Bochumer Ingenieure verfeinern Modell zur Lebensdauerberechnung von Brücken

(17.5.2015) Die Lebensdauer von Brücken soll sich dank einem verfeinerten mathe­matischen Berechnungsmodell in Zukunft genauer einschätzen lassen. Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum arbeiten jetzt mit lokalen Gegebenheiten, anstatt nur mit ge­mittelten Standardwerten wie bisher.

David Sanio am Prüfstand für Ermüdungsversuche an der RUB © RUBIN, Foto: Gorczany (Bild vergrößern)

Neues Modell verspricht 14-mal längere Lebensdauer

Um vorhandene Rechenmodelle zur Bestimmung der Lebensdauer von Brücken zu ver­bessern, hat ein Team um Dr. Mark Alexander Ahrens und David Sanio vom Lehrstuhl für Massivbau an der RUB zweieinhalb Jahre lang am Beispiel der Hochstraße „Pariser Straße“ im Heerdter Dreieck (siehe Bing-Maps) geforscht.

Gesucht war eine genauere, maßgeschneiderte Prognose der Lebensdauer der Brücke, indem statt allgemeiner Annahmen, beispielsweise zur Zahl der täglich überquerenden LKWs, ortsspezifische Faktoren zugrunde gelegt wurden. Nach dem neuen Ansatz re­sultierte eine 14-mal längere Lebensdauer als mit dem Vorgängermodell.

Entscheidend für diese große Diskrepanz war unter anderem, dass in Wirklichkeit we­niger LKW über die Hochstraße fuhren als die allgemeinen Modelle annahmen - und ein 40 Tonnen schwerer LKW hatte rein rechnerisch den gleichen Einfluss auf das Bauwerk wie 100.000 PKW.

Fernziel: „die intelligente Brücke“

Durch die Versuche am Lehrstuhl für Massivbau und auch die Kooperation mit anderen Instituten ergab sich nach und nach ein Fundus an Algorithmen für unterschiedliche Einflüsse auf Bauwerke. Verkehrsbelastung, Temperaturunterschiede und Baumateria­lien spielen zum Beispiel eine Rolle.

Ermüdungsbruch einer Spannstahlprobe © RUBIN, Foto: Gorczany (Bild vergrößern)

Wie aus einem Baukasten können sich die Ingenieure die Algorithmen für den konkre­ten Einzelfall passgenau zusammenstellen. Ziel ist, dass intelligente Brücken der Zu­kunft kontinuierlich den eigenen Zustand selbst überwachen und Alarm schlagen, wenn sich größere Schäden abzeichnen. Dafür bedarf es aber zunächst insbesondere einer Langzeiterfahrung mit der Messtechnik.