Brücken verstehen – in Echtzeit

Heute überwachen Infrastrukturbetreiber Brücken vor allem durch visuelle Inspektionen und normbasierte Nachrechnungen zur Führung der erforderlichen Nachweise. Fachpersonen beurteilen Schäden anhand definierter Zustandsklassen,wiederkehrender Inspektionszyklen und punktueller Messungen. Diese Praxis ist etabliert, stösst jedoch zunehmend an ihre Grenzen: Sie liefert keine Echtzeitdaten, ist teilweise subjektiv und basiertauf konservativen Sicherheitsannahmen. Dadurch entstehen oft hohe Kosten, weil Brücken vorsorglich verstärkt oder ersetzt werden, obwohl ihre tatsächliche Restlebensdauer höher wäre. Seltene Inspektionsintervalle, heterogene Bauweisen und begrenzte Kapazitäten verschärfen diese Herausforderungen weiter.

Potenzial datenbasierter Brückenüberwachung

Vor diesem Hintergrund gewinnt datenbasiertes Monitoring an Bedeutung. Die Instandhaltung von Brücken wird in den kommenden Jahren teurer. Damit Betreiber ihre knappen Ressourcen gezielt einsetzen können, brauchen sie ein genaues Bild vom Zustand ihrer Bauwerke. Datenbasierte Überwachung und entsprechende Vorhersagen schaffen dafür die Grundlage und liefern zentrale Mehrwerte:

• Sicherheit: Datenbasiertes Monitoring ermöglichtes, Schäden und Gefährdungen frühzeitig zu erkennen und damit die Sicherheit deutlich zu erhöhen.
• Lebensdauer: Kontinuierliche Messdaten zeigen, wie lange eine Brücke tatsächlich sicher betrieben werden kann, wodurch unnötige Eingriffe vermieden und Bauemissionen reduziert werden.
• Wirtschaftlichkeit: Präzise Zustandsdaten helfen, Investitionen zielgerichtet zu planen und Kosten zu sparen, indem übertriebene Verstärkungen oder Ersatzneubauten vermieden werden.
• Portfoliosteuerung: Betreiber können Brücken objektiv vergleichen, Prioritäten besser setzen und den gesamten Bestand effizienter und strategischer bewirtschaften.

Neue technologische Entwicklungen ermöglichen es, diese Mehrwerte systematisch zu realisieren. Moderne Sensoren messen Schwingungen, Verformungen, Dehnungen und daraus abgeleitete Spannungen im Betrieb und erfassen gleichzeitig relevante Verkehrsdaten wie Anzahl, Gewicht, Geschwindigkeit und Typ von durchfahrenden Zügen. Damit lassen sich Belastungsprofile und Ermüdungsprozesse einer Brücke realistisch und kontinuierlich bestimmen. KI-gestützte Verfahren unterstützen die Mustererkennung, identifizieren Anomalien und passen ingenieurtechnische Modelle an die tatsächlichen Daten an.

Voraussetzungen datenbasierter Monitoringsysteme

Datenbasierte Monitoringansätze stellen Infrastrukturbetreiber aber auch vor neue technische und organisatorische Anforderungen:

• Datenmanagement: Infrastrukturbetreiber müssen grosse Datenmengen zuverlässig erfassen, speichern und verarbeiten, damit keine Informationslücken oder Fehlinterpretationen entstehen.
• Datenqualität und Kalibrierung: Sensoren müssen regelmässig kalibriert und Umwelteinflüsse korrekt berücksichtigt werden, damit die gewonnenen Messdaten aussagekräftig und belastbar bleiben.
• Kompetenzaufbau: Infrastrukturbetreiber und Ingenieurbüros benötigen neue Fähigkeiten im Umgang mit daten- und KI-basierten Modellen, um Messergebnisse richtig zu interpretieren und in Entscheidungen zu überführen.
• Systembetrieb: Sensorik, Energieversorgung und Datenübertragung müssen dauerhaft stabil funktionieren, da Störungen oder Ausfälle den Nutzen des Monitorings deutlich einschränken können.

Diese Punkte zeigen, dass datenbasiertes Monitoring ein grosses Potenzial eröffnet, dessen Wirkung jedoch erst dann voll zur Geltung kommt, wenn Infrastrukturbetreiber über die notwendigen technischen Systeme, Prozesse und Kompetenzen verfügen. Dauerhaftes Monitoring ermöglicht damit einen Paradigmenwechsel: weg von konservativen Annahmen, hin zu präzisen, kontinuierlich erhobenen Zustandsdaten. Für Infrastrukturbetreiber bedeutet dies nicht nur eine höhere Sicherheit und eine bessere Planung, sondern auch eine verlässliche Grundlage für strategische Entscheidungen über Erhalt, Verstärkung oder Ersatz einzelner Brücken. So lässt sich langfristig ein robusteres, kosteneffizienteres und nachhaltigeres Portfolio aufbauen.