Versuchsstand
Redundant ausgestattetes Reallabor
Ein Neubauwerk mit robuster Sensorik ermöglicht langfristige Beobachtung unter realen Betriebs- und Umweltbedingungen.
Reallabor · Brücken & Verkehrsinfrastruktur
Digitale Brücke
Schwindegg.
Ein reales Brückenbauwerk als Grundlage für einen datengetriebenen hybriden Digitalen Zwilling.
2022
Errichteter
Ersatzneubau
Ersatzneubau
140
physische Sensoren
170
unabhängige
Messwerte
Messwerte
24/7
technische
Datenbasis
Datenbasis
Kurz erklärt
Eine Brücke wird digital lesbar.
Auf dem Weg zum datengetriebenen Digitalen Zwilling sind die Erhebung, Übertragung, Ablage und Weiterverarbeitung von Messdaten entscheidend.
Die Digitale Brücke Schwindegg verbindet deshalb ein reales Bauwerk mit fest eingebauter und nachträglich montierter Sensorik, einer technischen Infrastruktur für Messtechnik und Telekommunikation sowie einer digitalen Plattform. Geometrische Informationen und dynamische Messdaten fließen zu einem digitalen Abbild zusammen.
Der Demonstrator dient als Reallabor, um Prognosemodelle für die Zustandsüberwachung von Brückenbauwerken zu entwickeln und den geschlossenen Kreislauf zwischen physischer und digitaler Welt zu untersuchen.
Warum ist das relevant?
Veränderungen früher erkennen und verstehen. Infrastruktur fundierter bewerten.
Methoden & Technologien entdecken
Vom Bauwerk zum Digitalen Zwilling
Ein Kreislauf zwischen Realität und Modell.
Folgende vier Ebenen greifen ineinander. Der Digitale Zwilling ist nicht nur eine Abbildung der Brücke, sondern Teil eines fortlaufenden Rückkopplungsprozesses.
1. Reale Brücke
Das Bauwerk, seine Geometrie und sein tatsächliches Verhalten bilden den Ausgangspunkt.
2. Sensorik
Fest eingebaute und nachträglich montierte Sensoren erfassen Zustands-, Belastungs- und Umweltdaten.
3. Daten & Modelle
3D-Laserscans, eingemessene Sensorpositionen, Berechnungsmodelle/Simulationen und dynamische Messdaten werden digital zusammengeführt.
4. Rückkopplung
Erkenntnisse aus Analyse und Prognose fließen in Bewertung, Messstrategie und weitere Untersuchungen zurück.
Technische Ausstattung
Was an der Brücke gemessen wird.
Die Sensorik wurde bereits während der Planung und des Bauablaufs berücksichtigt. Ein Teil wurde dauerhaft in das Bauwerk eingebaut, weitere Sensoren wurden nach Fertigstellung montiert.
Sensoren wurden unter anderem im Bohrpfahlkopf, in der Widerlagerwand, in der Rahmenecke und in den Fertigteilen verbaut.
– Dehnungssensoren
– Temperatursensoren
– faseroptische Sensoren
Ergänzende Systeme erfassen Bewegungen und dynamische Reaktionen des fertigen Bauwerks.
– Setzungen über Schlauchwaagen
– Temperatur
– Neigungen
– Erddruck
– Beschleunigungen
– Dehnungen
Am Technikblock werden die Umweltbedingungen erfasst, um die erhobenen Bauwerksdaten besser einordnen zu können.
– Lufttemperatur
– Luftfeuchtigkeit
– Luftdruck
– Windgeschwindigkeit und -richtung
– Sonneneinstrahlung
– Niederschlag
Ein Technikcontainer stellt Stromversorgung und Internetanbindung bereit. Die Messdaten werden in das Netzwerk der Universität der Bundeswehr München übertragen.
Wie die Daten zusammenfließen
Geometrie und Dynamik bilden gemeinsam den Zwilling.
Geometrische Grundlage
3D-Laserscans und eingemessene Sensorpositionen
Betonierabschnitte wurden dreidimensional erfasst. Bauwerksdaten, Geometrie und Sensorpositionen bilden die räumliche Grundlage des Digitalen Zwillings.
Dynamische Daten
Messwerte fließen fortlaufend in das Modell
Die sensorischen Daten werden mit den geometrischen Informationen verbunden und für Prognosemodelle zur Zustandsüberwachung genutzt.
Alleinstellungsmerkmale
Was das Reallabor besonders macht.
01
02
Eigene Plattform für Digitale Zwillinge
Mit dem Industrie-4.0 Standard der Asset Administration Shells werden Bauwerksinformationen und dynamische Sensordaten vereinigt. Mit der eigenentwickelten Plattform BBox erfolgt der Zugriff auf die Daten.
Ergebnisse & Einblicke
Was aus dem Reallabor entsteht.
Reale Brücke
Alle das Bauwerk betreffenden Komponenten werden in ein einheitliches Koordinatensystem transferiert.
Sensorik
Für den Einbau vor Betonage und die nachträgliche Installation geeignete Sensoren wurden identifiziert. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden in Folgeprojekten verwendet.
Daten & Modelle
Die Daten werden zur weiteren Nutzung aus der Plattform zur Verfügung gestellt. Es wird an neuen Auswertemethoden mit maschinellem Lernen oder klassischen statistischen Verfahren geforscht.
Downloads & Materialien
Zum Reallabor weiterlesen.
Das Factsheet bündelt die wichtigsten technischen Eckdaten des Reallabors. Ergänzend geben Publikationen, Projektberichte sowie Bild- und Videomaterial vertiefende Einblicke in Forschung, Betrieb und Ergebnisse der Digitalen Brücke Schwindegg.
Wissenschaftlicher Kontakt
Kompetenz bleibt ansprechbar.
Das Reallabor und die im Projekt aufgebauten Kompetenzen sind am Institut für konstruktiven Ingenieurbau der Universität der Bundeswehr München verankert.
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Thomas Braml
Wissenschaftliche Leitung
Johannes Wimmer, M.Eng.
Projekt und Reallabor
Institut für konstruktiven Ingenieurbau
Universität der Bundeswehr München
Weitere Demonstratoren
Forschung in anderen Umgebungen.
Versuchsanlage
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