31. März 2021

Mit 100+ die Lebensdauer von Bauwerken verlängern

Die Bauingenieure der TU Dresden haben erfolgreich ein neues Schwerpunktprogramm (SPP) der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG initiiert. Das Projekt „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ ist eines von insgesamt 13 Schwerpunktprogrammen – und eines von zwei neuen SPP an der TU Dresden –, das jetzt vom Senat der DFG in einer virtuellen Sitzung den Zuschlag erhielt. Die Förderung in Höhe von 2,4 Millionen Euro pro Jahr erfolgt zunächst für drei Jahre, eine 2. Förderphase wird angestrebt.

Ideengeber war Prof. Steffen Marx, ehemals Professor für Massivbau an der Leibniz-Universität Hannover und seit einem Jahr Inhaber der „DB Netz AG – Stiftungsprofessur für Ingenieurbau“ am Institut für Massivbau der TU Dresden. Steffen Marx ist Brückenbauer mit Leib und Seele. In Forschung und Praxis beschäftigt er sich seit vielen Jahren mit modernem Brückenneubau, aber auch mit dem Bauen im Bestand, Konzepten zur Bauwerksüberwachung, dem Monitoring von Bauwerksreaktionen und der zerstörungsfreien Erfassung und Bewertung von Schäden. 

Ansatz des SPP ist die Tatsache, dass der Zustand eines Bauwerks – ähnlich dem von Menschen – mit fortschreitendem Lebensalter von einer immer schneller zunehmenden Degradation geprägt ist. Frühzeitige, vorbeugende Maßnahmen gegen Alterung sind Grundvoraussetzung, um die Nutzbarkeit komplexer Bauwerke zu verlängern. Ziel muss die prädiktive Instandhaltung sein. Dafür bedarf es grundlegender Forschung zu den Methoden der Erfassung, Verknüpfung und Bewertung verschiedenster Daten bspw. zu Geometrie, Material, Beanspruchung und Alterung. Die Digitalisierung, insbesondere das Konzept des digitalen Zwillings, erlangt in diesem Kontext eine völlig neue Bedeutung. Sie ermöglicht die Kombination und Echtzeitauswertung sämtlicher für Betrieb und Instandhaltung erforderlicher Daten und deren Implementierung in Zustands- und Prognosemodelle.

Grundlagenforschung ist in drei interdisziplinären Forschungsbereichen geplant. Im Bereich „Digitale Modelle“ sollen Methoden entwickelt werden, um aus heterogenen Bestandsdaten weitgehend automatisiert georeferenzierte, objektorientierte 3D-Modelle zu erzeugen, die neben der Geometrie auch semantische Informationen enthalten. Thema des Bereichs „Digitale Verknüpfung“ ist, wie die zeitvarianten Zustandsinformationen des realen Objektes mittels innovativer Echtzeit-Monitoringkonzepte aufbereitet und mit dem digitalen Zwilling verknüpft werden können. Um riesige Datenmengen unterschiedlichster Struktur und Herkunft automatisiert in eine vom Ingenieur schnell und weitgehend intuitiv erfassbare Zustandsinformation umzuwandeln, ist wissenschaftliche Methodenentwicklung zu „Zustandsindikatoren“ geplant, die auf Grundlage physikalischer und mathematischer Modelle und mithilfe künstlicher Intelligenz entwickelt werden sollen.

Aktuell wird an der Ausschreibung für das SPP „Hundert plus“ gearbeitet, die für den Sommer 2021 angestrebt wird.
-> Zur News des IMB der TU Dresden.


Foto ©Forschungsprojekt DIMARB: Digitaler Zwilling der Grubentalbrücke.

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