Neue Messmethoden Autobahnbrücken werden sicherer

Bauarbeiten an Brücken sind in Deutschland mittlerweile ein gewohntes Bild. Das KIT forscht an neuen Methoden zur frühzeitigen Erkennung von Schäden.
Bauarbeiten an Brücken sind in Deutschland mittlerweile ein gewohntes Bild. Das KIT forscht an neuen Methoden zur frühzeitigen Erkennung von Schäden.

Deutschlands Fernverkehrsbrücken sind oft alt und marode. Das führt immer wieder zu Verkehrsbehinderungen und langen Staus. Neue Messmethoden sollen helfen, Schäden frühzeitig zu erkennen.

Nicht erst seit dem Einsturz einer Autobahnbrücke in Genua wird der Zustand von Fernverkehrsbrücken in Deutschland immer wieder diskutiert. Seit Jahren bilden sich aufgrund von Baumaßnahmen an Brücken immer wieder lange Staus auf Deutschlands Autobahnen. Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) entwickeln jetzt ein neuartiges Konzept zur Zustandsbestimmung von Brücken, um kleinste Veränderungen im Brückenbauwerk frühzeitig aufzuspüren.

Brücken sind in die Jahre gekommen

Der stark zunehmende Auto- und Lastwagenverkehr belastet die oft in die Jahre gekommenen Bauwerke in einem Ausmaß, das nicht abzusehen war, als sie errichtet wurden. Da Schäden an der Bausubstanz im frühen Stadium auch mit sehr großem Aufwand kaum zu erkennen sind, bleibt der tatsächliche innere Zustand einer Brücke oftmals lange unbestimmt. Sanierungsmaßnahmen werden häufig erst verspätet und unter Zeitdruck ergriffen. Um dem Problem abzuhelfen, arbeiten Forscher des KIT an einer Methode, den wahren Zustand von Brücken rechtzeitig zu ermitteln, ohne in die Bausubstanz eingreifen zu müssen.

Neue Messmethode soll helfen

Brücken nehmen im Bundesfernstraßennetz eine Gesamtlänge von knapp 40.000 Kilometern ein und überqueren dabei Bahntrassen, Gewässer oder Täler. Wird die Beschädigung von Brücken zu spät erkannt, sind oft lange Baumaßnahmen und damit einhergehende Belastungen für die Umwelt und die Region die Folge. Dr. Sina Keller vom Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung des KIT will mit dem Projekt ZEBBRA Abhilfe schaffen. Das Projekt  läuft bis 2021 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,5 Millionen Euro gefördert. Eine neue Messmethode mit Radarsensorik in Kombination mit intelligenten Algorithmen bildet das Kernstück des Projekts.

Fährt ein Fahrzeug auf eine Brücke, beginnt diese zu schwingen. Ein hochpräzises Radargerät zeichnet die Schwingungen auf. Speziell entwickelte Computer-Algorithmen analysieren die aufgezeichneten Signale, die das Schwingungsverhalten der Brücke wiedergeben. Abweichungen im Schwingungsverhalten weisen auf Schäden an Bausubstanzen hin. Veränderungen in den Bausubstanzen lassen sich so genau lokalisieren. So können Schäden an einzelnen Pfeilern oder Segmenten frühzeitig erkannt werden.

Neben der neuen Methode wollen die Forscher auch neue Instrumente einsetzen. Die leicht zu transportierenden Messgeräte können mobil vor Ort bei laufendem Betrieb und ohne Verkehrsbehinderung eingesetzt werden. Es müssen keine Sensoren fest vor Ort installiert werden. Das neue Prüfverfahren zeichnet sich durch geringe Kosten und leichte Bedienbarkeit aus und soll den Behörden die Möglichkeit geben Sanierungsmaßnahmen längerfristiger und gezielter zu planen.