BIM und der Digitale Zwilling im Bundesfernstraßenbau –
Die Köhlbrandbrücke in Hamburg
Brücken unterliegen permanenten statischen und dynamischen Belastungen. Genaue und regelmäßige Überprüfungen sind deshalb unerlässlich, um Schäden frühzeitig zu erkennen und zu beheben. Die Köhlbrandbrücke am Hamburger Hafen ist, als eine der zentralen Verkehrsadern der Stadt, besonderen Belastungen ausgesetzt. Durch eine Kooperation des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) und der Hamburg Port Authority (HPA) konnte ein wesentlicher Beitrag zur Forschung und Umsetzung von Digitalen Zwillingen erbracht werden.
Nicht nur der Verkehr, sondern auch Umweltbedingungen, wie Wind und Wetter, setzen Brücken fortwährend zu. Die nach DIN 1076 vorgeschriebenen diagnostischen Detailprüfungen alle 3 Jahre sollen Schäden rechtzeitig erkennen, um sie zügig zu beseitigen. Doch schleichende Prozesse wie Korrosion verlaufen nicht immer gleichmäßig. Trotz regelmäßiger Prüfung können dadurch langfristige Schäden entstehen.
Das BMDV als Innovationstreiber und HPA als Betreiber der Brücken im Hamburger Hafen, suchten daher nach Möglichkeiten, die Sicherheit dieser Verkehrsadern zu gewährleisten, Schäden vorzeitig zu erkennen, um ihnen entgegenwirken zu können und so langfristig eine nachhaltige Instandhaltung zu ermöglichen.
Entstanden ist aus dieser Kooperation ein richtungsweisendes Pilotprojekt: der Digitale Zwilling der Köhlbrandbrücke – Wahrzeichen der Stadt und wichtigste Verkehrsverbindung am Hamburger Hafen.
Der Digitale Zwilling Brücke als virtuelle dynamische Repräsentation des realen Systems und seiner Wirkzusammenhänge ist eine innovative Lösung, um zukünftig eine bedarfsgerechte und prädiktive Instandhaltung zu ermöglichen.
Der digitale Zwilling Brücke: das Projekt smartBRIDGE Hamburg
smartBRIDGE Hamburg wurde im Jahr 2019 ins Leben gerufen. Es zielt darauf ab, am Beispiel der Hamburger Köhlbrandbrücke ein Konzept für das nachhaltige Infrastruktur-Management von morgen zu entwickeln. Der Digitale Zwilling Köhlbrandbrücke basiert auf einer Virtual-Reality-Engine und einem Web-Interface.
Er umfasst sämtliche Strukturdaten der Brücke. Über 500 installierte Sensoren ermöglichen die kontinuierliche Überwachung der Brücke. Sie liefern Echtzeitdaten an den Digitalen Zwilling, die so ein vorausschauendes (intelligentes) Instandhaltungsmanagement ermöglichen. Durch die Darstellung des Bauwerks in einer virtuellen Realität ist eine interaktive Inspektion der Brücke mit 360-Grad-Ansicht möglich. Kritische Daten bzw. potenzielle Probleme werden durch ein Ampelsystem dargestellt. In den Digitalen Zwilling fließen nicht nur Echtzeitdaten der Brücke selbst ein, sondern auch externe Daten, wie Wetterbedingungen und Belastungen. Auf dieser Grundlage können präzise Prognosen und Zustandserfassungen entwickelt werden.
