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Mittwoch, 16. Januar 2019
Ausgabe 6358 | Nr. 16 | 18. Jahrgang
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Bauwerksüberwachung: Deutsche Bahn testet Einsatz von Drohnen

# 21.12.2018

Forschungsprojekt zur Erfassung des Bauwerkszustands mithilfe von unbemannten Flugsystemen und Virtual Reality läuft bis 2021. Technik soll Inspektionen effizienter machen. Bund gibt 2,2 Millionen Euro

Keine dauerhafte Tragfähigkeit ohne Bauwerksüberwachung

So genannte »Unmanned Aircraft Systems« sollen die Bauwerksüberwachung effizienter machen. Foto: Bauhaus-Universität Weimar / Norman Hallermann So genannte »Unmanned Aircraft Systems« sollen die Bauwerksüberwachung effizienter machen. Foto: Bauhaus-Universität Weimar / Norman Hallermann

Der Bauwerksüberwachung (auch Bauwerksmonitoring) kommt in Deutschland eine große Aufmerksamkeit und Bedeutung zu. Die Erfassung des allgemeinen Zustands und gegebenenfalls des Reparaturbedarfs dient zum einen dem Erhalt der Tragfähigkeit und zum anderen der Dauerhaftigkeit des jeweiligen Bauwerks.

Durch intensive Nutzung sowie vielfältige Umwelteinflüsse sind Brücken und andere Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur dauerhaft hohen Beanspruchungen ausgesetzt.

Schädigungen wie Risse, Abplatzungen oder Verformungen machen die Tragwerksbelastungen sichtbar. Nachgewiesen werden sie aber nur mittels zeit- und kostenintensiver messtechnischer Analysen.

Dazu müssen Experten bislang die entsprechenden Begutachtungen regelmäßig vor Ort durchführen. Ein effizienteres Prüfverfahren will man nun mithilfe digitaler Technologien erreichen. Gleichzeitig soll die Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit von alternden Brücken und Stützbauwerken erhöht werden.

Automatisierte Schadenserkennung durch Luftbilder

"Durch kontinuierliches Monitoring mittels Sensoren in Verbindung mit einer Schadenserfassung durch Luftbilder und automatisierter Schadenserkennung kann der Zustand von Brücken und anderer Infrastruktur effizienter überwacht werden", erklärt Guido Morgenthal von der Bauhaus-Universität Weimar. Er ist Projektleiter im Verbundprojekt "AISTEC" zur Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien.

Alterungsschäden könnten dadurch schneller erkannt und Instandhaltungsmaßnahmen eingeleitet werden, bevor Sperrungen oder sogar der Abriss des Bauwerkes nötig würden, so Morgenthals optimistische Prognose.

Sensoren am Bauwerk überwachen Bauwerkszustand

Ausgangspunkt der digitalen Inspektion von Bauwerken soll die fotografische Erfassung des Infrastrukturbauwerkes mithilfe von Drohnen bzw. so genannten Unmanned Aircraft Systems (UAS) sein.

Diese mit hochauflösenden Kameras ausgestatteten Flugsysteme würden das Bauwerk systematisch auf festgelegten sowie optimierten Routen scannen und Bild- und Thermographiedaten zur Ermittlung des Bauwerkszustandes erfassen. Über fest verbaute hochsensible Sensoren am Bauwerk sollen zusätzliche Parameter dauerhaft überwacht werden.

Virtual-Reality-Systeme ermöglichen Begutachtung aus der Ferne

Aus den gesammelten Bilddaten lassen sich schließlich digitale 3D-Modelle des Bauwerkes erzeugen. Darin auftretende Schadensmuster könnten mittels Bildanalyse automatisch erkannt und deren Wirkung auf das Tragverhalten über computergestützte Simulationen errechnet werden.

Mithilfe von Virtual-Reality-Systemen werden die Messdaten anschließend visualisiert, wodurch eine Begutachtung durch Experten aus der Ferne ermöglicht wird. Die Methoden sollen an Referenzobjekten der Deutschen Bahn prototypisch umgesetzt und praktisch erprobt werden, um deren Eignung nachzuweisen.

Das Verbundprojekt »AISTEC«

wird mit 2,2 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und ist Teil der Maßnahme "KMU-innovativ: Forschung für die zivile Sicherheit". Das Projekt startete im September 2018 und läuft bis August 2021.

Projektpartner:

  • Bauhaus-Universität Weimar
  • Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
  • Deutsche Bahn Netz AG, Frankfurt am Main
  • Leonhardt, Andrä und Partner Beratende Ingenieure VBI AG, Erfurt

Assoziierte Partner:

  • Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), Bergisch-Gladbach
  • Intel Deutschland GmbH, Krailling
  • Thüringer Landesamt für Bau und Verkehr, Erfurt
  • SOFiSTiK AG, Oberschleißheim GEPA mbH, München
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