Die Universität der Bundeswehr München (UniBw M) hat bemerkenswerte Fortschritte in der Risikovorhersage erzielt, indem sie die Software-Tools 4C und QUEENS entwickelt hat. Diese Werkzeuge sollen helfen, Risiken wie Brückeneinstürze durch computergestützte Simulationen zu erkennen. Dr.-Ing. Matthias Mayr und Dr.-Ing. Sebastian Brandstäter, Mitglieder der Arbeitsgruppe Computergestützte Simulation am Institut für Mathematik und Computergestützte Simulation (IMCS), leiten diese wichtige Initiative [UniBw M] berichtet, dass ….
Mit einer umfassenden Zusammenarbeit, die mittlerweile drei Akteure weltweit umfasst, wurde die open-source Software so konzipiert, dass Forscher und Ingenieure sie anpassen und verwenden können. Ein aktuelles Beispiel für die Bedeutung dieser Technologie ist der Brückeneinsturz der Dresdner Carolabrücke, der im September 2024 stattfand und auf Risiken wie Materialermüdung und hohe Verkehrslasten hinweist.
Die Herausforderungen des Brückenbaus
Die Diskussion über Brückeneinstürze und die damit verbundenen Risiken ist nicht neu. Eine bereits 1977 veröffentlichte Theorie von Sibly und Walker beschreibt einen 30-Jahre-Zyklus, nach dem alle drei Jahrzehnten ein Brückeneinsturz auftritt, der Auswirkungen auf den Brückenbau hat. Laut der weiteren Forschung von Petroski sind solche Einstürze häufig das Resultat von Kommunikationsproblemen innerhalb von Ingenieurbüros und der Überschreitung bisheriger Bemessungsgrenzen [trid.trb.org] berichtet, dass ….
Im letzten Drittel der Boom-Periode des Brückenbaus, insbesondere in wirtschaftlich starken Phasen, kommt es oft zu einem Anstieg der Einsturzfälle. Dies steht im Zusammenhang mit einer signifikanten Veränderung der Alters- und Ausbildungsstrukturen der Bauingenieure, die möglicherweise zu Lern- und Vergessenskurven führen. Auch wenn es Indizien für den genannten 30-Jahre-Zyklus gibt, gibt es bislang keinen endgültigen Beweis.
Intelligente Bauwerke und ihre Bedeutung
Die Notwendigkeit, einen fundierten Überblick über den Zustand von Brücken zu erhalten, ist unumstritten. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) verfolgt das Ziel, ein zuverlässigkeitsbasiertes Zustandsbewertungsverfahren für intelligente Brücken zu entwickeln. Solche Verfahren sind essenziell, um die Wartung von Brücken strategisch zu planen und ihre Sicherheit zu gewährleisten. [BASt] berichtet, dass ….
Ein wichtiges Element dieser Strategie ist die Entwicklung eines echtzeitbasierten Zuverlässigkeitsmodells, das an die speziellen Anforderungen des Brückenbaus angepasst ist. Fallstudien zur Korrosion von Bewehrungen und zur Ermüdung von Stahlbrücken sind Teil dieser umfassenden Analyse. Es wird ein Modell entwickelt, das sämtliche relevanten Parameter zur Zustandsbewertung berücksichtigt, inklusive материалов und Nutzung.
Die Integration dieser intelligenten Systeme in die Planung und Inspektion von Brücken bietet die Möglichkeit, Anpassungen in Echtzeit vorzunehmen und die allgemeine Sicherheit und Zuverlässigkeit dieser kritischen Infrastrukturen zu gewährleisten. Zukünftige Forschungen basierend auf diesen Modellen werden eine weitere Verbesserung der praktischen Anwendung dieser Technologien ermöglichen.