Eine Betonbrücke mit einer unten angebrachten Wartungsplattform.

Wartungsarbeiten an Brücken sind aufwendig und kostenintensiv.

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Regelmäßig macht der marode Zustand vieler Brücken in Deutschland Schlagzeilen. Ein Großteil der rund 39.000 deutschen Fernstraßenbrücken wurde in den 1960er- bis 1980er-Jahren aus Stahlbeton gebaut. Heute ist das Verkehrsaufkommen fast doppelt so hoch. Dadurch sind die Belastungen für das Material deutlich gestiegen. Zusätzlich setzen Streusalz und Witterung dem Beton stark zu.

Sanierung oder Neubau maroder Brücken führen zu hohen Kosten für Bund, Länder und Kommunen. Laut Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) sollen 2016 für Bundesfernstraßen rund 1,13 Milliarden Euro in Brückensanierung investiert werden, 2017 bereits weitere 1,22 Milliarden Euro.

Doch wann genau muss saniert oder neu gebaut werden? Und welche Methode ist kostengünstiger? Die BAM untersucht in einem interdisziplinären Forschungsprojekt mit Fachleuten für Bauwerkssicherheit und zerstörungsfreie Prüfung, wie Lebensdauer und Sicherheit von Brückenbauwerken bewertet werden können.

Prognose der Lebensdauer von Brücken

Ziel des BAM Forschungsprojektes ist es herauszufinden, wie man die Tragfähigkeit von 40 bis 50 Jahre alten Brücken weiter gewährleisten kann. Aufbauend auf einer Analyse des Ist-Zustands werden verschiedene Instandsetzungs- und Sanierungsmaßnahmen untersucht und bewertet. Die von der BAM entwickelten Monitoring-Methoden können dann als Grundlage für Kostenabschätzungen dienen. Damit leistet die BAM einen Beitrag zur Sicherheit von Brückenbauwerken und der Kalkulation von Sanierungskosten.

Durch von der BAM entwickelte moderne Sensortechnik kann der Zustand von Brücken kontinuierlich überwacht werden. Die Sensoren erfassen die Erschütterungen und Lasten, die durch den Verkehr auf den Stahlbeton wirken. Aus den Messdaten ermitteln die BAM Fachleute, wie sich Risse, Neigungen und Schwingungen auf das Material auswirken und wann eine Sanierung oder Instandhaltung notwendig wird. Das Ziel der BAM Forschung sind lange Lebensdauer und möglichst kostengünstige Maßnahmen für mehr Sicherheit.

Korrosion an einer Brücke

Die BAM forscht an innovativen Überwachungsmethoden für Brücken.

Quelle: BAM

BAM Testbrücke für Alterungsversuche

Um die innovativen Überwachungsmethoden zu erproben, baut die BAM auf ihrem Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) in Horstwalde eine Referenzbrücke für Belastungstests. Die hier gewonnenen Ergebnisse sollen die bestehenden theoretischen Rechenmodelle ergänzen.

Hier können beispielsweise faseroptische Messverfahren eingesetzt werden, bei denen mehrere Meter lange Sensoren direkt in die Referenzbrücke einbetoniert werden. Sie messen Dehnungen über die gesamte Länge des Bauwerks, die im Material unter Belastung entstehen. Signal-Analyseverfahren nehmen Signale der verschiedenen Sensoren auf, bilden Korrelationen und erkennen daraus eine Art Muster. Ändert sich das Muster, dann ist ein Schaden entstanden. Die BAM untersucht außerdem, wie zuverlässig die Sensoren sind. Ziel sind auch hier erhöhte Nutzungssicherheit und Kostensicherheit.

Mit den innovativen Überwachungsmethoden und Forschungsergebnissen der BAM kann die Sicherheit von Brücken in Zukunft kontinuierlich überwacht werden. Auftretende Schäden können rechtzeitig und kostengünstig repariert und  Prognosen für die  Lebensdauer der Brücken berechnet werden.