Brückenforschung in Zeiten des Strukturwandels
So stellen sich die Wissenschaftler der TU Dresden die künftigen Versuche an der Forschungsbrücke vor. Visualisierung: Max Herbers
Bautzen. Auf einem Firmengelände in der Spreestadt startet die Technische Universität Dresden demnächst ein großangelegtes Forschungsvorhaben. Wissenschaftler wollen dort eine Versuchsbrücke errichten lassen. Die Fertigstellung ist eigenen Angaben zufolge für Mitte 2023 vorgesehen. Mit dem Projekt soll durch die Schaffung von „qualifizierten“ Arbeitsplätzen ein Beitrag zur Strukturstärkung im Lausitzer Revier geleistet werden. Dort droht in wenigen Jahren das Aus für die Kohleverstromung und damit der Verlust Tausender Jobs.
„Die dreifeldrige Spannbetonbrücke ist circa 45 Meter lang, fünf Meter breit und drei Meter hoch“, fasst der wissenschaftliche Mitarbeiter Max Herbers einige Parameter des Bauwerks zusammen. „In einem Feld sollen typische Probleme alter Brücken abgebildet werden. Die anderen beiden Felder entsprechen dem aktuellen Stand der Technik und den derzeit gültigen normativen Anforderungen.“ Die Brücke werde während ihrer Errichtung und nach dem Bau mit Sensoren ausgestattet. Im Jahr 2024 ist vorgesehen, sie soweit zu belasten, bis sich kritische Zustände einstellen. Dieses Monitoring nehme bei der Instandhaltung der alternden Infrastruktur eine wesentliche Rolle ein, lautet ein Grund, weshalb sich die TU Dresden für ein solches Unterfangen entschied. „Durch die messtechnische Überwachung lässt sich eine Verknüpfung zwischen dem realen Bauwerk und einem digitalen Zwilling ermöglichen.“ Die Herausforderung bei aktuellen Monitoring-Anwendungen liege im Umgang mit den enormen Datenmengen, die erhoben werden. Daraus könnten sich Messfehler ergeben, die wiederum Einfluss auf die Qualität des Monitorings haben.
„In unserem Projekt werden daher Algorithmen für eine automatisierte Aus- und Bewertung entwickelt, die eine Differenzierung zwischen Fehlern in der Messanlage und Schäden am Bauwerk ermöglichen. Zudem ergibt sich durch den Bau der Brücke erstmalig die Möglichkeit, die entwickelten Algorithmen an einem großmaßstäblichen Demonstratorbauwerk zu validieren“, betonte Max Herbers. Durch Belastungstests bis in den Bereich der starken Schädigung sowie eine gezielte Schädigung redundanter Messtechnik werde eine Realdatenbasis geschaffen, die für die Optimierung der Algorithmen genutzt wird. „Damit soll die Basis für ein prädiktives, vorausschauendes Instandhaltungskonzept von Infrastrukturbauwerken geschaffen werden.“ Weil sich in Zukunft auf diese Weise potenzielle Brückenschäden frühzeitig ans Tageslicht bringen lassen, könne die Lebensdauer solcher Konstruktionen erhöht und damit eine große Menge des Treibhausgases Kohlendioxid eingespart werden.
Das Vorhaben unterstützt der Bund mit rund 2,4 Millionen Euro. Die Gesamtkosten inklusive der Eigenanteile der Projektpartner betragen circa 3,9 Millionen Euro.
Den Bau der Forschungsbrücke soll das Unternehmen Hentschke Bau realisieren. Angedacht sei, diese in der Nähe des Fertigteilwerks an der Hoyerswerdaer Straße zu errichten, so Unternehmenssprecher Sven Johne. „Hentschke Bau wird im Rahmen dieses Forschungsvorhabens digitale Wartungsmodelle für Brücken erproben und weiterentwickeln, sodass diese künftig Teil des Angebotsportfolios werden können. Wenn die Marktreife erreicht ist, besteht die Möglichkeit, Brücken ab Werk mit Monitoringtools auszustatten, die vom Betreiber später aktiviert werden und so Auskunft über Brückenzustand und Belastungskennwerte per Fernabfrage liefern. Hierbei entstehen im Unternehmen Arbeitsplätze im Bereich der datengetriebenen Innovationen.“
