Zwei Fälle, ein Muster: Als im September 2024 ein Teil der Dresdner Carolabrücke einstürzte, stellte sich heraus, dass über zwei Drittel der Spannglieder an der Bruchstelle stark geschädigt waren. Doch für die reguläre Hauptprüfung, die jede deutsche Brücke alle sechs Jahre durchläuft, war die visuelle Problemerkennung diffus und nicht eindeutig. Bei der Bonner Nordbrücke war es im Juni 2026 umgekehrt: Hier schlug die Prüfung zwar an. Allerdings fielen die Schäden bei der turnusmäßigen Kontrolle zu spät auf, sodass am Ende nur die sofortige Vollsperrung mit Teilabriss und einem Neubau blieb.
Ob übersehen oder spät erkannt, beide Fälle zeugen nicht nur von schweren Infrastrukturkrisen für beide Regionen, sondern sie zeigen auch, wie sehr die alle paar Jahre stattfindende DIN-Prüfung von Brücken verbessert werden kann. Denn der feste Rhythmus, nach dem in Deutschland rund 140.000 Brücken geprüft werden, erfasst nur periodisch den Bauwerkszustand; dabei können klassische Prüfverfahren erkennbar an ihre Grenzen stoßen und zu spät anschlagen. Zwei mFUND-Projekte arbeiten daran, eine kontinuierliche Überwachung sicherzustellen und die visuelle Bauwerksprüfung genau an diesen Stellen zu unterstützen. Sie verdeutlichen, wie Sensorik genau dort ansetzen kann, wo die bisherige Prüfpraxis blind bleibt.
FOSsure: Brücken, die ihren eigenen Zustand messen
Kernfakten:
Verbundkoordinator: Institut für Massivbau, TU Dresden
Projektpartner: Austrian Institute of Technology (Wien), Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (Berlin), FOLAB GmbH (Weimar), Hentschke Bau GmbH (Bautzen)
Fördervolumen: rund 3,25 Mio. Euro (82 % Förderanteil BMV)
Laufzeit: Februar 2025 – Januar 2028
Projektansatz: Verteilte faseroptische Sensoren (DFOS) können im Gegensatz zu gängigen Punktsensoren ganze Bauwerksabschnitte mit hoher Ortsauflösung messen. Getestet werden sie an der Forschungsbrücke „openLAB“ bei Bautzen sowie an vier realen Straßenbrücken. Durch intelligente Datenauswertungen sollen strukturelle Auffälligkeiten automatisiert erkannt werden.
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Bertram Richter, Institut für Massivbau, Technische Universität Dresden, bertram.richter@tu-dresden.de
Ein Nervensystem für Brückenabschnitte, so kann man sich den Ansatz des Projekts „FOSsure“ vorstellen. Statt punktförmigen Einzelsensoren nutzt es Glasfasern mit inherenten Eigenschaften eines Lichtleiters. Die auch als faseroptische Sensoren bezeichneten Fasern, erfassen Verformungen, Risse und Belastungen nicht nur an ausgewählten diskreten Stellen, sondern kontinuierlich über ihre gesamte Länge hinweg. Kombiniert mit weiteren aufgezeichneten Daten wie Wetter-, Verkehrs- oder Bauwerksdaten kann der Bauwerkszustand genauer ermittelt und in Bewertungsroutinen implementiert werden – ein Paradigmenwechsel in der Bewertung des baulichen Zustands von Brücken. „Die Faseroptik bietet ein enormes Potenzial für das Bauwesen: Mit nur einem Kabel können wir unterschiedliche physikalische Größen an vielen Stellen gleichzeitig messen und so einzigartige Einblicke ins Tragwerksverhalten gewinnen“, erklärt Projektleiter Dipl.-Ing. Bertram Richter die Vorteile der Messtechnik mit den punktförmigen Einzelsensoren.
An der Forschungsbrücke „openLAB“ bei Bautzen sowie an vier realen Straßenbrücken erproben die Projektpartner unter Führung der Technischen Universität Dresden, wie sich aus den Datenmengen zuverlässige Schadensindikatoren ableiten lassen. Ihr Ziel ist es, eine automatisierte Aus- und Bewertung großer Datenmengen zu entwickeln und in das existierende Instandhaltungsmanagement zu integrieren. Vergleichsmessungen zwischen unterschiedlichen Systemen und Messprinzipien zum Beispiel hinsichtlich der Übertragbarkeit von Sensor-Metadaten dienen dazu, ihre Interoperabilität zu analysieren.
ImBrAs: ein digitaler Zwilling als Frühwarnsystem
Kernfakten:
Konsortialführung: Hochschule Bochum zusammen mit der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe, Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT, Schüßler-Plan Digital GmbH, HHVISION GmbH & Co KG, Bundesanstalt für Straßen- und VerkehrswesenFördervolumen: rund 2,48 Mio. Euro (77 % Förderanteil mFUND)
Laufzeit: Februar 2025 bis Januar 2028
Projektansatz: Ein digitaler Zwilling einer realen Brücke wird mit Sensordaten, Laborsimulationen und Belastungstests abgeglichen. Über eine eigens entwickelte XR-Schnittstelle (Extended Reality) sollen Prüferinnen und Prüfer die Ergebnisse intuitiv einsehen können. Das Ziel ist eine frühere und genauere Schadenserkennung.
Ansprechpartner: Prof. Dr. Ing. Martin Mertens, Hochschule Bochum, martin.mertens@hs-bochum.de
Statt neue Sensorik zu entwickeln, setzt „ImBrAs“ – kurz für Immersive Bridge Analytics – an einem anderen zentralen Digitalisierungsproblem an. Längst gibt es zahlreiche digitale Einzellösungen für die Schadensdiagnostik an Brücken, doch in der Praxis werden sie kaum systematisch miteinander kombiniert. So kann es vorkommen, dass das Sammeln von Bauzustandsdaten, sei es aus den erwähnten Regelprüfungen nach DIN 1076 oder durch andere datengetriebene Verfahren, zu einer unübersehbaren Menge an unverknüpften Daten führt. In Gänze lassen sich diese Daten nur sehr schwer auswerten und verschwinden schlimmstenfalls sogar in der Schublade. Die These des Projektkonsortiums: Erst ein koordiniertes Zusammenspiel vorhandener Tools, wie Sensordaten, Laborversuche und statische Berechnungen gegebenenfalls kombiniert mit Belastungstests, erlaubt eine aussagefähige und umfassende Bauzustandsanalyse und ermöglicht fundierte Schadenerfassungen und Schadensprognosen. Anders als bisher werden hier nicht mehr isolierte Einzeldaten dokumentiert, sondern es wird ein Gesamtbild des Bauwerkszustandes erstellt. „Unser Wunsch war und ist es, den Missstand unverknüpfter Daten aufzuheben und ein entsprechendes Tool zu einer sicheren Schadensbewertung und Schadensfortschrittdiagnose zu entwickeln“, beschreibt Konsortialführer Professor Martin Mertens von der Hochschule Bochum das Ziel des mFUND-Projekts.
Dafür führen die Projektpartner bestehende digitale Verfahren an einem digitalen Zwilling, dem virtuellen Abbild einer realen Brücke, zusammen und bereichern es mit Daten aus Messungen vom Bauwerk oder aus der Analytik, so dass ein umfassendes Bild über den baulichen Zustand des Bauwerks entsteht. Über einen Demonstrator mit einer eigens entwickelten XR-Schnittstelle erhalten sowohl Bauwerksprüfende als auch Baulastträger direkten Einblick in die Projektergebnisse und können künftig weitgehend intuitiv erkennen, wo sich Schäden anbahnen. So wollen die Projektpartner ein effektives, wirtschaftliches Bauwerksmanagement schaffen, das vorhandene Möglichkeiten der Digitalisierung erstmals konsequent zusammenführt, statt sie nebeneinanderher laufen zu lassen. „Das von uns angestrebte Verfahren kann Auskunft über den Lebenszyklus eines Bauwerks im Zusammenhang mit einem möglich vorhandenen Instandsetzungsbedarf geben. So lassen sich Investitions- und Ressourcenbedarf in den kommunalen Tiefbauämtern effektiv über Dekaden hinweg prognostizieren.“ Das kostenintensive „Kleinklein“ bei der kommunalen Bauwerksunterhaltung kann anstelle eines zielführenden Ressourceneinsatzes entfallen. Deswegen versteht sich „ImBrAs“ auch explizit als Teil eines größeren mFUND-Projektclusters zur Bauwerksdiagnostik und arbeitet mit Projekten wie „Smart Tendon“ und „MultiSens+“ zusammen.
Beide Projekte verfolgen also unterschiedliche Wege: flächendeckende Sensordaten hier, digitaler Zwilling mit XR-Schnittstelle dort. Doch das Ziel eint sie. Die 140.000 Brücken in Deutschland sollen länger sicher nutzbar bleiben, ohne dass eine Prüfung Wochen dauern muss oder teure Sanierungen zu spät beziehungsweise wie in Dresden gar nicht erkannt werden.