Die Rheinbrücke im Zuge der Autobahn 1 bei Leverkusen wurde im Juni 2014 erneut für Fahrzeuge mit einem Gesamtgewicht von über 3,5 Tonnen gesperrt. Durch die Ablastung sollen die Schwingungen der Brücke reduziert und damit eine Ausweitung der Schäden verhindert werden. Bei den jetzt beobachteten Schäden handelt es sich um einen neuen Typus von Rissen in den Seilkammern. Auf dem Bild sind die Kabelverankerungen zu sehen.
Landesbetrieb Straßenbau Nordrhein-Westfalen
In Deutschland gibt es mehr als 38.000 Brücken. In den meisten Fällen haben sie ein Alter von 40 bis 50 Jahren. Und diese befinden sich nicht immer im besten Zustand. Mit einem neuen System lässt sich die Brückenstruktur analysieren.
Alleine in Nordrhein-Westfalen waren Ende Mai diesen Jahres 34 Brücken lastbeschränkt oder sogar ganz für den Schwertransport gesperrt. Diesen fatalen Zustand beschrieb Professor Thomas Bauer, Präsident des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie (HDB), am Tag der Deutschen Bauindustrie in Berlin. Er forderte vor diesem Hintergrund nicht nur mehr Investitionen in die Verkehrsinfrastruktur an sich, sondern vor allem auch in Brücken.
Auch auf einer im April vom Bauindustrieverband Berlin-Brandenburg organisierten Tour für Abgeordnete zu Berliner Brücken wurde deutlich, wie sanierungsbedürftig viele der Bauwerke sind. Alleine in der Hauptstadt gibt es nach Aussage von Axel Wuschel, Hauptgeschäftsführer Bauindustrieverband Berlin-Brandenburg, im HDB-Magazin „Bauindustrie aktuell“ 79 Ingenieurbauwerke, die aufgrund ihrer Schäden zeitnah saniert beziehungsweise durch einen Neubau ersetzt werden müssen.
Sensoren messen Schwingungseigenschaften
Vor diesem Hintergrund entwickelten Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in München und der Technischen Universität Darmstadt ein System, um die Struktur der Brücken zu analysieren.
Auch im Buchkapitel „Brücken im Bestand – Herausforderungen und Lösungsansätze“ heißt es: „Aufgrund des aktuell hohen Verkehrsaufkommens sowie dem prognostizierten weiteren Anstieg ist zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des Straßennetzes eine systematische statisch-konstruktive Überprüfung (Nachrechnung) des Bauwerksbestands erforderlich.“
Die Forscher des LBF und der TU Darmstadt messen nun die Vibrationen, denen Brücken im Betrieb ausgesetzt sind, bestimmen die Schwingungseigenschaften und beobachten sie über einen längeren Zeitraum. Dazu integrierten sie ein Netzwerk an hochempfindlichen Beschleunigungssensoren, die drahtlos miteinander verknüpft sind, in eine Modellbrücke.
Brückenschäden frühzeitig erkennen
Eine Modellbahn löst bei der Überfahrt die Vibrationen aus. Die Sensoren basieren auf MEMS-Chips (MicroElectroMechanical Systems), die in Anlagen des LBF mit speziell angepassten Gehäusen ausgestattet wurden.
Auf Basis der erhobenen Daten und im Vergleich mit zuvor bestimmten Referenzstrukturen erkennen die Experten Schäden bevor die Folgen möglicherweise Bahn- und Autofahrern gefährlich werden können. „Wir rechnen damit, dass die Sensoren in den kommenden Jahren sukzessive in Brücken verbaut werden und wir diese online analysieren können. Entsprechende Aktivitäten laufen auf europäischer Ebene“, sagt Projektleiter Andreas Friedmann vom LBF.