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19.06.2015 | Bauphysik | Im Fokus | Onlineartikel

Vibrationen in Brücken und Gebäuden sichtbar gemacht

Autor:
Christoph Berger

Große Bauten sind ständigen kleinen Schwingungen ausgesetzt, die mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind. Forschern des Massachusetts Institute of Technology ist es nun durch die Kombination verschiedener Technologien gelungen, diese Schwingungen sichtbar zu machen.

Auch wenn große Strukturen starr erscheinen, befinden sie sich meist in Schwingung, beispielsweise aufgrund von Wind und Regen. Abhängig von der Schwingungsfrequenz können Rückschlüsse auf die Instabilität oder auf strukturelle Schäden der Bauten gezogen werden.

Wie MIT News berichtet, ist es Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) gelungen, genau diese Schwingungen sichtbar zu machen. Dazu kombinierten sie Video- mit IT-Techniken – High-Speed-Video wurde mit vergrößerten Bewegungen, einem technischen Verfahren der IT, verbunden.

IT- und Videotechnik werden miteinander verbunden

Youtube / Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Der Code zerlegt dabei die Bilder des Hochleistungsvideos in Umfang und Phasensignale, die später wieder zum Aufbau des Videobilds verbunden werden. Die sichtbaren Bewegungen von Gegenständen werden dabei bei bestimmten Frequenzen vergrößert.

In Laborversuchen entdeckten die Wissenschaftlern auf diese Weise winzige Vibrationen in einem Stahlbalken und PVC-Rohr. Die gewonnen Daten verglichen sie mit denen von Beschleunigungsmessern und Messgeräten zur Quantifizierung mechanischer Schwingungen, Laser-Vibrometern – sehr genaue, aber auch teure Techniken zur Infrastrukturüberwachung. Zumal ein einzelner Beschleunigungsmesser immer nur einen einzelnen Punkt entlang der Struktur misst, das Messen mit Laser-Vibrometern sehr zeitaufwendig ist.

Preiswertere und schnellere Alternative

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Die von den MIT-Forschern entwickelte Technik ist nach Aussage von Oral Buyukozturk, Professor für Bauingenieurwesen und Umwelttechnik an der amerikanischen Universität, preiswerter und schneller. Außerdem sei es ein Vorteil, dass es sich, wie Laser-Vibrometer auch, um eine Nicht-Kontakt-Sensortechnologie handle, die mit Applikationen für Mobiltelefone kombiniert werden könne.

Buyukozturk sieht in der von ihm mitentwickelte Methode Anwendungsmöglichkeiten bei der Überwachung von Gebäuden und Brücken – auch bei der Inspektion von Pipelines könne sie nützlich sein. So sei der Kreisumfang eines Rohrs symmetrisch. Gebe es jedoch einen Defekt, würde das Rohr nicht mehr inder bekannten Frequenz vibrieren. So könnten Schäden aufgedeckt werden. Bekannt sein müsse daher immer die Grundschwingung.

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