.Im Zuge des Betriebs und der Erhaltung von Tunnelbauwerken des Bundesfernstraßennetzes resultieren erhöhte Anforderungen für den Betreiber bzw. für das Betriebspersonal. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf eine sichere Tunnelnutzung als auch bezüglich der immer wichtiger werdenden ökonomischen Optimierung im Hinblick auf die Lebenszykluskosten des gesamten Bauwerks und der Aufrechterhaltung bzw. der Erhöhung seiner Verfügbarkeit im Netz.
Ein Ansatz, der in Zeiten zunehmender Digitalisierung und durch politische Initiativen wie den BMVI-Stufenplan an Bedeutung gewinnt, ist die kooperative Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM). Dadurch sollen einzelne Betriebsprozesse auf Basis eines digitalen Modells optimiert bzw. effizienter gestaltet werden. Ein BIM-basiertes Betriebsmodell wird dabei in der Regel im Zuge eines Handover-Prozesses (dt.: Übergabe) aus einem Ausführungs-bzw. As-built-Modell abgeleitet. Bisherige Entwicklungen zeigen jedoch, dass derzeit der Fokus verstärkt im Bereich der Planung und Ausführung von Tunnelbauwerken liegt und betriebliche bzw. erhaltungstechnische Aspekte weitestgehend nicht berücksichtigt werden.
Daher wurden im Forschungsprojekt die Grundlagen für ein BIM-basiertes Betriebsmodell von Straßentunnel entwickelt. Hierzu wurden zu einem bereits bestehenden, modelltheoretischen Grundsätze analysiert und ergänzend dazu, Anforderungen von Bauherren und Betreibern unter Berücksichti-gung der betrieblichen Aspekte während des Lebenszyklus erfasst. Darauf aufbauen wurden für einzelne Anwendungsfälle die Informationsanforderungen für ein BIMbasiertes Betriebs-und Erhaltungsmanagement abgeleitet und ein komplemetäres Datenmodell – basierend auf dem IFC-Standard – entwickelt. Die Ergebnisse wurden anhand eines Demonstrator-Modells veranschaulicht und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-28
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.Im Zuge des Betriebs und der Erhaltung von Tunnelbauwerken des Bundesfernstraßennetzes resultieren erhöhte Anforderungen für den Betreiber bzw. für das Betriebspersonal. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf eine sichere Tunnelnutzung als auch bezüglich der immer wichtiger werdenden ökonomischen Optimierung im Hinblick auf die Lebenszykluskosten des gesamten Bauwerks und der Aufrechterhaltung bzw. der Erhöhung seiner Verfügbarkeit im Netz.
Ein Ansatz, der in Zeiten zunehmender Digitalisierung und durch politische Initiativen wie den BMVI-Stufenplan an Bedeutung gewinnt, ist die kooperative Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM). Dadurch sollen einzelne Betriebsprozesse auf Basis eines digitalen Modells optimiert bzw. effizienter gestaltet werden. Ein BIM-basiertes Betriebsmodell wird dabei in der Regel im Zuge eines Handover-Prozesses (dt.: Übergabe) aus einem Ausführungs-bzw. As-built-Modell abgeleitet. Bisherige Entwicklungen zeigen jedoch, dass derzeit der Fokus verstärkt im Bereich der Planung und Ausführung von Tunnelbauwerken liegt und betriebliche bzw. erhaltungstechnische Aspekte weitestgehend nicht berücksichtigt werden.
Daher wurden im Forschungsprojekt die Grundlagen für ein BIM-basiertes Betriebsmodell von Straßentunnel entwickelt. Hierzu wurden zu einem bereits bestehenden, modelltheoretischen Grundsätze analysiert und ergänzend dazu, Anforderungen von Bauherren und Betreibern unter Berücksichti-gung der betrieblichen Aspekte während des Lebenszyklus erfasst. Darauf aufbauen wurden für einzelne Anwendungsfälle die Informationsanforderungen für ein BIMbasiertes Betriebs-und Erhaltungsmanagement abgeleitet und ein komplemetäres Datenmodell – basierend auf dem IFC-Standard – entwickelt. Die Ergebnisse wurden anhand eines Demonstrator-Modells veranschaulicht und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-28
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.Im Zuge des Betriebs und der Erhaltung von Tunnelbauwerken des Bundesfernstraßennetzes resultieren erhöhte Anforderungen für den Betreiber bzw. für das Betriebspersonal. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf eine sichere Tunnelnutzung als auch bezüglich der immer wichtiger werdenden ökonomischen Optimierung im Hinblick auf die Lebenszykluskosten des gesamten Bauwerks und der Aufrechterhaltung bzw. der Erhöhung seiner Verfügbarkeit im Netz.
Ein Ansatz, der in Zeiten zunehmender Digitalisierung und durch politische Initiativen wie den BMVI-Stufenplan an Bedeutung gewinnt, ist die kooperative Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM). Dadurch sollen einzelne Betriebsprozesse auf Basis eines digitalen Modells optimiert bzw. effizienter gestaltet werden. Ein BIM-basiertes Betriebsmodell wird dabei in der Regel im Zuge eines Handover-Prozesses (dt.: Übergabe) aus einem Ausführungs-bzw. As-built-Modell abgeleitet. Bisherige Entwicklungen zeigen jedoch, dass derzeit der Fokus verstärkt im Bereich der Planung und Ausführung von Tunnelbauwerken liegt und betriebliche bzw. erhaltungstechnische Aspekte weitestgehend nicht berücksichtigt werden.
Daher wurden im Forschungsprojekt die Grundlagen für ein BIM-basiertes Betriebsmodell von Straßentunnel entwickelt. Hierzu wurden zu einem bereits bestehenden, modelltheoretischen Grundsätze analysiert und ergänzend dazu, Anforderungen von Bauherren und Betreibern unter Berücksichti-gung der betrieblichen Aspekte während des Lebenszyklus erfasst. Darauf aufbauen wurden für einzelne Anwendungsfälle die Informationsanforderungen für ein BIMbasiertes Betriebs-und Erhaltungsmanagement abgeleitet und ein komplemetäres Datenmodell – basierend auf dem IFC-Standard – entwickelt. Die Ergebnisse wurden anhand eines Demonstrator-Modells veranschaulicht und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-28
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.Im Zuge des Betriebs und der Erhaltung von Tunnelbauwerken des Bundesfernstraßennetzes resultieren erhöhte Anforderungen für den Betreiber bzw. für das Betriebspersonal. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf eine sichere Tunnelnutzung als auch bezüglich der immer wichtiger werdenden ökonomischen Optimierung im Hinblick auf die Lebenszykluskosten des gesamten Bauwerks und der Aufrechterhaltung bzw. der Erhöhung seiner Verfügbarkeit im Netz.
Ein Ansatz, der in Zeiten zunehmender Digitalisierung und durch politische Initiativen wie den BMVI-Stufenplan an Bedeutung gewinnt, ist die kooperative Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM). Dadurch sollen einzelne Betriebsprozesse auf Basis eines digitalen Modells optimiert bzw. effizienter gestaltet werden. Ein BIM-basiertes Betriebsmodell wird dabei in der Regel im Zuge eines Handover-Prozesses (dt.: Übergabe) aus einem Ausführungs-bzw. As-built-Modell abgeleitet. Bisherige Entwicklungen zeigen jedoch, dass derzeit der Fokus verstärkt im Bereich der Planung und Ausführung von Tunnelbauwerken liegt und betriebliche bzw. erhaltungstechnische Aspekte weitestgehend nicht berücksichtigt werden.
Daher wurden im Forschungsprojekt die Grundlagen für ein BIM-basiertes Betriebsmodell von Straßentunnel entwickelt. Hierzu wurden zu einem bereits bestehenden, modelltheoretischen Grundsätze analysiert und ergänzend dazu, Anforderungen von Bauherren und Betreibern unter Berücksichti-gung der betrieblichen Aspekte während des Lebenszyklus erfasst. Darauf aufbauen wurden für einzelne Anwendungsfälle die Informationsanforderungen für ein BIMbasiertes Betriebs-und Erhaltungsmanagement abgeleitet und ein komplemetäres Datenmodell – basierend auf dem IFC-Standard – entwickelt. Die Ergebnisse wurden anhand eines Demonstrator-Modells veranschaulicht und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-28
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Der Band "Aufgaben und Lösungen" ist Bestandteil der vierbändigen Reihe "Statik im Bauwesen". Die Aufgabensammlung ergänzt die theoretische Grundlagenvermittlung der Bände 1 bis 3 durch eine Vielzahl praxisorientierter Beispielaufgaben. Der Anwender kann sich anhand der Übungsaufgaben, die über 100 Beispiele aus der Realität simulieren, hervorragend auf die Praxis vorbereiten. Die Lösungswege werden schrittweise erläutert und sind somit leicht nachvollziehbar. Zahlreiche Fotos verdeutlichen und illustrieren die behandelten Inhalte. Die dritte Auflage wurde durchgehend überarbeitet und an den neuesten Stand der Normung angepasst.
Aktualisiert: 2023-06-23
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Der Band "Aufgaben und Lösungen" ist Bestandteil der vierbändigen Reihe "Statik im Bauwesen". Die Aufgabensammlung ergänzt die theoretische Grundlagenvermittlung der Bände 1 bis 3 durch eine Vielzahl praxisorientierter Beispielaufgaben. Der Anwender kann sich anhand der Übungsaufgaben, die über 100 Beispiele aus der Realität simulieren, hervorragend auf die Praxis vorbereiten. Die Lösungswege werden schrittweise erläutert und sind somit leicht nachvollziehbar. Zahlreiche Fotos verdeutlichen und illustrieren die behandelten Inhalte. Die dritte Auflage wurde durchgehend überarbeitet und an den neuesten Stand der Normung angepasst.
Aktualisiert: 2023-06-23
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Der Band "Aufgaben und Lösungen" ist Bestandteil der vierbändigen Reihe "Statik im Bauwesen". Die Aufgabensammlung ergänzt die theoretische Grundlagenvermittlung der Bände 1 bis 3 durch eine Vielzahl praxisorientierter Beispielaufgaben. Der Anwender kann sich anhand der Übungsaufgaben, die über 100 Beispiele aus der Realität simulieren, hervorragend auf die Praxis vorbereiten. Die Lösungswege werden schrittweise erläutert und sind somit leicht nachvollziehbar. Zahlreiche Fotos verdeutlichen und illustrieren die behandelten Inhalte. Die dritte Auflage wurde durchgehend überarbeitet und an den neuesten Stand der Normung angepasst.
Aktualisiert: 2023-06-23
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Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst knapp 40.000 Brückenbauwerke und deren regelmäßige Zustandsbewertung erfordert einen hohen Einsatz finanzieller und personeller Ressourcen. In festen Zeitintervallen erfolgt im Zuge der Bauwerksprüfung eine visuelle Inspektion jeder Brücke, die die Grundlage der Bewertung des Brückenzustands darstellt. Sowohl die Zustandserfassung als auch die -bewertung sind dabei jedoch personenabhängig und damit subjektiv. Bei Intelligenten Brücken kann durch die Verwendung von Sensoren und die kontinuierliche Überwachung die Zustandsbewertung verbessert und die Grund¬lage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement gelegt werden. Um die Vorteile der Intelligenten Brücke umfänglich nutzbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Datenmanagement erforderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Konzepte für das Datenmanagement der Intelligenten Brücke“ wurde dazu ein Konzept für die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke erarbeitet.
Im Forschungsvorhaben wurde zunächst der Status quo analysiert. Dabei wurde das aktuell übliche Vorgehen zur Bestimmung des Bauwerkszustands sowie das mögliche zukünftige Vorgehen bei Intelligenten Brücken thematisiert. Zudem wurden die relevanten beteiligten Akteure (Betreiber, Fachplaner und Bauwerksprüfer) identifiziert und ihre grundlegenden Anforderungen an die zu erfassenden Daten ermittelt. Für die Erarbeitung der Anfoderungen der beteiligten Akteure an die digitale Infrastruktur wurden zwölf Interviews mit zentralen Akteuren aus den drei Bereichen durchgeführt. Die Interviewpartner wurden zu den Aspekten Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung und Datenaufbereitung bis hin zu mög¬lichen Visualisierungen befragt. Die Erkenntnisse der Interviews, die Informationen aus der Erhe¬zum Status quo sowie die Erfahrungswerte der Projektbeteiligten dienten anschließend als Grundlage für die Formulierung der Anforderungen an die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke.
Das erstellte (Mindest-) Anforderungsportfolio be¬zieht sich auf die ermittelten Ebenen des Daten-managements (Datenerfassung, Datenübertra¬gung, Datenhaltung, Datenaufbereitung, Daten-auswertung und Lebenszyklusmanagement) und bildet den Rahmen für das Konzept zur digitalen Infrastruktur. Der Bereich der Datenerfassung beinhaltet die Erhebung, die Erschließung, die Digitalisierung sowie die Umformatierung unterschiedlichster Daten sowie Datenformate. Im Rahmen des Konzepts wurden die Zielstellung, zu berücksichtigende Datencluster, die Sensorausstattung und Messintervalle sowie die Bauwerke thematisiert. Die Datenübertragung wird definiert als die Übermittlung der erfassten Messwerte vom Sensor zur verarbeitenden Einheit sowie von der ver-arbeitenden Einheit zum Datenspeicher und kann prinzipiell drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Für die Übertragung der Daten vom Sensor zum Messrechner an der Brücke wird eine überwie¬gend drahtlose Übertragung vorgesehen, die anschließende Übertragung der Daten vom Messrechner zum Datenspeicher hingegen erfolgt drahtlos über den 5G-Mobilfunkstandard. Die Datenhaltung umfasst die Speicherung der gewonnenen Daten in strukturierter Form bank sin einer Datenwieo die mit der Datenspeicherung in direktem Zusammenhang stehenden Prozesse. Das Konzept sieht eine cloudbasierte Lösung vor, die sowohl als Public oder Private Cloud realisiert werden kann. Die Datenaufbereitung und die Datenauswertung behandeln die Weiterverarbeitung sowie die Erhöhung der Qualität der erfassten Daten und sollten grundsätzlich automatisch erfolgen. Die letzte Ebene des Konzepts stellt das Lebenszyklusmanagement dar, wobei die Objektebene und die Netzebene unterschieden werden. Die Betrachtung auf Objektebene erfolgt auf Grundlage der erfassten sowie der aufbereiteten Daten individuell für jede Brücke. Die Betrachtung auf Netzebene hingegen sieht die Betrachtung von großflächigen Brücken-Clustern von einer übergeordneten Perspektive aus vor.
Für das entwickelte Konzept zur digitalen Infrastruktur wurden abschließend verschiedene Aspekte der Umsetzung behandelt. Dazu zählen notwendige Anpassungen der Prozesse im Betrieb, organisatorische Anpassungen, erforderliche per¬sonelle Qualifizierung, zu beschaffende Hard- und Softwareausstattung sowie eine exemplarische Abschätzung der Kosten.
Die Intelligente Brücke liefert im Zusammenspiel mit einem adäquaten Datenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung mit Sensoren umfangreiche Informationen zu den tatsächlich aufgetretenen Einwirkungen sowie den tatsächlich vorhandenen Widerständen einer Brücke. Hierdurch ergeben sich neue Möglichkeiten, wie etwa die Durchführung der Nachrechnung auf Grundlage der tatsächlichen Einwirkungen und Widerstände oder die kontinuierliche rechnerische Zustandsbe-wertung. Darüber hinaus können weitere zukunftsweisende Technologien, wie z. B. der Einsatz von Drohnen, Virtual Reality oder Augmented Reality, berücksichtigt werden.
Aktualisiert: 2023-06-19
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Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst knapp 40.000 Brückenbauwerke und deren regelmäßige Zustandsbewertung erfordert einen hohen Einsatz finanzieller und personeller Ressourcen. In festen Zeitintervallen erfolgt im Zuge der Bauwerksprüfung eine visuelle Inspektion jeder Brücke, die die Grundlage der Bewertung des Brückenzustands darstellt. Sowohl die Zustandserfassung als auch die -bewertung sind dabei jedoch personenabhängig und damit subjektiv. Bei Intelligenten Brücken kann durch die Verwendung von Sensoren und die kontinuierliche Überwachung die Zustandsbewertung verbessert und die Grund¬lage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement gelegt werden. Um die Vorteile der Intelligenten Brücke umfänglich nutzbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Datenmanagement erforderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Konzepte für das Datenmanagement der Intelligenten Brücke“ wurde dazu ein Konzept für die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke erarbeitet.
Im Forschungsvorhaben wurde zunächst der Status quo analysiert. Dabei wurde das aktuell übliche Vorgehen zur Bestimmung des Bauwerkszustands sowie das mögliche zukünftige Vorgehen bei Intelligenten Brücken thematisiert. Zudem wurden die relevanten beteiligten Akteure (Betreiber, Fachplaner und Bauwerksprüfer) identifiziert und ihre grundlegenden Anforderungen an die zu erfassenden Daten ermittelt. Für die Erarbeitung der Anfoderungen der beteiligten Akteure an die digitale Infrastruktur wurden zwölf Interviews mit zentralen Akteuren aus den drei Bereichen durchgeführt. Die Interviewpartner wurden zu den Aspekten Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung und Datenaufbereitung bis hin zu mög¬lichen Visualisierungen befragt. Die Erkenntnisse der Interviews, die Informationen aus der Erhe¬zum Status quo sowie die Erfahrungswerte der Projektbeteiligten dienten anschließend als Grundlage für die Formulierung der Anforderungen an die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke.
Das erstellte (Mindest-) Anforderungsportfolio be¬zieht sich auf die ermittelten Ebenen des Daten-managements (Datenerfassung, Datenübertra¬gung, Datenhaltung, Datenaufbereitung, Daten-auswertung und Lebenszyklusmanagement) und bildet den Rahmen für das Konzept zur digitalen Infrastruktur. Der Bereich der Datenerfassung beinhaltet die Erhebung, die Erschließung, die Digitalisierung sowie die Umformatierung unterschiedlichster Daten sowie Datenformate. Im Rahmen des Konzepts wurden die Zielstellung, zu berücksichtigende Datencluster, die Sensorausstattung und Messintervalle sowie die Bauwerke thematisiert. Die Datenübertragung wird definiert als die Übermittlung der erfassten Messwerte vom Sensor zur verarbeitenden Einheit sowie von der ver-arbeitenden Einheit zum Datenspeicher und kann prinzipiell drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Für die Übertragung der Daten vom Sensor zum Messrechner an der Brücke wird eine überwie¬gend drahtlose Übertragung vorgesehen, die anschließende Übertragung der Daten vom Messrechner zum Datenspeicher hingegen erfolgt drahtlos über den 5G-Mobilfunkstandard. Die Datenhaltung umfasst die Speicherung der gewonnenen Daten in strukturierter Form bank sin einer Datenwieo die mit der Datenspeicherung in direktem Zusammenhang stehenden Prozesse. Das Konzept sieht eine cloudbasierte Lösung vor, die sowohl als Public oder Private Cloud realisiert werden kann. Die Datenaufbereitung und die Datenauswertung behandeln die Weiterverarbeitung sowie die Erhöhung der Qualität der erfassten Daten und sollten grundsätzlich automatisch erfolgen. Die letzte Ebene des Konzepts stellt das Lebenszyklusmanagement dar, wobei die Objektebene und die Netzebene unterschieden werden. Die Betrachtung auf Objektebene erfolgt auf Grundlage der erfassten sowie der aufbereiteten Daten individuell für jede Brücke. Die Betrachtung auf Netzebene hingegen sieht die Betrachtung von großflächigen Brücken-Clustern von einer übergeordneten Perspektive aus vor.
Für das entwickelte Konzept zur digitalen Infrastruktur wurden abschließend verschiedene Aspekte der Umsetzung behandelt. Dazu zählen notwendige Anpassungen der Prozesse im Betrieb, organisatorische Anpassungen, erforderliche per¬sonelle Qualifizierung, zu beschaffende Hard- und Softwareausstattung sowie eine exemplarische Abschätzung der Kosten.
Die Intelligente Brücke liefert im Zusammenspiel mit einem adäquaten Datenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung mit Sensoren umfangreiche Informationen zu den tatsächlich aufgetretenen Einwirkungen sowie den tatsächlich vorhandenen Widerständen einer Brücke. Hierdurch ergeben sich neue Möglichkeiten, wie etwa die Durchführung der Nachrechnung auf Grundlage der tatsächlichen Einwirkungen und Widerstände oder die kontinuierliche rechnerische Zustandsbe-wertung. Darüber hinaus können weitere zukunftsweisende Technologien, wie z. B. der Einsatz von Drohnen, Virtual Reality oder Augmented Reality, berücksichtigt werden.
Aktualisiert: 2023-06-19
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Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst knapp 40.000 Brückenbauwerke und deren regelmäßige Zustandsbewertung erfordert einen hohen Einsatz finanzieller und personeller Ressourcen. In festen Zeitintervallen erfolgt im Zuge der Bauwerksprüfung eine visuelle Inspektion jeder Brücke, die die Grundlage der Bewertung des Brückenzustands darstellt. Sowohl die Zustandserfassung als auch die -bewertung sind dabei jedoch personenabhängig und damit subjektiv. Bei Intelligenten Brücken kann durch die Verwendung von Sensoren und die kontinuierliche Überwachung die Zustandsbewertung verbessert und die Grund¬lage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement gelegt werden. Um die Vorteile der Intelligenten Brücke umfänglich nutzbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Datenmanagement erforderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Konzepte für das Datenmanagement der Intelligenten Brücke“ wurde dazu ein Konzept für die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke erarbeitet.
Im Forschungsvorhaben wurde zunächst der Status quo analysiert. Dabei wurde das aktuell übliche Vorgehen zur Bestimmung des Bauwerkszustands sowie das mögliche zukünftige Vorgehen bei Intelligenten Brücken thematisiert. Zudem wurden die relevanten beteiligten Akteure (Betreiber, Fachplaner und Bauwerksprüfer) identifiziert und ihre grundlegenden Anforderungen an die zu erfassenden Daten ermittelt. Für die Erarbeitung der Anfoderungen der beteiligten Akteure an die digitale Infrastruktur wurden zwölf Interviews mit zentralen Akteuren aus den drei Bereichen durchgeführt. Die Interviewpartner wurden zu den Aspekten Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung und Datenaufbereitung bis hin zu mög¬lichen Visualisierungen befragt. Die Erkenntnisse der Interviews, die Informationen aus der Erhe¬zum Status quo sowie die Erfahrungswerte der Projektbeteiligten dienten anschließend als Grundlage für die Formulierung der Anforderungen an die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke.
Das erstellte (Mindest-) Anforderungsportfolio be¬zieht sich auf die ermittelten Ebenen des Daten-managements (Datenerfassung, Datenübertra¬gung, Datenhaltung, Datenaufbereitung, Daten-auswertung und Lebenszyklusmanagement) und bildet den Rahmen für das Konzept zur digitalen Infrastruktur. Der Bereich der Datenerfassung beinhaltet die Erhebung, die Erschließung, die Digitalisierung sowie die Umformatierung unterschiedlichster Daten sowie Datenformate. Im Rahmen des Konzepts wurden die Zielstellung, zu berücksichtigende Datencluster, die Sensorausstattung und Messintervalle sowie die Bauwerke thematisiert. Die Datenübertragung wird definiert als die Übermittlung der erfassten Messwerte vom Sensor zur verarbeitenden Einheit sowie von der ver-arbeitenden Einheit zum Datenspeicher und kann prinzipiell drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Für die Übertragung der Daten vom Sensor zum Messrechner an der Brücke wird eine überwie¬gend drahtlose Übertragung vorgesehen, die anschließende Übertragung der Daten vom Messrechner zum Datenspeicher hingegen erfolgt drahtlos über den 5G-Mobilfunkstandard. Die Datenhaltung umfasst die Speicherung der gewonnenen Daten in strukturierter Form bank sin einer Datenwieo die mit der Datenspeicherung in direktem Zusammenhang stehenden Prozesse. Das Konzept sieht eine cloudbasierte Lösung vor, die sowohl als Public oder Private Cloud realisiert werden kann. Die Datenaufbereitung und die Datenauswertung behandeln die Weiterverarbeitung sowie die Erhöhung der Qualität der erfassten Daten und sollten grundsätzlich automatisch erfolgen. Die letzte Ebene des Konzepts stellt das Lebenszyklusmanagement dar, wobei die Objektebene und die Netzebene unterschieden werden. Die Betrachtung auf Objektebene erfolgt auf Grundlage der erfassten sowie der aufbereiteten Daten individuell für jede Brücke. Die Betrachtung auf Netzebene hingegen sieht die Betrachtung von großflächigen Brücken-Clustern von einer übergeordneten Perspektive aus vor.
Für das entwickelte Konzept zur digitalen Infrastruktur wurden abschließend verschiedene Aspekte der Umsetzung behandelt. Dazu zählen notwendige Anpassungen der Prozesse im Betrieb, organisatorische Anpassungen, erforderliche per¬sonelle Qualifizierung, zu beschaffende Hard- und Softwareausstattung sowie eine exemplarische Abschätzung der Kosten.
Die Intelligente Brücke liefert im Zusammenspiel mit einem adäquaten Datenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung mit Sensoren umfangreiche Informationen zu den tatsächlich aufgetretenen Einwirkungen sowie den tatsächlich vorhandenen Widerständen einer Brücke. Hierdurch ergeben sich neue Möglichkeiten, wie etwa die Durchführung der Nachrechnung auf Grundlage der tatsächlichen Einwirkungen und Widerstände oder die kontinuierliche rechnerische Zustandsbe-wertung. Darüber hinaus können weitere zukunftsweisende Technologien, wie z. B. der Einsatz von Drohnen, Virtual Reality oder Augmented Reality, berücksichtigt werden.
Aktualisiert: 2023-06-19
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Brücken sind als wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Eine dauerhafte Sicherstellung ihrer Leistungsfähigkeit mit dem Ziel minimaler Ausfallzeiten stellt eine große Herausforderung dar. Nur durch eine effektive Bauwerkserhaltung kann die Nutzungsdauer maximiert werden. Hierfür werden regelmäßige Inspektionen durchgeführt, welche die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Verkehrssicherheit der Bauwerke gewährleisten. Ein kontinuierliches Monitoring wird derzeit meist nur anlassbezogen einge¬setzt und nur an konkreten Fragestellungen orientiert ausgewertet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Unterstützung eines Lebenszyklusmanagements (LZM) von Brücken mit Monitoringdaten. Durch Clusterbildung sind über den gesamten Brückenbestand die relevanten Bauteile und die dazugehörigen Grenzzustände zu definieren. Es werden die Potenziale von Monitoringverfahren zur Gewinnung von Zustandsinformationen ermittelt. Das Monitoring einer Brücke führt nicht nur dann zur Verbesserung des LZM auf Netzebene, wenn die Restnutzungsdauer verlängert wird, sondern auch, wenn der Zeitpunkt einer Instandsetzungsmaßnahme frühzeitig erkannt werden kann. Die Auswertung von Monitoringdaten liefert gezielt Informationen über relevante Bauteilzustände, die wiederum mithilfe von zielgerichtet definierten Key Performance Indikatoren (KPI) zu Aussagen über den Zustand des Bauwerkes aggregiert werden können. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Verknüpfung mit typischen Erhaltungsmaßnahmen zur Berücksichtigung im LZM. Beispielhaft wird für typische Brückenschädigungen der Einsatz von sensor- und bildbasierten Monitoringsystemen erläutert, welche die Entscheidungsgrundlage für eine zustandsbasierte prädiktive Erhaltungsplanung von Brücken liefern können. Dies kann dann durch Aussagen zu Restnutzungsdauern und der Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen über die Gesamtheit aller Brückenbauwerke in eine fortschrittliche Erhaltungsplanung überführt werden
Aktualisiert: 2023-06-19
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Brücken sind als wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Eine dauerhafte Sicherstellung ihrer Leistungsfähigkeit mit dem Ziel minimaler Ausfallzeiten stellt eine große Herausforderung dar. Nur durch eine effektive Bauwerkserhaltung kann die Nutzungsdauer maximiert werden. Hierfür werden regelmäßige Inspektionen durchgeführt, welche die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Verkehrssicherheit der Bauwerke gewährleisten. Ein kontinuierliches Monitoring wird derzeit meist nur anlassbezogen einge¬setzt und nur an konkreten Fragestellungen orientiert ausgewertet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Unterstützung eines Lebenszyklusmanagements (LZM) von Brücken mit Monitoringdaten. Durch Clusterbildung sind über den gesamten Brückenbestand die relevanten Bauteile und die dazugehörigen Grenzzustände zu definieren. Es werden die Potenziale von Monitoringverfahren zur Gewinnung von Zustandsinformationen ermittelt. Das Monitoring einer Brücke führt nicht nur dann zur Verbesserung des LZM auf Netzebene, wenn die Restnutzungsdauer verlängert wird, sondern auch, wenn der Zeitpunkt einer Instandsetzungsmaßnahme frühzeitig erkannt werden kann. Die Auswertung von Monitoringdaten liefert gezielt Informationen über relevante Bauteilzustände, die wiederum mithilfe von zielgerichtet definierten Key Performance Indikatoren (KPI) zu Aussagen über den Zustand des Bauwerkes aggregiert werden können. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Verknüpfung mit typischen Erhaltungsmaßnahmen zur Berücksichtigung im LZM. Beispielhaft wird für typische Brückenschädigungen der Einsatz von sensor- und bildbasierten Monitoringsystemen erläutert, welche die Entscheidungsgrundlage für eine zustandsbasierte prädiktive Erhaltungsplanung von Brücken liefern können. Dies kann dann durch Aussagen zu Restnutzungsdauern und der Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen über die Gesamtheit aller Brückenbauwerke in eine fortschrittliche Erhaltungsplanung überführt werden
Aktualisiert: 2023-06-19
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Das deutsche Bundesfernstraßennetz umfasst knapp 40.000 Brückenbauwerke und deren regelmäßige Zustandsbewertung erfordert einen hohen Einsatz finanzieller und personeller Ressourcen. In festen Zeitintervallen erfolgt im Zuge der Bauwerksprüfung eine visuelle Inspektion jeder Brücke, die die Grundlage der Bewertung des Brückenzustands darstellt. Sowohl die Zustandserfassung als auch die -bewertung sind dabei jedoch personenabhängig und damit subjektiv. Bei Intelligenten Brücken kann durch die Verwendung von Sensoren und die kontinuierliche Überwachung die Zustandsbewertung verbessert und die Grund¬lage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement gelegt werden. Um die Vorteile der Intelligenten Brücke umfänglich nutzbar zu machen, ist ein leistungsfähiges Datenmanagement erforderlich. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „Konzepte für das Datenmanagement der Intelligenten Brücke“ wurde dazu ein Konzept für die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke erarbeitet.
Im Forschungsvorhaben wurde zunächst der Status quo analysiert. Dabei wurde das aktuell übliche Vorgehen zur Bestimmung des Bauwerkszustands sowie das mögliche zukünftige Vorgehen bei Intelligenten Brücken thematisiert. Zudem wurden die relevanten beteiligten Akteure (Betreiber, Fachplaner und Bauwerksprüfer) identifiziert und ihre grundlegenden Anforderungen an die zu erfassenden Daten ermittelt. Für die Erarbeitung der Anfoderungen der beteiligten Akteure an die digitale Infrastruktur wurden zwölf Interviews mit zentralen Akteuren aus den drei Bereichen durchgeführt. Die Interviewpartner wurden zu den Aspekten Datenerfassung, Datenübertragung, Datenhaltung und Datenaufbereitung bis hin zu mög¬lichen Visualisierungen befragt. Die Erkenntnisse der Interviews, die Informationen aus der Erhe¬zum Status quo sowie die Erfahrungswerte der Projektbeteiligten dienten anschließend als Grundlage für die Formulierung der Anforderungen an die digitale Infrastruktur der Intelligenten Brücke.
Das erstellte (Mindest-) Anforderungsportfolio be¬zieht sich auf die ermittelten Ebenen des Daten-managements (Datenerfassung, Datenübertra¬gung, Datenhaltung, Datenaufbereitung, Daten-auswertung und Lebenszyklusmanagement) und bildet den Rahmen für das Konzept zur digitalen Infrastruktur. Der Bereich der Datenerfassung beinhaltet die Erhebung, die Erschließung, die Digitalisierung sowie die Umformatierung unterschiedlichster Daten sowie Datenformate. Im Rahmen des Konzepts wurden die Zielstellung, zu berücksichtigende Datencluster, die Sensorausstattung und Messintervalle sowie die Bauwerke thematisiert. Die Datenübertragung wird definiert als die Übermittlung der erfassten Messwerte vom Sensor zur verarbeitenden Einheit sowie von der ver-arbeitenden Einheit zum Datenspeicher und kann prinzipiell drahtlos oder drahtgebunden erfolgen. Für die Übertragung der Daten vom Sensor zum Messrechner an der Brücke wird eine überwie¬gend drahtlose Übertragung vorgesehen, die anschließende Übertragung der Daten vom Messrechner zum Datenspeicher hingegen erfolgt drahtlos über den 5G-Mobilfunkstandard. Die Datenhaltung umfasst die Speicherung der gewonnenen Daten in strukturierter Form bank sin einer Datenwieo die mit der Datenspeicherung in direktem Zusammenhang stehenden Prozesse. Das Konzept sieht eine cloudbasierte Lösung vor, die sowohl als Public oder Private Cloud realisiert werden kann. Die Datenaufbereitung und die Datenauswertung behandeln die Weiterverarbeitung sowie die Erhöhung der Qualität der erfassten Daten und sollten grundsätzlich automatisch erfolgen. Die letzte Ebene des Konzepts stellt das Lebenszyklusmanagement dar, wobei die Objektebene und die Netzebene unterschieden werden. Die Betrachtung auf Objektebene erfolgt auf Grundlage der erfassten sowie der aufbereiteten Daten individuell für jede Brücke. Die Betrachtung auf Netzebene hingegen sieht die Betrachtung von großflächigen Brücken-Clustern von einer übergeordneten Perspektive aus vor.
Für das entwickelte Konzept zur digitalen Infrastruktur wurden abschließend verschiedene Aspekte der Umsetzung behandelt. Dazu zählen notwendige Anpassungen der Prozesse im Betrieb, organisatorische Anpassungen, erforderliche per¬sonelle Qualifizierung, zu beschaffende Hard- und Softwareausstattung sowie eine exemplarische Abschätzung der Kosten.
Die Intelligente Brücke liefert im Zusammenspiel mit einem adäquaten Datenmanagement durch die kontinuierliche Überwachung mit Sensoren umfangreiche Informationen zu den tatsächlich aufgetretenen Einwirkungen sowie den tatsächlich vorhandenen Widerständen einer Brücke. Hierdurch ergeben sich neue Möglichkeiten, wie etwa die Durchführung der Nachrechnung auf Grundlage der tatsächlichen Einwirkungen und Widerstände oder die kontinuierliche rechnerische Zustandsbe-wertung. Darüber hinaus können weitere zukunftsweisende Technologien, wie z. B. der Einsatz von Drohnen, Virtual Reality oder Augmented Reality, berücksichtigt werden.
Aktualisiert: 2023-06-19
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Die Themen Erhalt und Rekonstruktion von Bausubstanz haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieses Fachbuch gibt einen umfassenden Überblick aller in der Bausanierung verwendeten Baustoffe. Wie verwende ich welchen Baustoff? Wofür eignet sich welcher Baustoff am besten? Welche Baustoffe kann ich kombinieren? Viele Fragen, auf die dieses Buch zuverlässige Antworten gibt.
Aktualisiert: 2023-06-17
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Die Themen Erhalt und Rekonstruktion von Bausubstanz haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieses Fachbuch gibt einen umfassenden Überblick aller in der Bausanierung verwendeten Baustoffe. Wie verwende ich welchen Baustoff? Wofür eignet sich welcher Baustoff am besten? Welche Baustoffe kann ich kombinieren? Viele Fragen, auf die dieses Buch zuverlässige Antworten gibt.
Aktualisiert: 2023-06-17
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Die Themen Erhalt und Rekonstruktion von Bausubstanz haben in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dieses Fachbuch gibt einen umfassenden Überblick aller in der Bausanierung verwendeten Baustoffe. Wie verwende ich welchen Baustoff? Wofür eignet sich welcher Baustoff am besten? Welche Baustoffe kann ich kombinieren? Viele Fragen, auf die dieses Buch zuverlässige Antworten gibt.
Aktualisiert: 2023-06-16
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Der Band enthält die vorab eingereichten Beiträge zum 13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels. Wichtige Themen sind der Ausbau der Infrastruktur sowie die Verdichtung in den Ballungsräumen, die Entwicklung von Bauverfahren für Neubauten, die den komplexen Bedingungen gerecht werden und eine Beeinträchtigung der Umgebung minimieren, wirtschaftliche und umweltgerechte Bauwerkserhaltung bzw. das Bauen im Bestand sowie die Digitalisierung im Bauwesen, die auch in der Geotechnik sowohl für vernetzte Planungen als auch zur Optimierung von Prozessen angewendet und weiterentwickelt wird.
Aktualisiert: 2023-06-15
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Der Band enthält die vorab eingereichten Beiträge zum 13. Kolloquium Bauen in Boden und Fels. Wichtige Themen sind der Ausbau der Infrastruktur sowie die Verdichtung in den Ballungsräumen, die Entwicklung von Bauverfahren für Neubauten, die den komplexen Bedingungen gerecht werden und eine Beeinträchtigung der Umgebung minimieren, wirtschaftliche und umweltgerechte Bauwerkserhaltung bzw. das Bauen im Bestand sowie die Digitalisierung im Bauwesen, die auch in der Geotechnik sowohl für vernetzte Planungen als auch zur Optimierung von Prozessen angewendet und weiterentwickelt wird.
Aktualisiert: 2023-06-05
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Bauwerke sind verschiedenen Umwelteinflüssen und Schädigungsmechanismen ausgesetzt und erfordern daher regelmäßige Überprüfungen. Zur Erfassung des Tragwerkszustandes können sensorbasierte Monitoringsysteme eingesetzt werden. Diese Messsysteme sind bisher sehr teuer und erfordern Expertenwissen, sodass das Monitoring nur ausgewählten Tragwerken (z. B. Brücken) vorbehalten ist. Bestandsbauwerke bedürfen infolge intensiver Beanspruchung aber auch der kontinuierlichen Überwachung. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden wissenschaftliche und anwendungsbezogene Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von kostengünstigen Neigungssensoren und Mikrocomputern zur effizienten Bauwerksüberwachung bearbeitet. Ziel des Forschungsprojektes war es, ein sensorbasiertes Messsystem zu entwickeln, das zukünftig für die Tragwerksüberwachung von Bestandsbauwerken eingesetzt werden kann. Neuartige, auf der MEMS-Technologie basierende Sensoren und moderne Mikrocomputer bildeten dabei die Grundlage des innovativen Monitoringsystems.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In Rahmen dieses Forschungsprojektes wurden wissenschaftliche Fragestellungen im Zusammenhang mit der Anwendung von UAS zur Zustandsermittlung und Inspektion von Bauwerken bearbeitet. Aufbauend auf den Ergebnissen des Vorgängerprojektes lag der Schwerpunkt der Untersuchungen auf der Weiterentwicklung der Fluggerätenavigation. Des Weiteren wurden Fragestellungen zu erweiterten Anwendungsszenarien zerstörungsfreier Prüfmethoden, hier Gebäudethermographie, und zur Weiterverwendung der UAS-basierten Bauwerksdaten in BIM-Softwaretools bearbeitet. Es wurden neue Methoden und Algorithmen für die automatisierte Berechnung von bauwerksbezogenen Flugrouten für UAS, für die Co-Registrierung von RGB- und Thermographiebildern, deren Weiterverwendung in bestehenden BIM-Softwaretools und anderen Simulationstools für die thermisch-energetische Gebäudesimulation sowie für die kontextbezogene Speicherung UAS-basierter Bauwerksdaten entwickelt, prototypisch implementiert und getestet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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