Mockup

Sicherheit

Bauwerke werden so geplant, dass sie Lasten über sehr lange Zeiträume sicher abtragen. Die zu erwartenden Lasten fließen auf Basis von Modellen (z.B. Lastmodelle) in das Design ein. Brücken beispielsweise werden für eine Nutzungsdauer von 100 Jahren ausgelegt. Zunehmender Verkehr und steigende Achslasten verändern die geplante Nutzung so stark, dass manche Brücken bereits nach 30 Jahren ihr rechnerisches Lebensende erreicht haben. 

Die Abweichung zwischen kalkulierten und realen Nutzungsbedingungen erschwert Aussagen zum tatsächlichen „Gesundheitszustand“ des Bauwerks und damit auch die rechnerische Nachweisführung der Standsicherheit. Hier setzen dann gemäß Nachrechnungsrichtlinie zunehmend messtechnische Bauwerksuntersuchungen an, die reale Bauwerksdaten liefern, um die Sicherheit nachzuweisen.

Die Vorteile der messtechnischen Überwachung gegenüber der klassischen Bauwerksinspektion nach DIN 1076 sind:

  • Permanente Analyse und zeitnahe Bereitstellung von werthaltigen Informationen
  • Automatisierte und kaskadierte Meldungen und Alarme
  • Reduktion individueller Fehler, Objektivierung
  • Zustandsinformationen von nicht zugänglichen Bauwerksteilen
  • Zustandsinformationen, welche Rückschlüsse auf „das Innere“ der Bauwerke zulassen.

Die Erfassung globaler dynamischer und statischer Parameter, die Analyse von Lasten (Verkehr, Temperatur, Schnee, Feuchte) sowie die Überwachung von bereits aus dem Design bekannten Hotspots lassen somit eine Vielzahl sicherheitsrelevanter Zusatzaussagen zu. Objektivierte Sicherheitsaussagen in nahezu Echtzeit ergänzen so die alle drei Jahre erhobenen visuellen Inspektionsdaten!

Bei bereits verkehrsbeschränkten Brücken lässt sich beispielsweise die Einhaltung der Maßnahmen überprüfen, was künftig auch eine wichtige Rolle bei der intelligenten Verkehrssteuerung spielt.
Außerdem lässt sich mit Hilfe der Messtechnik die Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen überprüfen (z.B. externe Vorspannung bei Koppelfugenproblemen).

Verfügbarkeit

Schäden an Bauwerken führen nicht nur zu Sicherheitsrisiken und hohen Reparaturkosten. Oft sind Nutzungseinschränkungen unvermeidbar, damit die Bauwerke sicher weitergenutzt werden können. Geschwindigkeitsbeschränkungen, Teilsperrungen und Abstandsvorgaben sind der Anfang, es folgen langen Bauphasen und umfassende Erhaltungsmaßnahmen oder gar der kosten- und zeitintensive Ersatz durch Neubau.

Durch die permanente Überwachung typischer Kenngrößen lassen sich bestimmte Schäden (zum Beispiel Anprall) direkt erkennen. Prädiktive Ansätze gehen noch einen Schritt weiter. Aus Veränderungen des Bauwerks (Dynamik, Verformung etc.) werden erhaltende Maßnahmen abgeleitet, Schäden also vermieden und Komponenten vorausschauend getauscht, verstärkt oder gewartet. Das vermeidet Folgeschäden und verkürzt baubedingte Einschränkungen und Staus.

Sind Bau- und Sanierungsmaßnahmen erforderlich, hilft Monitoring beispielsweise, die einseitige Streckenführung auf einer Brücke zu überwachen oder temporäre Bauzustände abzusichern (auch beim Rückbau stark geschädigter Konstruktionen).

Wirtschaftlichkeit

Um Bauwerke sicher nutzen zu können, werden sie mit fortschreitendem Bauwerksalter zunehmend instandgesetzt. Es entstehen Kosten, die die Wirtschaftlichkeit des Bauwerkes stetig reduzieren. Bauwerksuntersuchungen liefern Daten insitu, wodurch sie unverzichtbarer Bestandteil von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sind.

So kann mithilfe dieser Daten im Asset Management der optimale Zeitpunkt für Reparatur, Austausch oder Erhaltungsmaßnahmen von und an Bauwerksteilen und Komponenten gefunden werden.

Daher legen immer mehr Eigentümer bei der Planung von Bauwerken die Gesamtheit der Lebensdauerkosten zugrunde. Das bedeutet, bereits bei der Bauentscheidung abzuschätzen, welche Kosten für Planung, Bau, Betrieb, Wartung und Rückbau des Bauwerks entstehen werden. Da die Kosten für Messsysteme in der Regel unter 1% des Bauvolumens liegen, ihr Nutzen bei der Reduktion von Reparaturkosten, Optimierung von Prüfintervallen, Vermeidung von Staus und Schonung der Umwelt aber erheblich ist, werden Methoden der messtechnischen Bauwerksbeurteilung sicher künftig verstärkt berücksichtigt. Den erhöhten Baukosten stehen die hohen Einsparungen beim Betrieb der Bauwerke gegenüber.