Das Ziel sind smarte Brücken

Um die Lebensdauer jeder einzelnen Brücke genau berechnen zu können, haben Ingenieure Algorithmen entwickelt, die die unterschiedlichen Einflüsse an Brücken beschreiben. Eines Tages sollen die Brücken diese Berechnungen sogar selbst anstellen.

Forscher am Lehrstuhl für Massivbau der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben mathematische Modelle entwickelt, mit denen sich die Lebensdauer von Bauwerken um ein Vielfaches genauer bestimmen lässt als mit Vorgängermodellen, die meist noch auf allgemeinen Annahmen beruhen. Doch nicht jede Annahme muss nicht unbedingt an jedem Ort in Deutschland zutreffen.

Individuelle Betrachtung statt allgemeine Annahmen

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Das Team um Dr. Mark Alexander Ahrens und David Sanio setzt im Gegensatz dazu darauf, das Berechnungsmodell auf ein bestimmtes Bauwerk maßzuschneidern. Am Beispiel der Hochstraße „Pariser Straße“ im Heerdter Dreieck haben sie dies bereits zweieinhalb Jahre untersucht. Dort erfassten sie beispielsweise den aktuellen Zustand der Baumaterialien, die Verkehrsbelastung sowie die Umweltbedingungen – mit der Konzentration auf die Ermüdung des Spannstahls.

Dabei stellten sie beträchtliche Unterschiede zwischen den einzelnen Methodenansätzen fest: Mit ihrer verfeinerten Berechnungsmethode ergab sich eine 14-mal längere Lebensdauer als mit dem Vorgängermodell.

Entscheidend war dafür unter anderem, dass in Wirklichkeit weniger LKW über die Hochstraße fuhren als angenommen. Ein 40 Tonnen schwerer LKW hatte rein rechnerisch den gleichen Einfluss auf das Bauwerk wie 100.000 PKW.

Einflüsse auf Bauwerke werden genau beachtet

Durch ihre Versuche und die Zusammenarbeit mit anderen Instituten stellte das Forscherteam mit der Zeit einen Fundus an Algorithmen zusammen, die die unterschiedlichen Einflüsse an Bauwerken beschreiben. Wie erwähnt, spielen die Verkehrsbelastungen, Temperaturunterschiede und Baumaterialien dabei zum Beispiel eine Rolle.

Das Team hat es zudem geschafft, dass sich Ingenieure die Algorithmen für den jeweiligen Fall nach dem Baukastenprinzip passgenau zusammenstellen können.

Das Ziel ist die intelligente Brücke

Weitergedacht gehen die Überlegungen und Ziele sogar weit, dass Brücken diese Berechnungen in Zukunft sogar selbst anstellen können: Eine derart intelligente Brücke könnte kontinuierlich den eigenen Zustand überwachen und bei erwartenden Schäden Alarm schlagen. Doch dazu fehlen bisher noch die Langzeiterfahrungen aus der Messtechnik.