Verbesserte Verwaltung, Wartung und Sicherheit von Brücken
Es ist allgemein anerkannt, dass der Klimawandel ausgeglichene Wasserkreisläufe verlagert, wodurch häufiger Überschwemmungen auftreten, was wiederum die Brücken- und Verkehrsinfrastruktur gefährdet. Studien haben gezeigt, dass von allen Gefährdungspotentialen für Brücken hydraulische Gefahren (Kolk) die häufigste Ursache für das (teilweise oder vollständige) Versagen von Brückenstrukturen sind. Durch ein effizientes und wirksames System zur Verwaltung und Überwachung von Brücken sowie für meteorologische Vorhersagen können Ingenieure die Sicherheit verbessern, die Verwaltungskosten senken und sich rechtzeitig auf Hochwasserereignisse vorbereiten. Im Rahmen des Projekts BRIDGE SMS wurde ein automatisiertes, Cloud-basiertes quelloffenes Instrument zur Unterstützung der Entscheidungsfindung und Verwaltung entwickelt, das Kenntnisse aus der Hydrologie und dem Flussbau mit denen industrieller Verwaltungssysteme für Brücken kombiniert. Da die Protokolle, die Architektur und die Kommunikationskanäle bereits erprobt wurden und einsatzbereit sind, kann das System nun repliziert werden. Intelligentes Entscheidungshilfesystem Die Inspektion, Bewertung und Wartung von Brücken beruht auf einer Reihe von Kenntnissen aus Bereichen wie: Hochbau; Geotechnik; Hydraulik; Hydrologie; Materialverwaltung und Verkehrssteuerung. Das Projekt BRIDGE SMS hat mit Unterstützung des Marie-Curie-IAPP-Programms der EU die Kombination dieser Kenntnisse automatisiert, um ein intelligentes Entscheidungshilfesystem für die Bewertung und Verwaltung von Schwachstellen in der Struktur und Hydraulik von Brücken über Wasser zu entwickeln. „Mit einem neuen standardisierten Ansatz zur Inspektion von Brücken sollen die Brückeninspektions- und Berichterstattungsverfahren automatisiert werden“, so Projektkoordinator Dr. Eamon McKeogh. „Dieser Ansatz wird Brückenverwalter und Bauleiter in Kombination mit Wetter- und Hochwasservorhersagen bei der Planung von Maßnahmen und der Reduzierung der Gesamtkosten für die Brückenverwaltung unterstützen.“ Die neue Methode zur Brückeninspektion umfasst mehrere Komponenten für die Kontrolle der Brückenstruktur und Kolkbildung. Mithilfe eines speziellen Tablets können Brücken schnell geprüft und Daten vor Ort gesammelt werden. Zusammen mit einem kostengünstigen System für das Internet der Dinge zur Wetter- und Flussüberwachung kann die Hochwasservorhersage und -frühwarnung Entscheidungsträgern helfen, vorbereitende Maßnahmen vor gefährlichen Ereignissen zu treffen. Sämtliche die Brücke betreffenden Informationen wie Geometrie, Fotos und Wartungsdetails werden auf einer entsprechenden Plattform zusammengefasst dargestellt, die aus mehreren Modulen wie einem Brückenverzeichnis und GIS-Layout besteht. Diese Module können unabhängig voneinander und auf separaten Servern laufen, kommunizieren jedoch alle mit der zentralen Datenbank und dem Brückenverzeichnis. Die Plattform ermöglicht zudem auch den Zugriff auf historische, aktuelle und prognostizierte Informationen sowie den Import und Export von Daten und die Verknüpfung mit verschiedenen externen Datenbanken. Das mobile Inspektionsgerät soll insbesondere eine umfassende Lösung für das Problem der Kolkbildung an Brückenpfeilern bieten – die Abtragung des Flussbettes um die Pfeiler und Fundamente aufgrund schneller Strömungen. Das Vorhersagesystem führt Schätzungen zum Hochwasserabfluss und zur Kolktiefe bis zu zehn Tage vor dem Eintreten eines Hochwasserereignisses durch, die sich mithilfe eines Algorithmus auf den Brückenzustand und die Fundamenttiefe anwenden lassen, um eine Schwachstellenanalyse bereitzustellen. Diese Analysen entsprechen weitgehend denen manueller Inspektionen. Das System wurde an zwei Flusseinzugsgebieten in der irischen Grafschaft Cork sowie an Brücken in Kroatien und Portugal getestet. Das vollständige Produkt ist nahezu marktreif. Für neue Nutzer sind allerdings noch bestimmte Anpassungen erforderlich. „Der neue Ansatz für die Inspektion von Brücken, die Tablet-Anwendung und die Funktion zur Hochwasservorhersage stießen bei den zuständigen staatlichen Stellen auf großes Interesse“, so Dr. McKeogh. Bei zwei Industriepartnern in Irland und Portugal kommen bereits erste Versionen des Systems zum Einsatz. In der Zwischenzeit arbeitet das Team an der Verbesserung des Produkts. Die Universität Zagreb hat sogar bereits ein neues Spin-off-Unternehmen ins Leben gerufen.
Schlüsselbegriffe
BRIDGE SMS, Klimawandel, Anpassung, Abschwächung, Frühwarnung, hydraulische Gefahren, Kolk, meteorologische Vorhersagen, Hochbau, Hydrologie, Überschwemmungen
