Kira Peper, M. Sc.

Der Zustand deutscher Brücken an Autobahnen und Bundesstraßen verschlechterte sich in den letzten Jahren kontinuierlich. Dabei hat das stetig wachsende Verkehrsaufkommen, begleitet durch ein nachhaltig gestiegenes Gesamtgewicht, insbesondere des Schwerlastverkehrs, die Brücken in Deutschland in der Vergangenheit zunehmend stark beansprucht. Daher ist es dringend notwendig, dass für Straßen- und Bahnbrücken im Bestand, aber auch für neugebaute oder in gutem Zustand befindliche Brücken, ein regelmäßiges Monitoring respektive eine in kurzen Abständen stattfindende Inspizierung, erfolgt. Nur damit kann erreicht werden, dass frühzeitig bautypische Schäden identifiziert werden und die Lebensdauer der Brücken vor dem Hintergrund der prognostizierten, weiter zunehmenden Verkehrsbelastung verlängert werden kann. Instandsetzungsmaßnahmen können so frühzeitig durchgeführt und damit in Summe sogar reduziert werden.

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Stahlkassettenprofile sind vorgefertigte Bauelemente aus Stahl, die in der Bauindustrie als tragende oder aussteifende Wand- und Deckensysteme eingesetzt werden. Sie bieten eine hohe Flexibilität und Tragfähigkeit, eignen sich zur schnellen Montage und sind dank ihrer modularen Bauweise besonders für den Einsatz in großflächigen Gebäudehüllen geeignet.

Das Forschungsprojekt untersucht die Verbesserung der Stahlkassettenwände, um ihre Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und Tragfähigkeit zu erhöhen. Diese Leichtbauelemente sind vollständig zerlegbar und recyclingfähig, bieten jedoch strukturelle Schwächen bei der Ableitung der Vertikallasten der Fassadenverkleidung. Durch die Entwicklung neuer Wandhalter- und Tragkonsolen sollen die bestehenden Probleme, wie Wärmebrücken und unzureichende Tragfähigkeit für höhere Lasten, überwunden werden. Außerdem sollen die Konstruktionen für den Einsatz alternativer Fassadenelemente, wie photovoltaische oder solarthermische Systeme, angepasst werden.

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Zahlreiche Straßen- und Eisenbahnbrücken in Deutschland sind überaltert und durch steigende Verkehrsbelastungen stark beansprucht. Insbesondere bei Stahlbrücken liegen die ursprünglichen Planungsunterlagen häufig nur analog, unvollständig oder in schlechter Qualität vor. Für Nachrechnungen, Instandsetzungen und Modernisierungen fehlt damit eine verlässliche digitale Datenbasis.
Das Forschungsprojekt BIM-BauD – BIM im Baubestand: Digitalisierung stahlbaulicher Strukturen entwickelt innovative Methoden zur (teil-)automatisierten Erstellung digitaler 3D-BIM-Modelle bestehender Stahlbrücken. Ziel ist es, analoge 2D-Bestandspläne mit modernen Messdaten – etwa aus Laserscanning oder UAV-gestützter Photogrammetrie – zu kombinieren und daraus realitätsnahe, semantisch angereicherte digitale Zwillinge zu erzeugen, welche als Basis für Instandsetzungsmaßnahmen oder Nachrechnungen genutzt werden können.

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