Reduzierung des Einflusses von Messfehlern in gemessenen Beschleunigungsdaten

Abstract

Eine Bauwerksüberwachung mittels Monitoringsystemen liefert Informationen, die als Entscheidungsgrundlage für geeignete Instandhaltungsmaßnahmen dienen können. Insbesondere bei dynamisch beanspruchten Stahlkonstruktionen ist die Kenntnis der Verformungen interessant, da über diese Aussagen zu lokalen Spannungskonzentrationen und folglich zu Ermüdungserscheinungen und Sprödbrüchen abgeleitet werden können. Die Verschiebungsantworten können entweder aus den direkten Verschiebungsmessungen erhalten oder durch doppelte Integration von Beschleunigungsdaten bestimmt werden. Da sich der erste Ansatz in der Anwendung als relativ aufwändig herausstellt, erscheint die Integration von Beschleunigungsaufzeichnungen zu den Verschiebungsantworten als die bessere Wahl. Die von Beschleunigungssensoren gemessenen Daten enthalten in der Regel jedoch Messfehler, die sich bei zweimaliger Integration vergrößern und zu physisch unrealistischen Verschiebungsverläufen und Verzerrungen führen. Dieser Beitrag behandelt ein Verfahren, welches mit Hilfe der Wavelet-Transformation den Einfluss von Messfehlern im Integrationsprozess vermindern kann, indem über eine sogenannte Wavelet-Energie die Grenzfrequenz abgeschätzt wird, mit der Rauschanteile herausgefiltert werden können. Die Anwendung dieses Verfahrens wird anhand von Beschleunigungsmessdaten an einer Eisenbahnbrücke demonstriert sowie die Genauigkeit der Verschiebungsabschätzung durch einen Vergleich mit parallel durchgeführten Verschiebungsmessungen bewertet.