Revolutionäre Methode: Brückenüberwachung per Zug – Sicherheit erhöht!

Revolutionäre Methode: Brückenüberwachung per Zug – Sicherheit erhöht!

Darmstadt, Deutschland - In der Welt der Ingenieurwissenschaften gibt es immer wieder spannende Entwicklungen, die nicht nur die Technologie voranbringen, sondern auch unser tägliches Leben beeinflussen. Aktuelles Beispiel: Dr.-Ing. Steven R. Lorenzen, der für seine Dissertation mit dem Kurt-Ruths-Preis ausgezeichnet wurde. Sein Thema dreht sich rund um Methoden zur Überwachung und Lebenszeitverlängerung von Eisenbahnbrücken, konkret durch innovative Ansätze wie das „Drive-by Monitoring“. Traditionelle Verfahren zur Brückenüberwachung sind oft eher umständlich und teuer. Lorenzen hat eine Methode entwickelt, die die Effizienz der Überwachung erheblich steigert. Er stattete Züge mit Sensoren aus, die während der Überfahrt Messungen durchführen und so das gesamte Brückennetz kontrollieren können.

Eine besonders große Herausforderung stellt die Kombination aus kurzen Spannweiten der Brücken und schnellen Zuggeschwindigkeiten dar. Lorenzen erklärt, dass er ein Verfahren zur Bestimmung der Resonanzfrequenz von Brücken entwickeltes, indem er Beschleunigungssensoren am Zug anbringt. Brücken sind nämlich nicht starr, sondern sie schwingen, und diese Schwingungen werden als Eigenfrequenz bezeichnet. Wenn eine äußere Kraft, beispielsweise ein Zug, mit dieser Frequenz übereinstimmt, kann es zu gefährlichen Resonanzüberfahrten kommen, die im schlimmsten Fall zu einem Einsturz führen können.

Gesellschaftliche Relevanz in der Brückenüberwachung

Professor Clemens Hübler, Leiter des Instituts für Statik und Konstruktion an der TU Darmstadt, betont die gesellschaftliche Bedeutung solcher innovativer Überwachungsmethoden. Laut Hübler sind Lorenzen’s Ansätze nicht nur kreativ, sondern auch äußerst vielversprechend für die Zukunft des Bauwerksmonitorings und der Baudynamik. Ein weiterer Kernpunkt von Lorenzen’s Forschung ist die Notwendigkeit, die Lebensdauer bestehender Brücken zu verlängern. In Deutschland beträgt die durchschnittliche Lebensdauer einer Eisenbahnbrücke bereits 122 Jahre. Angesichts der steigenden Verkehrsbelastungen und der Entwicklung leistungsstarker Eisenbahnfahrzeuge, die höhere Achslasten und Geschwindigkeiten mitbringen, wird dieser Aspekt besonders dringlich.

Die globale Eisenbahnbrückeninfrastruktur ist stark veraltet und es mangelt an effizienten Methoden zur Bewertung der bestehenden Strukturen. Herstellung und Installation von Sensoren auf den Brücken selbst sind oft nicht wirtschaftlich umsetzbar. Lorenzen’s Drive-by Monitoring bietet hier eine kosteneffektive Lösung, da es eine umfassende Überwachung ermöglicht, die bezahlbar und praktikabel ist. Ihre Effizienz zeigt sich auch in der Möglichkeit, die Ergebnisse zu extrapolieren – das sogenannte virtuelle Sensing, bei dem Daten an nicht direkt gemessenen Orten simuliert werden.

Der Blick über den Tellerrand: KI in der Brückenentwicklung

Und während in Darmstadt bahnbrechende Fortschritte zum Thema Brückenüberwachung gemacht werden, wird auch in der Schweiz an innovativen Lösungen gearbeitet. Eine Forschungsgruppe der ETH Zürich entwickelt neue Vorhersagemodelle zur Lebensdauerverlängerung von Eisenbahnbrücken unter Einsatz von maschinellem Lernen. Professorin Sophia Kuhn, die das Projekt leitet, betont die Notwendigkeit von KI-Modellen im Ingenieurswesen, um Konstruktionen nicht nur sicherer, sondern auch kosteneffizienter und nachhaltiger zu gestalten.

Solche Ansätze, die KI zur Unterstützung von Ingenieuren verwenden, sind besonders relevant, nachdem tragische Ereignisse wie die Brückenabbrüche in Dresden und Genua in den letzten Jahren eingetreten sind. Hier zeigt sich, wie essenziell es ist, Schädigungsprozesse frühzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren. Die entwickelten KI-Modelle unterstützen Ingenieure dabei, Brückenentwürfe zu optimieren und potenzielle Gefahren zu antizipieren.

Dr.-Ing. Steven R. Lorenzen zeigt mit seiner Forschung, dass der Wunsch nach innovativen Lösungen in der Bau- und Ingenieurbranche nicht nur vorhanden, sondern auch dringend ist. Seine Ansätze zur Brückenüberwachung könnten maßgeblich dazu beitragen, unsere Verkehrswege sicherer zu machen – ein gutes Händchen für die Zukunft unserer Infrastruktur.

Für weiterführende Informationen zu Lorenzen’s Arbeit und den Entwicklungen in der Brückenüberwachung besuchen Sie die Seite von der TU Darmstadt oder lesen Sie die Dissertation auf tuprints. Wer mehr über die Rolle von KI in diesem Bereich erfahren möchte, dem sei der Bericht auf Bayika empfohlen.