Fachbeiträge & Interviews
Montag, 26. September 2022
Ausgabe 7707 | Nr. 269 | 22. Jahrgang
D.I.E. Baustatik Software - Einfach | Anders | Besser
Autor: Fabian Hesse
Herausgeber: bauingenieur24 Informationsdienst email-weiterempfehlendruckansicht

Wie mit BIM Schäden an Eisenbahnbrücken vorhersehbar werden

# 23.05.2022

Bundesweites Forschungsprojekt zur Bauwerkserhaltung abgeschlossen. Sensoren kommunizieren aktuelle Brückenbelastung an digitales Modell. Reaktionszeit zwischen Schadensentwicklung und Schadenserkennung verkürzt sich

Digitales Instandhaltungskonzept für Eisenbahnbrücken entwickelt

Die Instandhaltung einer Brücke (links, Bsp.: Grubentalbrücke) kann mit Hilfe ihres digitalen Zwillings (rechts) schneller und effizienter erfolgen. Bild: Marx Krontal Partner Die Instandhaltung einer Brücke (links, Bsp.: Grubentalbrücke) kann mit Hilfe ihres digitalen Zwillings (rechts) schneller und effizienter erfolgen. Bild: Marx Krontal Partner

Mit BIM soll nicht nur das Planen und Bauen digitalisiert werden. Das Building Information Modeling erleichtert auch den Betrieb und die Instandhaltung eines Bauwerks.

Im Falle von Eisenbahnbrücken steht hierfür seit Kurzem ein eigens entwickeltes Konzept zur Verfügung. Es basiert auf der Nutzung einer sensorgestützten Bauwerksüberwachung in Form eines sogenannten Structural Health Monitorings (SHM).

Im Rahmen des Forschungsprojekts DiMaRB (Digitale Instandhaltung von Eisenbahnbrücken) wurde hierfür eine Kommunikations- und Kollaborationsplattform entwickelt, auf der Schadensbilder, sämtliche Ergebnisse messtechnischer Überwachungen und weitere Informationen aus den Brückeninspektionen zentral organisiert und nutzerspezifisch dargestellt werden können.

Ziel des dreieinhalbjährigen Projektes war es, die notwendigen Prozesse für ein interdisziplinäres Grundkonzept einer digital unterstützten, prädiktiven Instandhaltung der Eisenbahninfrastruktur in Deutschland zu erarbeiten um dem derzeitigen reaktiven, problemorientierten Vorgehen zu begegnen (siehe Quellen und Verweise).

BIM-Modellierung ermöglicht frühzeitige Schadenserkennung

Als Grundlage des Instandhaltungskonzepts wurde die Plattform shBIM zur Verknüpfung von fehlerbereinigten Monitoringdaten und dem Bauwerksmodell entwickelt. Dafür wurden auf Basis konventioneller Bauwerksdaten digitale Zwillinge von zwei realen Eisenbahnbrücken (u.a. Grubentalbrücke in Thüringen, siehe Abb.), einschließlich vorhandener Schäden und installierter Sensorik, modelliert.

Die Plattform ermöglicht die bedarfsgerechte und modellorientierte Kommunikation von Informationen. Durch die Auswertung der Monitoringdaten können Zusammenhänge zwischen Belastung und aufgezeichneter Bauwerksreaktion gefunden und über die Abweichungen der Bauwerksreaktion Schäden frühzeitig erkannt werden. Zusätzlich kann die Lücke der in Intervallen aufgenommenen Zustandsinformation des Bauwerks geschlossen werden.

Wichtige Grundlage für weitere Forschungsprojekte zur Bauwerkserhaltung

Durch die Verknüpfung der Informationen auf der shBIM-Plattform entsteht die Möglichkeit, Inspektionen effizienter einzusetzen und die Reaktionszeit auf kritische Veränderungen am Bauwerk zu reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht ein KI-Ansatz die Prognose des Bauwerkszustands auf Grundlage von Bauwerks- und Inspektionsdaten.

Die Ergebnisse stellen laut Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMVD) eine essenzielle Grundlage für weitere Praxis- und Forschungsprojekte im Bereich der digitalen Instandhaltung und der Zustandsbewertung von Brücken dar, wie z.B. smartBridge Hamburg, IDA-KI, mdfBIM Plus und Hundert Plus.

Bund fördert Mobilität 4.0 mit über 1,5 Millionen Euro

Das Projekt DiMaRB wurde im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND mit insgesamt 1.530.632 Euro gefördert. Mit mFUND unterstützt das BMVD seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um datenbasierte digitale Innovationen für die Mobilität 4.0.

Das Projektkonsortium bestand aus folgenden Partnern:

  • Institut für Massivbau, Leibniz Universität Hannover
  • Institut für Massivbau, TU Dresden
  • Institut für Baumanagement, Leibniz Universität Hannover
  • Institut für Baumanagement und Digitales Bauen, RWTH Aachen University
  • MKP GmbH
  • albert.ing GmbH
  • DB Netz AG
  • Eisenbahnbundesamt
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