Newsletter Ausgabe 07/2026
Im Bereich des modernen Brückenmanagements ermöglichen verteilte faseroptische Sensorsysteme (engl. Distributed Fiber Optic Sensing, DFOS) eine räumlich hochauflösende Erfassung des tatsächlichen Bauwerksverhaltens. Dabei werden Glasfaserkabel direkt in Betonbauteile integriert oder an tragenden Bauteilen befestigt. Die Glasfaser dient selbst als durchgehender Sensor und misst kontinuierlich über die gesamte Länge Veränderungen im Bauwerk. Klassische Sensoren messen Bauwerksdaten ausschließlich an einzelnen, isolierten Punkten, während faseroptische Systeme ein durchgängiges, lückenloses Messprofil entlang des gesamten Kabelverlaufs liefern. Dadurch können Dehnungen, Temperaturverläufe, Verformungen, Vibrationen oder auch lokale Materialbeanspruchungen mit hohem Detailgrad erfasst werden.
Das Zukunftsinitiative Bahnbau (ZIB)-Team „Baustoffe der Zukunft“ bezeichnet diese Technologie in seinem Leitfaden Gestaltungsleitfaden Innovatives Monitoring als einen wichtigen Baustein für die digitale Zustandsüberwachung von Infrastrukturbauwerken.
Gerade bei Brücken bietet DFOS erhebliche Vorteile. Verkehrslasten, Temperaturwechsel, Materialermüdung oder Setzungen entwickeln sich häufig über Jahre und bleiben bei klassischen Sichtprüfungen lange unsichtbar. Durch die kontinuierliche und hochsensible Messtechnologie lassen sich Veränderungen im Tragverhalten deutlich früher erkennen. Kritische Belastungszonen, beginnende Rissbildungen oder ungewöhnliche Verformungen können identifiziert werden, lange bevor sichtbare Schäden entstehen. Im Gegensatz zu ortdiskreten Messmethoden muss der Ort des Schadens für die Anwendung von DFOS nicht zwingend bekannt sein. Damit kann die Installation von DFOS auch wirtschaftlich sinnvoll sein, selbst wenn noch keine Schäden bekannt sind – Stichwort Monitoring ab Stunde Null. Von dort ist der nächste Schritt das Predictive Maintenance, bei dem auf Basis der Informationen aus dem Monitoring Unterhaltungsmaßnahmen „zur rechten Zeit“ geplant und ausgeführt werden. Das ermöglicht zustandsorientierte Instandhaltungsstrategien statt rein intervallbasierter Prüfungen.
Für den Aufbau Digitaler Zwillinge ist diese Technologie besonders relevant. Ein Digitaler Zwilling besteht im Kern aus einem digitalen Bauwerksmodell, das kontinuierlich mit realen Betriebs- und Zustandsdaten angereichert wird. DFOS liefert dafür die physische Datengrundlage. Das ursprünglich aus Planung und Bau entstandene BIM-Modell wird im Betrieb um reale Lastzustände, Temperaturfelder, Materialreaktionen oder Verformungsdaten ergänzt. Dadurch entwickelt sich aus einem statischen Modell ein dynamisches Abbild des tatsächlichen Bauwerkszustands.
Wie weit diese Entwicklung bereits fortgeschritten ist, zeigt das vom Bundesministerium für Verkehr geförderte mFUND Forschungsprojekt FOSsure. Das Projektkonsortium untersucht, wie faseroptische Sensorsysteme systematisch für die Zustandsbewertung von Massivbrücken eingesetzt werden können. Im Mittelpunkt steht die Verknüpfung von Langzeitmessungen, Verkehrsbeanspruchungen, Umwelteinflüssen und datenbasierten Auswertungsmethoden. Ziel ist es, strukturelle Veränderungen (d. h. Schäden) automatisiert zu erkennen und diese Informationen direkt für die digitale Bauwerksbewertung nutzbar zu machen. Damit entstehen wesentliche Grundlagen für intelligente Brückenbauwerke, die ihren Zustand ganzheitlich erfassen und als digitale Informationsmodelle über den gesamten Lebenszyklus verfügbar machen.
Faseroptische Sensorsysteme sind eine Monitoringtechnologie mit revolutionärem Potenzial für datenbasierte Infrastrukturbewirtschaftung. Insbesondere Digitale Zwillinge, welche BIM-Modell, Auswertung von umfangreichen Monitoringdaten (auch in Echtzeit) und operatives Geschäft verbinden, bieten enorme Chancen für die Instandhaltung unserer Infrastruktur. Gerade bei langlebigen Infrastrukturbauwerken wie Brücken entsteht dadurch ein erheblicher Mehrwert für Sicherheit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit über den gesamten Lebenszyklus.
Quellen:
www.bmv.de/SharedDocs/DE/Artikel/mFUND/Projekte/fossure.html
