.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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Eine funktionierende und leistungsfähige Infrastruktur gehört zu den essentiellen Voraussetzungen eines erfolgreichen Wirtschaftsstandorts Deutschland. Auch in Zukunft wird die Straßenverkehrsinfrastruktur der bedeutendste Verkehrsweg bleiben.
Vor diesem Hintergrund fand das 3. Kolloquium "Straßenbau in der Praxis" am 7. und 8. Februar 2023 an der Technischen Akademie Esslingen statt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, der Bauwirtschaft Baden-Württemberg e.V. und der Vereinigung der Straßen- und Verkehrsingenieure Baden-Württemberg.
Aktualisiert: 2023-06-28
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Eine funktionierende und leistungsfähige Infrastruktur gehört zu den essentiellen Voraussetzungen eines erfolgreichen Wirtschaftsstandorts Deutschland. Auch in Zukunft wird die Straßenverkehrsinfrastruktur der bedeutendste Verkehrsweg bleiben.
Vor diesem Hintergrund fand das 3. Kolloquium "Straßenbau in der Praxis" am 7. und 8. Februar 2023 an der Technischen Akademie Esslingen statt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, der Bauwirtschaft Baden-Württemberg e.V. und der Vereinigung der Straßen- und Verkehrsingenieure Baden-Württemberg.
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Eine funktionierende und leistungsfähige Infrastruktur gehört zu den essentiellen Voraussetzungen eines erfolgreichen Wirtschaftsstandorts Deutschland. Auch in Zukunft wird die Straßenverkehrsinfrastruktur der bedeutendste Verkehrsweg bleiben.
Vor diesem Hintergrund fand das 3. Kolloquium "Straßenbau in der Praxis" am 7. und 8. Februar 2023 an der Technischen Akademie Esslingen statt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, der Bauwirtschaft Baden-Württemberg e.V. und der Vereinigung der Straßen- und Verkehrsingenieure Baden-Württemberg.
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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.
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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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Eine funktionierende und leistungsfähige Infrastruktur gehört zu den essentiellen Voraussetzungen eines erfolgreichen Wirtschaftsstandorts Deutschland. Auch in Zukunft wird die Straßenverkehrsinfrastruktur der bedeutendste Verkehrsweg bleiben.
Vor diesem Hintergrund fand das 3. Kolloquium "Straßenbau in der Praxis" am 7. und 8. Februar 2023 an der Technischen Akademie Esslingen statt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, der Bauwirtschaft Baden-Württemberg e.V. und der Vereinigung der Straßen- und Verkehrsingenieure Baden-Württemberg.
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Eine funktionierende und leistungsfähige Infrastruktur gehört zu den essentiellen Voraussetzungen eines erfolgreichen Wirtschaftsstandorts Deutschland. Auch in Zukunft wird die Straßenverkehrsinfrastruktur der bedeutendste Verkehrsweg bleiben.
Vor diesem Hintergrund fand das 3. Kolloquium "Straßenbau in der Praxis" am 7. und 8. Februar 2023 an der Technischen Akademie Esslingen statt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Straßenwesen, der Bauwirtschaft Baden-Württemberg e.V. und der Vereinigung der Straßen- und Verkehrsingenieure Baden-Württemberg.
Aktualisiert: 2023-06-28
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Eine der wichtigsten Grundlagen für die systematische Straßenerhaltung in Kommunen ist die Kenntnis des Straßenzustands und seiner zeitlichen Entwicklung. Im Rahmen des Erhaltungsmanagements wird in Deutschland der Zustand von Verkehrsflächen mittels periodisch durchgeführter Zustandserfassungen aufgenommen, die bspw. Messtechnisch oder visuell erfolgen können. Im Ergebnis liegen Zustandsmerkmale auf sogenannten Auswerteabschnitten vor. Für die Aufstellung eines Bauprogramms sind daraus im ersten Schritt zustandshomogene
Abschnitte zu bilden.
Ziel des Forschungsprojektes war, ein praxisorientiertes, automatisch arbeitendes Verfahren zur Bildungszustandshomogener Abschnitte zu entwickeln (Segmentierungsverfahren) und damit ein Werkzeug zu schaffen, mit dessen Hilfe objektive Entscheidungen über die durchzuführenden Erhaltungsmaßnahmen unterstützt werden können. Da die Segmentierung jedoch ausschließlich auf den Zustandsdaten beruht, müssen bei der Aufstellung eines Bauprogramms regelmäßig von der jeweiligen Kommune noch eine Reihe weiterer praktischer Aspekte berücksichtigt werden, die zumeist Ortskenntnis erfordern. Insoweit ist das Resultat aus vorliegendem Verfahren als ein hilfreicher Baustein und objektiver erster Vorschlag für ein Bauprogramm zu betrachten.
In einem ersten Schritt wurden aus der Literatur bekannte Segmentierungsverfahren analysiert. Dabei
konnte insbesondere auch auf Erkenntnisse aus dem abgeschlossenen Projekt FE 29.0360/2014 „Verfahren zur Bildung und Beschreibung zustandshomogener Abschnitte und repräsentativer Kennzahlen für das Erhaltungsmanagement“ zurückgegriffen werden, in dem der Forschungsnehmer eine ähnliche Fragestellung bereits für Bundesfernstraßen betrachtet hatte. Darauf aufbauend wurde ein eigenes Segmentierungsverfahren entwickelt und erprobt, welches insbesondere eine grundlegend neue Herangehensweise an die Gesamtsegmentierung mehrerer Folgen von Zustandsmerkmalen beinhaltet.
Die Verfahrensentwicklung und -verifikation wurde anhand der Netz- und Zustandsdaten von vier Beispielkommunen durchgeführt. Zu Beginn der Projektbearbeitung war es notwendig, eine eingehende Analyse der Daten hinsichtlich ihrer Konformität im Hinblick auf die Regelwerke durchzuführen, damit nachfolgend das Segmentierungsverfahren auf die jeweils gleiche Inputdatenstruktur aufsetzen konnte. Ein solcher Preprozessingschritt – vergleichbar mit dem Teilprojekt TP 0 bei der ZEB – ist generell zu empfehlen.
Aus den so aufbereiteten Daten wurden PostgreSQL- Projektdatenbanken aufgebaut. Der Algorithmus zur Bildung zustandshomogener Abschnitte wurde in PostgreSQL entwickelt. Künftige Nutzer können das SQL-Script durch verschiedene Eingabeparameter, wie z. B. die Auswahl des Netzbereiches und die Mindestsegmentlänge, steuern.
Das Verfahren segmentiert Abschnittsfolgen des Netzes fahrstreifenbezogen nach mehreren Zustandsmerkmalen, die auf Auswerteabschnitten fester Länge vorliegen. Die Abschnittsfolge wird dabei in Segmente eingeteilt, die möglichst zustandshomogen sind. Es wurde so konzipiert, dass die zu segmentierenden Zustandsmerkmale aus der Menge der verfügbaren Zustandswerte und Teilwerte frei wählbar sind. Jedem Segment werden als charakteristische Kennzahlen die Mittelwerte (oder andere Lageparameter wie der Median) der beteiligten Zustandswerte und eine Zustandsklasse zugeordnet. Darauf aufbauend kann jedem Segment eine Mängelklasse und eine geeignete Erhaltungsmaßnahme zugewiesen und damit Erhaltungsabschnitte abgeleitet werden.
Es wurde ein neuer Algorithmus entwickelt, der Ideen verschiedener etablierter Verfahren aufgreift, aber letztendlich eine Eigenentwicklung darstellt. So wurde das Verfahren der kumulativen Summen mit dem Verfahren nach RÜBENSAM und SCHULZE verknüpft, die gefundenen Changepoints wurden mit einem Signifikanztest verifiziert und ggf. wieder eliminiert und das Kriterium der Mindestsegmentlänge wurde an geeigneter Stelle integriert. Zur initialen Glättung der Folge der Zustandsdaten wurde eine spezielle Glättungsmethode entwickelt. Eine komplett neue Herangehensweise wurde für die Gesamtsegmentierung mehrerer Folgen von Zustandsparametern gefunden.
Die netzweit berechnete Segmentierung wurde durch zwei der beteiligten Beispielkommunen einer
stichprobenhaften Prüfung unterzogen. Es zeigte sich, dass das Verfahren grundsätzlich korrekte und verwertbare Resultate liefert, die bei der Aufstellung eines Bauprogramms unterstützend eingesetzt werden können.
Weitere Testrechnungen haben gezeigt, dass sich das Verfahren grundsätzlich auch für Straßen des überörtlichen Netzes eignet, da die Auswerteabschnittslänge (10 m/20 m/100 m) hier einen skalierbaren Faktor darstellt. Erweiterungen des Verfahrens bzgl. der Anzahl zu segmentierender Zustandsmerkmale sind möglich und für einen generellen Praxiseinsatz vermutlich auch notwendig. Diese Option sollte durch weitere umfängliche Beispielrechnungen und Vergleiche mit den Ergebnissen etablierter Verfahren verifiziert werden.
Aktualisiert: 2023-06-15
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B 182: Building Information Modeling (BIM) im Brückenbau
Martin Seitner, Rebecca Probst, André Borrmann, Simon Vilgertshofer
111 S., 87 Abb., 10 Tab., ISBN 978-3-95606-701-3, 2022
Um die BIM-Methode im Erhaltungsmanagement von Brückenbauwerken anzuwenden und die BIM-Modelle über die Lebenszyklusphasen Planung und Bau auch im Betrieb durchgehend nutzen zu kön-nen, müssen frühzeitig Definitionen und Anforde¬rungen festgelegt werden, die an die BIM-Methodik für das Erhaltungsmanagement gestellt werden. Das Ziel des Projektes ist es, den gesamten Infor-mationslebenszyklus eines Brückenbauwerkes zu untersuchen und dabei insbesondere die für das Betriebs- und Erhaltungsmanagement notwendigen Informationen zu berücksichtigen. Wesentlich dabei ist es, zu identifizieren, welche Informationen rele¬vant für die gängigen Anwendungsfälle und Szena¬rien im Erhaltungsmanagement sind. Die relevan¬ten Informationen werden dann den möglichen Datenquellen zugeordnet. Der Fokus liegt dabei auf der Praxistauglichkeit sowohl beim Erhaltungsmanagement, das üblicherweise von Behörden ver¬antwortet wird, als auch im Informationsbeschaf¬fungsprozess, bei dem verschiedene Beteiligte in¬volviert sind. In den vergangenen 15 Jahren wurden im Rahmen verschiedener Projekte umfangreiche Untersuchun¬gen zur Anwendung von BIM im Brückenbau durch¬geführt. Dabei stellt vor allem die Veröffentlichung des IFC-Bridge Standards einen wesentlichen Fort¬schritt dar. Dennoch fehlen weiterhin konkrete Pro¬zesse, Standards sowie Umsetzungsstrategien des Bundes. Expertenbefragungen hinsichtlich der Informations¬anforderungen und der Umsetzung von Anwen¬dungsfällen im Erhaltungsmanagement haben zu den Ergebnissen geführt, dass der Umfang der in den bestehenden Regelwerken geforderten Infor¬mationen ausreichend ist, die Informationsquellen und die Form der Information selbst jedoch nicht einheitlich und eindeutig sind. Aus den Befragun¬gen und Analysen des Status quo im Erhaltungsmanagement hat sich ein Konzept entwickelt, welches aus einem Frontend, also der Benutzeroberfläche eines BIM-Bestandsmanagementsystems, und aus einem Backend mit den verschiedenen Datenquel¬len besteht. Die Grundprinzipien des Konzeptes sind, dass alle Informationen im Backend vorhan¬den sein sollen und dass alle Informationen in einer auswertbaren Form zur Verfügung stehen müssen. Hinsichtlich der Zuordnung zwischen Dokumenten und Modelelementen wurde eine Verknüpfung über ein Metadatenkonzept oder das Hinterlegen von Links hinsichtlich der Handhabung als sinnvoll er¬achtet. Dabei werden die Daten in ihrer ursprüngli¬chen Form beibehalten und so eine langfristige Ar¬chivierung sichergestellt. Um die als notwendig identifizierten Informationen möglichst aufwandsarm zu erheben und für den Be¬trieb bereitzustellen, wurden zunächst die Begriffe As-built Modell und Digitale Bauwerksakte definiert. Im Rahmen einer BIM-gestützten Planung ist für ein As-built Modell sicherzustellen, dass dieses im Rahmen der Toleranzen dem gebauten Zustand entspricht. Für die Einführung des BIM-gestützten Erhaltungsmanagement bei Bestandsbrücken er¬gibt sich die große Herausforderung, dass Daten vielfach nur begrenzt digital vorliegen. Für die Erstellung der digitalen Bauwerksakte wur¬den die Ansätze Fusion-Data und Linked-Data un¬tersucht und der Linked-Data Ansatz weiterverfolgt. Für die Verwaltung von As-built Modellen wird das IFC 4x2 Format empfohlen. Für die Anwendungsfälle Bauwerksprüfung, Nach¬rechnung, Schwertransporte, Durchführung von Er¬haltungsmaßnahmen, Erweiterung des Bauwerks in Form von Um- und Ausbau sowie die Auswertung von Netzstatistiken wurde der Einfluss von BIM, die Nutzung der Informationen sowie die daraus entste¬henden Soll-Prozesse im Betrieb konzipiert. Dafür wurde anhand eines praxisgerechten Konzepts die Umsetzung der Anwendungsfälle über das Frontend dargestellt. Das Konzept verfolgt die Voraus¬setzungen einer webbasierten Software als Frontend, welche als Zugang zur digitalen Bauwerksakte dient. Zur Demonstration der entwickelten Konzepte wer¬den anhand des realen Projektes BW 27/1 der A99 die BIM-Anwendungsfälle des Erhaltungsmanage¬ments implementiert. Auf Grundlage der in den AIA ergänzten Attributtabellen wurden die Attribuierung der BIM-Modelle sowie die Prüfung der Attribute durchgeführt. Weiterhin wurden die Dokumente auf Grundlage der entwickelten Konvention parametri-siert und regelbasiert mit den Daten verlinkt. Auf Grundlage der daraus erstellten digitalen Bau-werksakte wurde für die Umsetzung der Anwen¬dungsfälle eine softwarespezifische Demo erstellt. Auf Grundlage der im Projekt begegneten Techno¬logien wird ein Ausblick in künftige Trends und Ent-wicklungen gegeben. Laut einer Studie von Roland Berger werden Trends wie Cloud-Computing, Big Data, Internet of Things, Künstliche Intelligenz, Blockchain, Virtual und Augmented Reality, Robo¬tik, Sensorik oder Smart Buildings und Smart Cities auch maßgebenden Einfluss auf das Planen, Bauen und Betreiben der Bauwerke von morgen haben.
Aktualisiert: 2023-01-16
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B 178: Intelligente Brücke – Reallabor Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn
Sarah Windmann
55 S., 28 Abb., 6 Tab., ISBN 978-3-95606-689-4, 2022
Das Bundesfernstraßennetz ist verschiedenen Herausforderungen wie u.a. das gesteigerte Verkehrs-aufkommen und die hohe Altersstruktur der Bauwerke ausgesetzt. Aktuell basiert das Erhaltungs-management von Brücken auf regelmäßigen Bauwerksinspektionen, die weitestgehend aus einer visu-ellen Bewertung bestehen. Um den derzeitigen Herausforderungen adäquat zu begegnen sowie vorausschauend handeln zu können, müssen neue, effektive und effiziente Lösungen gefunden werden. Daher hat die BASt 2011 den Forschungsschwerpunkt „Intelligente Brücke“ ins Leben gerufen. Unter Verwendung digitaler Technologien und Methoden wurde damit eine Grundlage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement geschaffen, welches Bauwerkseigentümer bei der Gewährleistung der Sicher-heit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ihrer Bauwerke unterstützen soll. Im Rahmen dieses Berichts wurden die relevanten zumeist konzeptionellen Arbeiten aus den Jahren 2011 bis 2020 zusammen-gestellt. Der Fokus liegt dabei auf den Aspekten Datenerfassung, -aufbereitung, -analyse und –be-wertung, -management sowie Qualitätssicherung. Die erfolgten Arbeiten bilden die Grundlage für die Realisierung verschiedener Reallabore, in denen ausgewählte Entwicklungen und Forschungsansätze an Bauwerken unter realen Bedingungen erprobt, bewertet und weiterentwickelt werden. Das Reallabor „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ wird in diesem Bericht im Detail vorgestellt und die eingesetzten System hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit und Dauerhaftigkeit beurteilt. Bei dem Bauwerk handelt es sich um eine vierfeldrige Spannbeton-Hohlkastenbrücke, die mit den vier Messsytemen „Brückenkennwerte“, „drahtloses Sensornetzwerk“, „instrumentierte Lager“ und „instrumentierter Fahr-bahnübergang“ ausgestattet ist. Über einen Zeitraum von 5 Jahren erfolgen an dem Reallabor For-schungsprojekte, mit dem Ziel, die Messsysteme im Zusammenhang zu Demonstrieren und Verfahren zur zuverlässigen Erfassung und automatisierten Auswertung sowie eine Webanwendung zur Pub-likation der Ergebnisse zu entwickeln. Damit stehen Informationen zu Verkehr, Wetter- und Klimaein-flüssen, Bauteil und bauwerksbezogene Kennwerte zur Verfügung. Durch die kontinuierlichen Er-kenntnisse zu Einwirkungen und Status des Bauwerks und der instrumentierten Bauteile kann der Betreiber der Brücke unterstützt werden. Die im Rahmen des Reallabors „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen schaffen eine wichtige Grundlage für die Konzeption weiterer Reallabore. Anhand von Reallaboren werden kontinuierlich Realdaten generiert, die als Grundlage für weitere Forschung dienen können im Hinblick auf u.a. die Verifizierung von Systemannahmen, Überprüfung und Kalibrierung von Ingenieurmodellen sowie die Weiterentwicklung von datenbasierten Algorithmen. Darüber hinaus bieten Reallabore optimale Bedingungen zur Erprobung und Weiterentwicklung von praxistauglichen und zuverlässigen Innovationen.
Aktualisiert: 2023-01-16
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B 160: Digitales Testfeld Autobahn – Intelligente Brücke
Datenerfassungsstrategien und Datenanalyse für intelligente Kalottenlager
Christiane Butz
88 S., 136 Abb., 15 Tab., ISBN 978-3-94606-550-7, 2021
Die intelligenten Kalottenlager sind durch Messdatenanalyse, Entwicklung geeigneter Algorithmen und Implementierung einer automatisierten Auswertung ein effektiver Baustein einer „Intelligenten Brücke“. Sie liefern kontinuierlich relevante Informationen sowohl zu Eigenüberwachung, Bauwerksüberwachung als auch Einwirkungserfassung. Somit können die Ergebnisse eingebunden werden in Prognose- und Strukturmodelle und schaffen damit eine Grundlage für ein zuverlässigkeitsorientiertes und präventives Erhaltungsmanagement. Zur Selbstüberwachung der Lagerfunktionalität und des Lagerzustands werden Tagesextremwerte der Verschiebung in der ebenen Gleitfläche, der Verdrehung und des Drucks sowie akkumulierte Gleitwege und der Gleitspalt kontinuierlich ausgegeben. Zur Überwachung der Brückeneigenschaften dienen die ersten beiden Eigenfrequenzen sowie die Lagerkraft infolge ständiger Einwirkungen. Die Verkehrseinwirkung wird überwacht anhand der verkehrsinduzierten Lagerkräfte, die in einem täglichen Peak-Histogramm dem Betreiber der Intelligenten Brücke zur Verfügung gestellt werden. Die Auswahl der Sensoren, das Messwerterfassungssystem kombiniert mit den Auswertealgorithmen sind robust und liefern qualitativ hochwertige Messdaten. Z. B. werden verkehrsinduzierten Lagerkräfte mit einer Genauigkeit von ± 7 % des Fahrzeuggesamtgewichts erfasst. Im Jahresrhythmus werden die bemessungsrelevanten Quantilwerte der Lagerreaktionen ermittelt, die Aussagen zur Genauigkeit der normgemäßen Bemessung geben
Aktualisiert: 2023-01-16
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S 134: Temperatureinfluss auf die Sichtbarkeit von Substanzmerkmalen (Oberfläche)
M. Skakuj, H. Balck, H. J. Beckedahl, T. Schrödter, St. Koppers, E. Ramadan, P. Brzezińska, W. Smęt,
B. Podlaska, M. Worpenberg
93 S. (27 MB), 92 Abb., 12 Tab., ISBN 978-3-95606-452-4, 2019
Das Ziel der Zustandserfassung und -bewertung (ZEB) auf Bundesfernstraßen ist die Bereitstellung qualitätsgesicherter Daten für das Erhaltungsmanagement. Ein für die Beurteilung des Zustands wichtiges Merkmal sind Risse an der Fahrbahnoberfläche (Netzrisse, Risshäufungen, Einzelrisse bei Asphaltbauweise; Längs-, Querrisse bei Betonbauweise). Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Fahrbahnoberflächentemperatur und -feuchte die Sichtbarkeit von Rissen beeinflussen. Diese Einflussfaktoren waren in diesem Forschungsprojekt zu untersuchen und zu quantifizieren.
Auf vier Versuchsstrecken wurden zu unterschiedlichen Jahres- und Tageszeiten mit einem schnellfahrenden Messsystem Oberflächenbilder zur Erfassung von Substanzmerkmalen der Fahrbahnoberfläche gemäß ZTV ZEB-StB aufgenommen, ausgewertet und analysiert.
Die Auswertungen der erhobenen Messdaten haben einen Einfluss der Fahrbahnoberflächenfeuchte auf die Sichtbarkeit von Rissen gezeigt. Im Vergleich zu trockenen Fahrbahnen nimmt die Erkennbarkeit bei abtrocknender Fahrbahnoberfläche zu, wenn Restfeuchte in den Rissen verbleibt. Da die Restfeuchte auf der Fahrbahn praktisch kaum gesteuert beeinflusst und nur schwierig quantifiziert werden kann, sind Erfassungen auf Abschnitten mit Restfeuchte nicht zu empfehlen. Auch ist von Messungen bei Regen sowie bei geschlossenen und größeren Wasserfilmdecken abzusehen, da die Erkennbarkeit von Rissen hierdurch stark eingeschränkt wird.
Der Einfluss der Temperatur auf die Erkennbarkeit von Rissen konnte im Rahmen des Forschungsprojektes nicht eindeutig nachgewiesen werden. Innerhalb der Wintermessungen wurden vermehrt Risse auf Fahrbahnen in Asphaltbauweise erkannt. Jedoch konnte nicht genau differenziert werden, ob dieser Einfluss allein auf die niedrigen Temperaturen zurückzuführen ist oder ob infolge der niedrigen Lufttemperaturen im Winter eine geringe Restfeuchte in augenscheinlich trockenen Abschnitten zu einer Verbesserung der Risserkennung geführt hat. Ein signifikanter Einfluss mittlerer und hoher Fahrbahnoberflächentemperaturen auf die Erkennbarkeit von Rissen konnte auf Fahrbahnen in Asphaltbauweise nicht nachgewiesen werden. Bei der Versuchsstrecke in Betonbauweise wurde bei höheren Fahrbahnoberflächentemperaturen eine bessere und bei niedrigen eine verschlechterte Sichtbarkeit von Rissen festgestellt.
Aktualisiert: 2023-01-16
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„Erfassen, Bewerten, Entscheiden - Qualitätssicherung und Erhaltungsmanagement für Lichtsignalanlagen“ behandelt das Zusammenspiel von Verkehrsablauf, Technologie, Management und Infrastruktur.
Aktualisiert: 2021-12-01
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Für Außerortsstraßen (und Ortsdurchfahrten) wird seit ca. 10 Jahren ein rechnergestütztes Pavement Manage-ment System (PMS) zur operativen und strategischen Erhaltungsplanung eingesetzt. Aufgrund spezifischer Gegebenheiten, wie z. B. einer an Innerortsstraßen ausgerichteten Zustandserfassung/ bewertung oder der erforderlichen Einbeziehung von Nebenflächen (Rad-, Gehwege, Flächen für ruhenden Verkehr), ist das PMS für Außerortsstraßen nicht ohne Weiteres für kommunale Straßen anwendbar. Daher wurden Datenstrukturen und Abläufe eines praxisorientierten Systems zur optimierten operativen und strategischen Erhaltungsplanung für kommunale Straßen entwickelt, einer Testanwendung unterzogen und als Basis eines Pflichtenhefts zur informationstechnischen Umsetzung aufbereitet.
Im methodischen Ablauf erfolgt nach einer Definition des Untersuchungsgegenstandes eine Sammlung von in- und ausländischen Erfahrungen, die Hinweise zu einem Erhaltungs-Management-System-Kommunal ("EMS-K") liefern, das operativ zur Erstellung konkreter Erhaltungsprogramme sowie erhaltungsstrategisch zur Abschätzung des Erhaltungsbedarfs bzw. der künftigen Zustandsentwicklung einsetzbar ist. Unter Beachtung der "Empf
Aktualisiert: 2021-08-05
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