Most nad wzburzoną wodą - wykorzystanie skanowania laserowego do opracowania modelu nowego mostu Höllentalklamm (Wąwóz Piekieł) w niemieckich Alpach

Autor: Thomas Schock

Höllentalklamm - po polsku „Wąwóz Piekieł” - w pobliżu Garmisch-Partenkirchen to wyjątkowo naturalne widowisko na wysokości 1000 m w niemieckich Alpach. Jest to część szlaku turystycznego na szczyt Zugspitze, połączenie możliwe tylko dzięki zabytkowemu mostowi nad wąwozem, który został zbudowany w 1905 roku. Ze względu na swój wiek i zniszczenie, most i kilka kładek musiały zostać wymienione w 2020 roku. Lokalni członkowie Niemieckiego Stowarzyszenia Alpejskiego (DAV) zebrali pieniądze na projekt o wartości 250 000 euro i znaleźli dwóch kluczowych sponsorów korporacyjnych - specjalistów od infrastruktury transportowej ZÜBLIN / STRABAG i Thyssen-Krupp.

Firma STRABAG, partner Leica Geosystems, wykorzystała skaner laserowy do digitalizacji nowego mostu. Pomiary były demonstracją zdolności skanerów do działania nawet w tym „piekielnym” środowisku. Opracowane modele cyfrowe zostaną wykorzystane do przyszłej konserwacji i utrzymania obiektu.

Wymiana historycznego i uwielbianego mostu

Budowa pierwszego mostu nad wąwozem trwała 600 dni roboczych, od 1902 do 1905 roku. Imponujący wyczyn inżynieryjny, został wykonany niemal ręcznie, bez elektryczności i nowoczesnych maszyn. Dziś materiały budowlane można było dostarczyć helikopterem przynajmniej do wejścia na Höllental na wysokości 1045m. Stamtąd zespół, składający się z inżynierów Züblin / STRABAG, lokalnego przedsiębiorstwa budowlanego Floriana Dörflera i wolontariuszy DAV, musiał przeciągnąć elementy na oddalony o 200 m plac budowy. Aby przetransportować ważący ponad cztery tony most do wąskiego wąwozu, podzielono go na około 600 pojedynczych części. Niestandardowe elementy mostu i chodnika zostały prefabrykowane przez dział konstrukcji stalowych ZÜBLIN w Hosena w Brandenburgii.

Pomimo prawie perfekcyjnego planowania, kilka przeszkód było nieuniknionych. Usunięcie skały, w której zakotwiczono podpory mostu, okazało się znacznie trudniejsze i czasochłonniejsze niż się spodziewano. Budowa trwała jednak tylko cztery tygodnie. Kierownik budowy ZÜBLIN, Philipp Schön, podsumowuje: „Przygotowania i wreszcie realizacja tego projektu sponsorskiego w bardzo szczególnym otoczeniu Höllentalklamm były naprawdę fantastyczne. Zespoły różnych uczestników projektu wydajnie współpracowały, jak części dobrze naoliwionej maszyny.”

Przenośne, solidne i bardzo dokładne rozwiązanie do skanowania laserowego

Po wymianie mostu Philipp Mielke, Kierownik Grupy Technicznej w STRABAG wraz z Johannesem Zettelem i Thomasem Schockiem z Leica Geosystems użyli zarówno Leica RTC360, jak i BLK2GO, aby uchwycić cyfrowego bliźniaka nowego mostu łukowego za pomocą skanowania laserowego.

RTC360 dostarcza czystą i bardzo dokładną chmurę punktów, a jednocześnie jest bardzo przenośny. W rzeczywistości, wraz ze statywem wykonanym z włókna węglowego, zmieścił się w plecaku i został przetransportowany z parkingu do wąwozu. Jest również wytrzymały - spełnia normę IP54, dzięki czemu jest w stanie poradzić sobie z rozpryskami wody - idealny do pracy w wilgotnym środowisku górskim.

BLK2GO to ręczny skaner laserowy do obrazowania, który odtwarza przestrzenie w 3D podczas ruchu. Operator - Schock - był w stanie nosić go w jednej ręce i skanować podczas chodzenia, dzięki czemu łatwo zachować równowagę i być świadomym zagrożeń na śliskim terenie. Oprogramowanie użyte do przetwarzania danych to Leica Cyclone REGISTER 360, Leica CloudWorx, Leica TruView Enterprise oraz Leica Cyclone 3DR.

Od skanowania mostu po udostępnienie danych

Korzystając z RTC360, Schock wykonał skany w pięciu punktach: trzy skany zostały wykonane na moście, dwa po obu stronach z odległości 50 metrów, patrząc w jego kierunku. Dało to obraz zarówno mostu, jak i skał wąskiego wąwozu ze wszystkich stron. Obrazy HDR zostały wykonane skanerem przy pięciu stopniach ekspozycji, aby umożliwić kontrolę RGB w ciemnych obszarach (tunele) i jasnych obszarach (w pełnym słońcu na dużej wysokości). Mówiąc o niezwykłych warunkach, Schock mówi: „W Höllentalklamm trzeba mieć pewność siebie i głowę na karku! Ale z lekkim RTC360 wspinaczka została szybko opanowana.

Korzystając z ręcznego skanera obrazującego BLK2GO, Schock odbył kilka spacerów trwających około 10 minut, obejmujących 150-200 m terenu po każdej stronie mostu. Spacery zapewniły wystarczające nakładanie się obszarów łączeń, aby umożliwić powiązanie kolejnych trajektorii za pomocą algorytmu Cloud2Cloud, który jest dostępny w Cyclone REGISTER 360.

Po zakończeniu skanowania, Cyclone REGISTER 360 został użyty do importu, przygotowania i optymalizacji danych w celu dostarczenia zestawu danych LGS do wykorzystania w innych aplikacjach Leica Geosystems i oprogramowaniu innych firm. TruView Enterprise został wykorzystany do wizualizacji, szybkiego i łatwego udostępniania danych chmury punktów innym osobom zaangażowanym w projekt, a Leica Cyclone 3DR będzie używany do modeli wąwozu i tuneli.

Imponujące wyniki nawet w „ciasnych i ograniczonych przestrzeniach”

Projekt mostu Höllentalklamm był idealną okazją do przetestowania najnowszego sprzętu do skanowania laserowego 3D Leica Geosystems. Chociaż lokalizacja była trudno dostępna, a warunki pogodowe niesprzyjające, skanery laserowe były tam równie łatwe w użyciu, jak w standardowym skanowaniu naziemnym.

Schock mówi: „Oba skanery działały zgodnie z oczekiwaniami, a wyniki przekroczyły oczekiwania." Philipp Mielke z firmy STRABAG zgadza się: „Wyniki skanowania mostu przy użyciu RTC360 były bardzo dobre. Nie mieliśmy problemów ze skanowaniem mostu nawet w tych ciasnych i ograniczonych przestrzeniach.” Firma korzysta już z RTC360 podczas realizacji innych projektów tunelowych i budowlanych, a dalsze testy z BLK2GO są obecnie w toku lub są planowane.