Das Bundesfernstraßennetz ist verschiedenen Herausforderungen wie u.a. das gesteigerte Verkehrsaufkommen und die hohe Altersstruktur der Bauwerke ausgesetzt. Aktuell basiert das Erhaltungsmanagement von Brücken auf regelmäßigen Bauwerksinspektionen, die weitestgehend aus einer visuellen Bewertung bestehen. Um den derzeitigen Herausforderungen adäquat zu begegnen sowie vorausschauend handeln zu können, müssen neue, effektive und effiziente Lösungen gefunden werden. Daher hat die BASt 2011 den Forschungsschwerpunkt „Intelligente Brücke“ ins Leben gerufen. Unter Verwendung digitaler Technologien und Methoden wurde damit eine Grundlage für ein prädiktives Erhaltungsmanagement geschaffen, welches Bauwerkseigentümer bei der Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit ihrer Bauwerke unterstützen soll. Im Rahmen dieses Berichts wurden die relevanten zumeist konzeptionellen Arbeiten aus den Jahren 2011 bis 2020 zusammengestellt. Der Fokus liegt dabei auf den Aspekten Datenerfassung, -aufbereitung, -analyse und -bewertung, -management sowie Qualitätssicherung. Die erfolgten Arbeiten bilden die Grundlage für die Realisierung verschiedener Reallabore, in denen ausgewählte Entwicklungen und Forschungsansätze an Bauwerken unter realen Bedingungen erprobt, bewertet und weiterentwickelt werden. Das Reallabor „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ wird in diesem Bericht im Detail vorgestellt und die eingesetzten Systeme hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit und Dauerhaftigkeit beurteilt. Bei dem Bauwerk handelt es sich um eine vierfeldrige Spannbeton-Hohlkastenbrücke, die mit den vier Messsytemen „Brückenkennwerte“, „drahtloses Sensornetzwerk“, „instrumentierte Lager“ und „instrumentierter Fahrbahnübergang“ ausgestattet ist. Über einen Zeitraum von 5 Jahren erfolgen an dem Reallabor Forschungsprojekte, mit dem Ziel, die Messsysteme im Zusammenhang zu Demonstrieren und Verfahren zur zuverlässigen Erfassung und automatisierten Auswertung sowie eine Webanwendung zur Publikation der Ergebnisse zu entwickeln. Damit stehen Informationen zu Verkehr, Wetter- und Klimaeinflüssen, bauteil- und bauwerksbezogene Kennwerte zur Verfügung. Durch die kontinuierlichen Erkenntnisse zu Einwirkungen und Status des Bauwerks und der instrumentierten Bauteile kann der Betreiber der Brücke unterstützt werden. Die im Rahmen des Reallabors „Intelligente Brücke im Digitalen Testfeld Autobahn“ gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen schaffen eine wichtige Grundlage für die Konzeption weiterer Reallabore. Anhand von Reallaboren werden kontinuierlich Realdaten generiert, die als Grundlage für weitere Forschung dienen können im Hinblick auf u.a. die Verifizierung von Systemannahmen, Überprüfung und Kalibrierung von Ingenieurmodellen sowie die Weiterentwicklung von datenbasierten Algorithmen. Darüber hinaus bieten Reallabore optimale Bedingungen zur Erprobung und Weiterentwicklung von praxistauglichen und zuverlässigen Innovationen.

Seit ca. 2016 verfolgt das Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur (ab 12/2021 Bundesministerium für Digitales und Verkehr) das Konzept, bedingt begehbare Hohlkästen im Bedarfsfall zu öffnen und handnah insbesondere auf Schweißnahtrisse zu prüfen [3]. Um solche Prüfungen zu erleichtern, sind solche Hohlkästen im Inneren seit der Neuausgabe der ZTV-ING 4-3 [4] und TL KOR-Stahlbauten [5] mit einer Beschichtung nach TL-Blatt 50 zu versehen. Im Rahmen des Ersatzneubaus der Brücke über den Petersdorfer See im Zuge der BAB A 19 zwischen der Anschlussstelle Waren (Müritz) und Malchow begleitete die BASt ein Pilotprojekt, in dem erstmalig die Innenbeschichtung von Hohlkästen nach TL-Blatt 50 ausgeführt wurde. Die Grundlage für die Ausführung waren die ZTV-ING 4-3 und die TL KOR-Stahlbauten jeweils in der Entwurfsfassung, Stand 2017 sowie die Zustimmung im Einzelfall. Während der Ausführung der Pilotmaßnahme und vor Veröffentlichung der ZTV-ING 4-3 [4] und der TL/TP-ING [5] wurde das TL-Blatt 50 auf Grundlage bereits gesammelter Erfahrungen modifiziert, um den Aufwand für künftige Projekte mit dem TL-Blatt 50 zu reduzieren und den Umgang an Oberflächen aus dem Werk und auf der Baustelle im Inneren einander anzugleichen. Die Erprobung des TL-Blattes 50 im vorliegenden Fall erfolgte in Hohlkästen, die deutlich größere Abmessungen besitzen als im aktuellen Regelwerk zur Anwendung von TL-Blatt 50 vorgesehen. Gesammelte Erfahrungen im Rahmen der Pilotmaßnahme sind nur eingeschränkt auf bedingt begehbare Hohlkästen zu übertragen. Es wird empfohlen, das TL-Blatt 50 an bedingt begehbaren Bauwerken zu erproben sowie entstandene Kosten der Beschichtung nach TL-Blatt 50 in eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der späteren Notbegehung einzubeziehen. Ferner wird empfohlen, die Notwendigkeit, Baustellenmontagestöße im Inneren von luftdicht verschlossenen Hohlkästen zu beschichten, auf Grundlage der Auslagerungsergebnisse der geschweißten Proben (erwartet in 2026) zu prüfen.