Luftbild der Maintalbrücke Gemünden
Quelle: BAM, Fachbereich Ingenieurbau
Die Industriestaaten besitzen einen großen Bestand an alternden Infrastrukturbauwerken, die bei steigenden Lasten und alternder Materialien mit immer weniger Fachkräften Instand gehalten werden müssen. Unterschiedliche digitale Technologien befinden sich in der Forschung und Entwicklung um die Infrastruktureigner bei dieser Aufgabe zu unterstützen. Offen ist, wie die Technologien möglichst zielgerichtet miteinander verknüpft werden können. Im BMBF-geförderten Projekt „Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien“ (AISTEC) untersuchten Forscher*innen des Fachbereichs 7.2 Ingenieurbau, Abteilung 7 Bauwerkssicherheit, der BAM zusammen mit Partnern der Bauhaus-Universität Weimar (BUW), dem Ingenieurbüro Leonhardt, Andrä und Partner und der Deutschen Bahn, wie digitale Technologien im Sinne eines Gesamtkonzepts für Bauwerksmonitoring und -inspektion eingesetzt werden können.
An der Maintalbrücke Gemünden implementierten Forscher*innen der BAM ein sensorbasiertes Dauermonitoring. Die Partnern der BUW führten bildbasierte Inspektionen mittels mit Kameras ausgestattete Drohnen (Engl.: unmanned aerial systems – UAS) durch. Die resultierenden Daten wurden jeweils mit digitalen Bauwerksmodellen verknüpft. Durch die UAS-Erstbefliegung wurde ein Geometriemodell erstellt, dass zur Übersicht, zur weiteren Flugroutenplanung und für die Erstellung von Simulationsmodellen herangezogen wird. Anhand der Daten des sensorbasierten Dauermonitorings wurde ein Tragwerksmodell kalibriert. Zudem können diese Daten als Grundlage für eine kontinuierliche Anomalieerkennung dienen. Im Falle einer Anomalie – als Indikator für einen potenziellen Schaden – können sowohl UAS-Sonderinspektionen als auch erweiterte Diagnose mittels Belastungsfahrten ausgelöst werden. Im Projekt wurden die Belastungsfahrten zur Validierung des kalibrierten Tragwerksmodells genutzt.
Die Anwendung unterschiedlicher digitaler Technogien an einem Bauwerk hat die Potenziale der einzelnen Technologien aufgezeigt. Die bildbasierten UAS-Inspektionen bieten räumlich hochaufgelöste Informationen zu einzelnen Befliegungs-Zeitpunkten und ergänzen sich gut mit dem sensorbasierten Dauermonitoring, das zeitlich hochaufgelöste Informationen bereitstellt. Der nächste Schritt der Forschung ist die vertiefte Integration der verschiedenen Technologien um das Management alternder Infrastrukturbauwerke noch besser zu unterstützen.
Simon, P.; Helmrich, M.; Herrmann, R.; Schneider, R.; Baeßler, M.; Lorelli, S.; Morgenthal, G. (2022) Maintalbrücke Gemünden: Bauwerksmonitoring und -identifikation aus einem Guss. Bautechnik 99, H. 3, S. 163–172. https://doi.org/10.1002/bate.202100102
BAM Abteilung Bauwerkssicherheit
BAM Fachbereich Ingenieurbau