Structural Intelligence im Bereich Brückenmonitoring – Intelligente Echtzeit-Überwachung, Structural Health Monitoring (SHM) und Strukturanalyse von Brücken

Das Verkehrsaufkommen steigt, insbesondere der Schwerlastverkehr nimmt deutlich zu. Gleichzeitig haben immer mehr Brücken in Deutschland altersbedingte Schäden oder sind nicht für die hohe Belastung ausgelegt. Während also Bedarf und Beanspruchung steigen, sinkt die Verfügbarkeit. Aus Kostengründen können viele der Bestandsbrücken allerdings nicht zeitnah durch Neubauten ersetzt werden. Es gilt also Lösungen zu finden, die eine sichere Überfahrt weiterhin gewährleisten ohne dabei hohe zusätzliche Kosten zu verursachen.

Schäden frühzeitig erkennen, Wartungsarbeiten optimieren, Nutzungsdauer verlängern

Entsprechend DIN 1076 müssen Brücken in regelmäßigen Abständen geprüft werden. So erfolgt im Wesentlichen alle sechs Jahre eine „handnahe Hauptprüfung“, drei Jahre danach eine visuelle „Einfache Prüfung“ – jeweils hinsichtlich Standsicherheit, Verkehrssicherheit und Dauerhaftigkeit – ergänzt durch jährliche Besichtigungen sowie fallweise veranlasste Sonderprüfungen. Für ein Brückenmonitoring in der Zwischenzeit gibt es bisher keine gesetzlichen Vorschriften, Normen oder Richtlinien. Dies führt häufig dazu, dass entstehende Schäden und Schwachstellen erst (zu) spät entdeckt werden, was wiederum nicht nur höhere Wartungs- und Sanierungskosten, sondern auch erhebliche Sicherheitsrisiken nach sich ziehen kann.

Die dauerhafte Überwachung des statischen und dynamischen Eigenverhaltens (SHM) unter Berücksichtigung von Anzahl und Art der Überfahrten sowie der Umgebungsbedingungen (Structural Intelligence) hat folgende Ziele:

  • Gesteigerte Sicherheit und Zuverlässigkeit (kontinuierliche Zustandsbewertung durch die Auswertung der erhobenen Daten mittels intelligenter Algorithmen, kurze Reaktionszeiten, Meldungs- und Alarmierungskonzept)
     
  • Erhöhte Verfügbarkeit und verlängerte Nutzungsdauer der Brücken (Vermeidung von Nutzungsbeschränkungen, gezielte Steuerung des Bau- und Sanierungsbedarfes, Echtzeit-Verkehrssteuerung)
     
  • Langfristig wirtschaftliche und effiziente Nutzung (Optimierung von Wartungsaktivitäten, gezielte Mittelvergabe, Schonung von Personalressourcen).

Die Vorteile von Structural Intelligence im Bereich Brücke auf einen Blick:

Erhöhung der Verfügbarkeit

Verringerung der Lebenszykluskosten

Verlängerung der Lebens- bzw. Nutzungsdauer ohne Sicherheitseinbußen

Reduktion von Wartungs- und Instandhaltungskosten

Wir haben uns auf Brücken spezialisiert: Dienstleistungen und Systeme aus einer Hand

Basierend auf all unserer Erfahrung in der Überwachung von komplexen Strukturen (z. B. Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen) und unserer über viele Jahre aufgebauten Kernkompetenz im Bereich der Datenverarbeitung (Structural Intelligence) entwickeln wir auch für Brücken maßgeschneiderte Structural Health Monitoring-Konzepte (SHM).

Wir bieten Brückenmonitoring-Lösungen über den gesamten Lebenszyklus der Brücke hinweg an. Unser Mess-Konzept für Kurzzeitmessungen und Dauerüberwachung ist modular aufgebaut: Aus einem Pool von hochwertigen und erprobten Sensoren und Messgeräten können wir Ihnen ein individuell auf Ihr Projekt zugeschnittenes Messsystem zusammenstellen. Die Datenanalyse erfolgt mit intelligenten Algorithmen unter Einbezug von Betriebs- und Umgebungsbedingungen. Das Ergebnis sind konkrete Handlungsempfehlungen, die dazu beitragen, die Verfügbarkeit zu erhöhen und die Nutzungsdauer zu verlängern. Darüber hinaus können wir in unserem Monitoring Intelligence Center MIC.Bridge auch Reporting und Visualisierung der Daten übernehmen.

Der Monitoring-Prozess

Mögliche Anwendungsgebiete

  • Abnahmemessung/Nullmessung:
    Um Vergleichswerte für spätere Messungen zu haben und Mängel frühzeitig zu erkennen, ermitteln wir bereits zu Beginn des Lebenszyklus alle relevanten Kenngrößen, darunter Einwirkungen durch Verkehr, Temperatur oder Wind sowie Widerstände (Beschleunigung, Dehnung, Neigung).
     
  • Monitoring zur Unterstützung der Nachweisführung:
    Um einen möglichst kontinuierlichen Betrieb ohne Ausfälle und Störungen sicherzustellen und die Betriebsdauer der Brücke zu verlängern, liefern wir fehlende Kennwerte für die kritischen Nachweise und begleiten messtechnisch die notwendigen Ertüchtigungsmaßnahmen.
     
  • Bauzustandsüberwachung:
    Um den sicheren Betrieb der Brückenbaustelle zu gewährleisten und den Baufortschritt zu kontrollieren, validieren wir gerechnete temporäre Bauzustände durch Messung der dazugehörigen Parameter (auch beim Rückbau).
     
  • Schadensmonitoring (z.B. im Rahmen von Nachrechnungen):
    Bei spezifischen Problemen und Schäden (z.B. Koppelfugenproblemen, Spannungsrisskorrosion, gerissenen Spanngliedern) überwachen wir den Schadensverlauf. Dies ist die Basis für die Entwicklung von effektiven Gegenmaßnahmen und hilft nach abgeschlossener Ertüchtigung, die Wirksamkeit der Maßnahmen zu überprüfen.

Kontaktieren Sie mich gerne persönlich

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Ich berate Sie gerne beim Erarbeiten eines individuellen Überwachungskonzepts für ihr Projekt im Bereich Civil Engineering sowie bei Fragen rund um unser Angebot an Produkten und Dienstleistungen im Bereich Structural Intelligence.

Jens Kühne

+49 931 49708240
kuehne@woelfel.de
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Structural Intelligence im Bereich Civil Engineering – Intelligente Echtzeit-Überwachung, Structural Health Monitoring (SHM) und Strukturanalyse von Bauwerken

Die Lebensdauer von Bauwerken ist nur schwer vorhersehbar, da Belastungen stark variieren und die Abnutzung nicht geradlinig verläuft. Auslegung und tatsächliche Beanspruchung weichen meist voneinander ab. Dies stellt eine große Herausforderung dar – sowohl für die Ingenieure, die für die Sicherheit der Baustruktur verantwortlich sind, als auch für die Verantwortlichen bezüglich Betrieb und Wartung.

Schäden frühzeitig erkennen, Wartungsarbeiten optimieren, Nutzungsdauer verlängern

Um den Zustand der Bauwerke zu kontrollieren und Reparaturen besser planen zu können, werden Überwachungssysteme eingesetzt, die die dynamischen Lasten sowie die daraus resultierenden Beanspruchungen und Reaktionen kontinuierlich erfassen.

Unsere Systeme erfassen allerdings nicht nur Rohdaten, sondern analysieren vielmehr den gesamten Zustand des Bauwerks unter Berücksichtigung der Betriebs- und Umgebungsbedingungen mit Hilfe von intelligenten Algorithmen (Structural Intelligence). Auf dieser Basis können anschließend konkrete Handlungsanweisungen für den Anwender abgeleitet werden. Wie genau unsere Systeme arbeiten und warum Sie Structural Intelligence einsetzen sollten erfahren Sie hier.

Unser Leistungsportfolio im Bereich Civil Engineering:

Klassische Überwachung (z. B. von Tunneln, Stützbauwerken, Lärmschutzbauwerken)

  • Erfassung und Bewertung des realen Bauwerkszustands
  • Aufzeigen von Schäden und Schwachstellen
  • Erfassung der Bauwerkslasten (Verkehrslasten, Wetter, dynamische Lasten, Belastung der Komponenten)
  • Überwachung von Schäden beziehungsweise Schwachstellen kritischer Komponenten (z.B. Brückenlager, Fahrbahnübergänge, Tragseile, Spannglieder)

Auswertung mit Hilfe von Structural Intelligence

  • Berechnung der Restlebensdauer
  • Verlängerung der Lebensdauer durch frühzeitiges Erkennen von Schäden und Optimierung des Betriebs
  • Optimierung der Inspektions- und Wartungsarbeiten sowie -intervalle (gezielte Wartung kritischer Komponenten)

Die Analyse und Visualisierung der erhobenen Daten erfolgt in unserem Monitoring Intelligence Center MIC.Construction.


Kontaktieren Sie mich gerne persönlich

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Ich berate Sie gerne beim Erarbeiten eines individuellen Überwachungskonzepts für ihr Projekt im Bereich Civil Engineering sowie bei Fragen rund um unser Angebot an Produkten und Dienstleistungen im Bereich Structural Intelligence.

Dr.-Ing. Max Gündel

+49 931 49708205
guendel@woelfel.de
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MIC.Bridge und MIC.Construction – Webportale zur Fernüberwachung von Brücken und anderen Bauwerken

Unsere Monitoring Intelligence Center MIC.Bridge und MIC.Construction sind für die Fernüberwachung von Brücken und anderen Bauwerken sowie Baustellen entwickelt worden. Hier werden umfassende Informationen über die Struktur selbst sowie deren Betriebs- und Umgebungsbedingungen mit intelligenten Algorithmen ausgewertet und dem Anwender übersichtlich zur Verfügung gestellt. Er kann auf den ersten Blick erkennen, ob Grenzwerte eingehalten werden, ob und wo ein Problem auftritt, was die Ursache hierfür sein kann und welche Maßnahmen einzuleiten sind, um den Fehler zu beheben oder ein Fortschreiten zu verhindern. Es werden konkrete Handlungsempfehlungen formuliert, die dazu beitragen, die Nutzungsdauer des Bauwerks zu verlängern und die Verfügbarkeit zu erhöhen.

Grundlage für die Datenerfassung ist ein maßgeschneidertes SHM-Konzept. Die Auswertung und Archivierung der erhobenen Daten erfolgt automatisch. Die aufbereiteten Informationen werden dem Anwender in einem Dashboard zur Verfügung gestellt, Reports können auf Basis von verschiedenen Vorlagen erstellt oder individuell konfiguriert werden. Zusätzlich können Alarme definiert werden. Optional kann eine permanente Überwachung des Systems durch unsere erfahrenen Ingenieure erfolgen.


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Ich berate Sie gerne beim Erarbeiten eines individuellen Überwachungskonzepts für ihr Projekt im Bereich Civil Engineering sowie bei Fragen rund um unser Angebot an Produkten und Dienstleistungen im Bereich Structural Intelligence.

Dr.-Ing. Max Gündel

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