28. 01. 2021
Verfasst von: Robert Hartung

Digitale Instandhaltung für Brücken

Animation eines fahrenden Zuges auf einer Brücke in 3D — Intelligente Brücken erkennen ihren Zustand selbst und geben frühzeitig Hinweise auf Schäden.

Knapp 12.000 Eisenbahnbrücken sind älter als 100 Jahre, etliche davon marode. Die Herausforderung wächst, die Verkehrssicherheit zu gewährleisten. Forschende der Leibniz Universität Hannover entwickeln ein intelligentes System, mit dem Brücken ihren Zustand selbst erkennen und frühzeitig auf Schäden hinweisen. Das optimiert die Instandhaltung.

Sensoren ermöglichen vorausschauende Wartung

Millionen Menschen fahren in Deutschland täglich über Straßen- und Eisenbahnbrücken – und können sich darauf verlassen, dass die Bauwerke halten. Doch der zeitliche und finanzielle Aufwand, die Betriebs-, Verkehrs- und Standsicherheit der Brücken aufrechtzuerhalten, steigt mit ihrem Alter. Es bedarf intelligenter Strategien, um Schlüsselbauwerke wie Brücken effizient zu betreiben, instand zu halten und Ausfallrisiken sowie deren Folgen zu reduzieren. Daran arbeiten in Hannover das Institut für Baumanagement und Digitales Bauen und das Institut für Massivbau im Projekt „DiMaRB“ (Digital Maintenance of Railway Bridges). Es wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert.

Künstliche Intelligenz trifft Vorhersagen

Die Ingenieurinnen und Ingenieure haben ein intelligentes Konzept entwickelt, das permanent Daten zum Bauwerkszustand sammelt, auswertet und in einem digitalen Abbild des realen Bauwerks organisiert. Sensoren zeichnen Bauwerksverhalten, einwirkende Kräfte und Umgebungsbedingungen auf. Verfahren der künstlichen Intelligenz bewerten anhand der umfassenden Daten des Monitoringsystems minimale Veränderungen der Bauwerksstruktur und des Tragverhaltens. Daraus ziehen sie Rückschlüsse auf den aktuellen Zustand und treffen Vorhersagen zur zukünftigen Entwicklung des Bauwerkszustands. Das Monitoring weist frühzeitig auf Schäden hin, die visuell erst viel später erkannt worden wären. Somit wandelt sich die Instandhaltung von einem reaktiven Prozess zu einem vorausschauenden.

Digitales Brückenmodell vereinfacht Kommunikation

Als weiteres Ziel des Projektes errichtet das Forschungsteam eine digitale Plattform, die die vielfältigen Kommunikationswege systematisiert und zentralisiert. Auf dieser Plattform liegt ein digitales 3D-Modell des realen Bauwerks, welches alle Informationen enthält, die für die Instandhaltung relevant sind. Hierüber können alle am Prozess der Instandhaltung Beteiligten Daten und Informationen austauschen und Entscheidungen für nötige Maßnahmen datenbasiert treffen. In Zukunft wird so die Instandhaltung aufgrund der flexibleren Überwachung deutlich wirtschaftlicher, vor allem aber wird die Infrastruktur durch die Früherkennung von drohenden Schäden verlässlicher.