Zuverlässigkeitsbasierte Dauerüberwachung von Autobahnbrücken

Kollaborationspartner:

HSU, Universität der Bundeswehr in Hamburg

Projektbeschreibung:

Durch die zunehmende Verkehrsbelastung bei alternde Infrastruktur kommt der Zustandsüberwachung von Autobahnbrücken besondere Bedeutung zu. Viele Brücken wurden nach dem Krieg errichtet und nähern sich allmählich dem Ende ihrer Lebensdauer. Um eine gleichzeitige Erneuerung großer Bestandteile der Infrastruktur zu verhindern und besonders ikonische Bauwerke langfristig zu erhalten, werden ständig neue Überwachungsverfahren entwickelt, um die Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit von Bestandsbrücken über die geplante Lebensdauer hinaus zu gewährleisten. Traditionell erfolgt die Brückeninspektion alle drei bzw. sechs Jahre durch qualifiziertes Personal und zerstörungsfreie Prüfverfahren. Zunehmen werden auch permanent installierte Sensoren und automatisierte Diagnoseverfahren zur Dauerüberwachung eingesetzt, die sowohl Langzeitschäden wie Lagersetzungen als auch punktuelle Schadensereignisse durch Überbelastung, Stürme, und Hochwasser in Echtzeit registrieren. Die Dauerüberwachung von Brücken birgt dabei viele ungelöste Herausforderungen: Jede Brücke stellt ein Unikat dar, der laufende Betrieb darf nicht beeinträchtigt werden und viele Diagnoseverfahren aus dem Maschinenbau oder der Luft-und Raumfahrt erfordern Datensätze vom geschädigten Zustand zur Mustererkennung—genau diese Daten liegen in der Regel jedoch nicht vor. Folglich gibt es keine standardisierten Verfahren zur Leistungsbewertung und eingeschränkte Möglichkeiten zur Qualitätssicherung. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Beiträge zu den folgenden Forschungsfragen zu leisten:

• Wertschöpfung. Welcher volkswirtschaftliche Vorteil entsteht durch die Instrumentierung von Bauwerken?
• Leistungsbewertung. Welche Schäden können diagnostiziert werden, welche nicht?
• Sensorplatzierung. Wo sollten Sensoren platziert werden, um die Leistung des Monitoring Systems zu optimieren?
• Umwelteinflüsse.  Welchen Einfluss haben Temperatureinflüsse und andere Umwelteinflüsse auf die Messergebnisse?
• Qualitätssicherung. Wie kann man die Diagnoseverfahren zerstörungsfrei validieren?

Laufzeit: 2021-2024

Förderung: Zentrum für Digitalisierungs- und Technologieforschung der Bundeswehr (DTEC.bw)

Ansprechpartner: Dr. Alexander Mendler