Um die Einhaltung der strengen Toleranzen sicherzustellen, werden seit Jahrzehnten bei Tunnelprojekten mit Tübbingausbau vorab Segmente gegossen und Masterringe horizontal auf einer ebenen Fläche errichtet. Die Anforderungen an Masterringe variieren je nach Projekt und erfordern manchmal zusätzliche Betonringe als Testringe. Die Konstruktion der Masterringe ist aufwendig, riskant und kann bis zu einer Woche dauern. Bei Tunneln mit großem Durchmesser ist ein LKW-Kran erforderlich. Verschiedene Toleranzen, einschließlich Fertigungs- und Raumtoleranzen, beeinflussen das endgültige geometrische Ergebnis. Um die Gussqualität zu verbessern, ist es wichtig, sich ausschließlich auf Maßtoleranzen zu konzentrieren. Beim virtuellen Ringbau ist das möglich.

Virtuelle Masterringe können die traditionelle horizontale Montage von Tübbingringen ablösen. Durch die Verwendung von 3D-Koordinaten aus Laservermessungen können virtuelle Segmente schnell zu Ringen ‚zusammengebaut‘ werden. Die erforderliche Genauigkeit im Submillimeterbereich und die Überprüfung der Bolzenausrichtung sind dabei gewährleistet. Dieser digitale Ansatz konzentriert sich auf die Gussqualität und vermeidet die Risiken und Ungenauigkeiten der physischen Montage wie beispielsweise die fehlende Simulation von Tunnelbedingungen. VMT hat die Technologie bisher in 20 Projekten eingesetzt, darunter Thames Tideway in London und der Gotthard-Straßentunnel in der Schweiz. Beide Projekte arbeiten mit virtuellen Ringen in unterschiedlichem Umfang und demonstrieren deren Zuverlässigkeit und Effektivität.

Die 3D-Messdaten jeder Schalung bzw. jedes Tübbings werden mathematisch kombiniert, um den Ring im gebohrten Tunnel digital zu montieren, bekannt als virtueller Ringbau. Mathematische Beziehungen ermöglichen die eine dynamische Inspektion, Ausrichtung, Anpassung, Echtzeitmontage und Optimierung der Tübbingringe. Diese Beziehungen berechnen wiederholt den Abstand zwischen den Entitäten bei Bewegung, wodurch mehrere Punkte und Objekte effizient verbunden werden. Bei einem virtuellen Ring umfassen die Berechnungen das Anpassen gemessener Punkte an nominale Abmessungen und die Sicherstellung, dass keine Überlappungen an den Fugen auftreten. Die Ergebnisse, die Abweichungen und Lücken zeigen, werden grafisch dargestellt und heben Abweichungen von theoretischen Messungen hervor.

Was theoretisch klingt, bietet tatsächlich praktische Vorteile wie verbesserte Qualitätskontrolle, Beseitigung von Konstruktionsungenauigkeiten und proaktives Problemlösen. Das Verfahren zeigt die Kompatibilität von Tübbingen aus verschiedenen Schalungssätzen, reduziert Ausschuss, spart Zeit bzw. Kosten und verringert Gesundheits- und Sicherheitsrisiken für das Personal vor Ort.

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