von Edinburgh gelegen, war über drei Jahrhunderte Heimat der Industriellenfamilie Clerk. Von 1761 bis 1773 errichtete Sir James Clerk auf dem Familienanwesen das Penicuik House. Der Architekturliebhaber orientierte sich an der palladianischen Architektur. Der klassizistisch geprägte Baustil hat seinen Ursprung im Italien des 16. Jahrhunderts. 1857 wurde das Gebäude erweitert, wodurch sich die Grundfläche des ursprünglichen Gebäudes mehr als verdoppelte. Nach einem Feuer im Jahr 1899 verfiel das Gebäude. Die Natur eroberte die imposante Ruine. Der Verfall und fehlende Grundrisse stellten die Restauratoren vor eine Herausforderung. Der Preservation Trusts beauftragte das Team von Geospatial Survey Solutions und Deri Jones & Associates (GSS/DJA), das Gebäude zu vermessen. Die Vermessungsingenieure nutzten dafür im vergangenen Sommer u.a. einen Laserscanner der Marke FARO.

[weiterlesen …]

Mai
16
2011

Zollstöcke waren gestern: Den Laserscannern gehört die Zukunft

Architekten und Bauingenieure benötigen für ihre Arbeit millimetergenaue Vermessungsdaten. Mit herkömmlichen Messgeräten ist das Vermessen eines Bauobjekts oder Grundstücks eine langwierige und komplexe Angelegenheit. Moderne Laser Scanner arbeiten zeitsparend und kosteneffizient – nicht nur auf dem Feld der Architektur. In unserem Laserscannerblog werden wir Ihnen diese innovative Technologie vorstellen.

Laserscanner: Vermessungstechnik von morgen

Laserscanner vermessen auch komplexe Gebilde schnell und effizient.

Laserscanner vermessen auch komplexe Gebilde schnell und effizient.

Messlatten, Nivillierungsgeräte und Theodolite waren lange Zeit die einzige Möglichkeit, Bauobjekte oder Grundstücke zu vermessen. Laser Messgeräte, die den Abstand zwischen zwei einzelnen Punkten anzeigten, vereinfachten die Vermessung. Mit modernen 3D Laserscannern ist es nun möglich, in wenigen Schritten ein reales Bauobjekt zu vermessen und in ein virtuelles Modell umzusetzen. Bis zu einer Millionen Messpunkte pro Sekunde erfassen die führenden Laserscanner. Innerhalb weniger Minuten erstellen sie ein komplexes Abbild ihrer Umgebung. Mit den Messdaten können u.a. Planzeichnungen, Grund- oder Aufrisse erstellt werden. Die Laserscanner Technologie ist schneller und kosteneffizienter als konventionelle Methoden der Dokumentation. [weiterlesen …]



Der Laserscanner Blog

Alles rund um Laserscanning, 3D-Dokumentation und 3D-Messtechnik für Architekten und Bauingenieure

RSS Feed RSS-Feed

Follow us on twitter

Follow us on twitter

Aktuelle Kommentare

    Rss-Feed