Interview Brückenmonitoring mit SHM: „Einzigartige Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messdaten“

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Brücken sind weltweit in die Jahre gekommen und oft in einem deutlich schlechteren Zustand als vermutet. Einige Schäden sind von außen sichtbar, andere betreffen das Material im Inneren der Brücke und sind somit unsichtbar. Um den genauen Zustand einer Brücke zu ermitteln und ständig zu beobachten, bieten sich Structural-Health-Monitoring-Messsysteme an. David Cornu von Kistler erklärt im Interview die Details des Brückenmonitoring.

Bauen aktuell: Herr Cornu, wie lässt sich ein aktueller Brückenzustand überhaupt herausfinden?

David Cornu: So genannte SHM-Systeme nehmen Brücken und andere Bauwerke unter die Lupe. Dafür werden Beschleunigungs- und Dehnungssensoren an Schlüsselstellen der Brücke verbaut. Das kann bereits beim Bau oder nachträglich geschehen. Die Sensoren messen Schwingungen und Veränderungen im strukturellen Verhalten der Brücke. Dehnungen, Risse oder Verschiebungen der Struktur werden so frühzeitig entdeckt. Die Messdaten gelangen über Daten-akquisitionssysteme in die cloudbasierte Datenbank und stehen überall und jederzeit zur Verfügung. Bei Abweichungen wird ein Alarm ausgelöst. Zudem lassen sich anhand der Messdaten notwendige Reparaturen vorhersagen und kosten- und zeitgünstig einplanen.

Wovon hängt ein erfolgreicher Schutz ab?

David Cornu: Entscheidend sind die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der Messdaten, die durch Störfaktoren wie Witterung und Verkehr verfälscht werden können. Deshalb setzen wir auf spezielle Sensortypen, die genau, zuverlässig, rauscharm und temperaturunempfindlich sind. Da die Distanz zwischen Sensor und Kontrollzentrum auf der Brücke häufig mehrere hundert Meter beträgt, verwenden wir zudem rauscharme Kabel und modernste Elektronik. Das Ergebnis ist eine in der Branche einzigartige Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messdaten.

Brückenmonitoring: Welche Rolle spielt die Zustandsüberwachung?

David Cornu: Sie ermöglicht Brückenbetreibern, Schutzmaßnahmen wie Verkehrsregulierungen zu ergreifen, da Verkehrslasten die Brücke ebenfalls stark beansprucht. Hierfür haben sich WIM-Systeme bewährt (Weigh In Motion), die einzeln oder zusammen mit SHM-Technologie eingesetzt werden. Sie messen über in der Fahrbahn verbaute Sensoren das Gewicht und die Geschwindigkeit der ankommenden Fahrzeuge. Stark überladene Fahrzeuge können dann je nach Möglichkeit auf eine Alternativroute geschickt, vor der Brücke gestoppt und entladen werden oder über eine sogenannte automatische Gewichtskontrolle mit einem Bußgeld belegt werden.

Brückenmonitoring: Inwieweit ist hier die Digitalisierung beteiligt?

David Cornu: Mit ihrer Hilfe erhalten die gesammelten Daten einen gemeinsamen Kontext, da alle Messdaten automatisch in die Kistler-SHM-Cloud-Software gelangen und über Cockpits und Dashboards anschaulich visualisiert und ausgewertet werden. Unsere Erfahrung zeigt, dass die Systemarchitektur für die Bereitstellung der relevanten Daten genau auf die Anforderungen der Nutzer zugeschnitten sein muss.

Wie entwickelt sich das Structural Health Monitoring?

David Cornu: SHM ist heute bereits weltweit im Einsatz. Insbesondere die Kombination aus SHM und Weigh In Motion Technologie birgt großes Potenzial, da sie Schwachstellen in der Konstruktion der Brücke erkennt und die Brücke durch eine kontinuierliche Überwachung und die Reduzierung der überladenen Fahrzeuge effektiv schützt.