DBU fördert Erforschung automatisierter Beurteilungsmethoden für Brücken

(30.6.2025) Sanierungsbedürftige Brücken und damit verbundene Sperrungen belasten den Verkehr und verursachen hohe CO₂-Emissionen und Kosten. Früh erkannte Schäden könnten mit geringerem Aufwand beseitigt werden. Ein vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) durchgeführtes und von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördertes Projekt untersucht daher automatisierte Überwachungsmethoden mittels Schwingungsmessung.

Allein 4.000 Brücken stark belasteter Autobahnen müssen dringend saniert werden. (Bild: baulinks/AO) 

4.000 Brücken im Kernnetz dringend sanierungsbedürftig

Etwa 40.000 Brücken gehören zum deutschen Fernstraßennetz, 86% davon bestehen aus Stahl- oder Spannbeton. Viele wurden in den 1960er- und 1970er-Jahren gebaut und sind für heutige Verkehrsbelastungen nicht ausgelegt. Besonders der Schwerlastverkehr beschleunigt die Materialermüdung. Rund 4.000 Brücken im Kernnetz gelten laut Bundesprogramm als akut sanierungsbedürftig.

„Wir brauchen im Brückenbau Methoden, um eine jetzt schon drohende Welle an Generalüberholungen abzumildern”, sagt DBU-Generalsekretär Alexander Bonde. Die Produktion von Zement sei stark CO₂-intensiv. „Wenn Schäden frühzeitiger repariert werden, entlastet das Verkehr, Umwelt und Gesundheit.”

Kontrollen bislang aufwendig und begrenzt

Brückenprüfungen erfolgen in festen Intervallen, sind aber zeit- und personalintensiv. „Erfahrene Ingenieure untersuchen die Bauwerke, von denen viele von innen begehbar sind, und vermerken Auffälligkeiten und Schäden”, erklärt Prof. Dr.-Ing. Alexander Stark vom KIT. Nicht alle Schäden seien dabei sichtbar – etwa unter Asphalt oder im Inneren der Bauwerke. Sonderprüfungen mit Drohnen, Sensoren oder Simulationen würden meist nur Teilbereiche erfassen und seien nur begrenzt einsetzbar.
„Wir benötigen daher dringend praxisnahe automatisierte Echtzeitüberwachungsmethoden für Brücken, die effektiv den Ort und die Größe eines Schadens melden können”, so Alexander Stark.

Schäden erfassen ohne Sperrung

Im Projekt wird ein System entwickelt, das mit Hilfe von Beschleunigungssensoren Veränderungen im Schwingungsverhalten registriert. „Jedes Tragwerk hat ein charakteristisches Schwingungsverhalten [...]. Entstehen nennenswerte Risse im Beton, verändert sich die Steifigkeit und damit auch das Schwingungsverhalten”, so Alexander Stark. Ziel ist es, Rissbildungen frühzeitig zu lokalisieren – ohne Tempolimits oder Sperrungen. „Neben der Gewährleistung einer zuverlässigen und sicheren Infrastruktur spart das zusätzlich Treibhausgase und Ressourcen ein”, sagt DBU-Fachreferent Franz-Peter Heidenreich.

Sensorik als Ziel

Das Projekt legt die technischen Grundlagen. In einer späteren Phase ist die Umsetzung mit Industriepartnern geplant. „Wir wollen die Vorrausetzungen schaffen, dass die Straßenbauverwaltungen Brücken mit Sensoren ausstatten können und ein effektives Werkzeug zur automatisierten Bewertung an die Hand bekommen”, sagt Alexander Stark.