Vibrierende Brücken unter die Lupe nehmen

4. Mai 2010, 18:43
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Ein Wiener Ingenieurbüro beurteilt den Zustand von Bauwerken mithilfe von Schwingungsmessungen

Mit der regelmäßigen Inspektion von Bauwerken verdient das Wiener Ingenieurbüro VCE schon länger gutes Geld. Nicht nur in Europa - denn Brücken, die einer Überprüfung standhalten müssen, gibt es auf der ganzen Welt. Doch nicht überall sind sie so einsturzgefährdet wie in den USA: Jedes Jahr kollabieren in den Staaten 50 Überführungen. Mit dieser imposanten Statistik im Kopf reist Helmut Wenzel, der Gründer der VCE, demnächst in den US-Bundesstaat New Jersey. Ihn hat der Ruf ereilt, die Brücke I-202 in Newark zu bewerten. Deshalb wird sich auch eine Risslupe in Wenzels Reisegepäck befinden: "Mit ihrer Hilfe beurteilen wir die erwartbare Lebensdauer der Brücke", verrät Wenzel. Diese subjektive Sichtbewertung behagt dem Bauprofi jedoch nicht sonderlich. Weil Fehler durchschlüpfen, wie Wenzel sehr zu seinem Ärger feststellen musste: In einem Blindtest "gelangten von 21 Prüfern nur drei zum richtigen Ergebnis".

Verständlich, dass Wenzel Kunden wie der Asfinag verlässlichere Zahlen für den Lebenszyklus von Gebäuden vorlegen will. In dem vom Infrastrukturministerium in der ersten Ausschreibung mit 600.000 Euro geförderten Projekt Mimosa, welches Teil der von Fit-IT ins Leben gerufenen Initiative "Modsim Computational Mathematics" ist, tastet er deshalb mit Innsbrucker und Tokioter Forschern die Möglichkeiten der Schwingungsmessung ab.

Einstürze verhindern

"Materialschwingungen liefern alle relevanten Informationen über den Bauwerkszustand", erklärt er. Seine Vision: Bis 2020 sollen so alle wichtigen Bauwerke weltweit per Internet überwacht werden - permanent. Testweise geschieht dies schon bei 14 mehr oder weniger exponierten Bauten - unter anderem auf der Europabrücke der Brennerautobahn: "Ihr Einsturz wäre ein Kollaps für die gesamte Region", begründet Wenzel die Wahl.

Raschere Aussagen über die Nutzbarkeit von Bauten wünscht sich Wenzel auch im Katastrophenfall. Stichwort Erdbeben: Mit hochgenauen Messungen könnte man bauliche Gegenmaßnahmen - etwa die Errichtung von Stützpfeilern - rechtzeitig einleiten. Doch ganz so weit ist man noch nicht. "Das Messen selbst ist nicht die Schwierigkeit", erklärt Wenzel. Tests mit Sensoren auf der Westautobahnüberführung S101 im oberösterreichischen Reibersdorf waren sehr erfolgreich. Höher liegt die Latte bei der Interpretation des aufgezeichneten Materials. "Das Hauptproblem sind die Launen der Natur", erklärt Wenzel. Denn die Messungen enthielten nicht nur die Charakteristik des Tragwerks. "Auch sämtliche Umwelteinflüsse sind in dem 50-Gigabyte-Datenpaket, das wir täglich produzieren, abgebildet." Selbst ein sanfter Frühlingshauch oder eine Wolke verzerren das Schwingungsergebnis.

Dann sind die Mathematiker gefragt: "Sie müssen mühsam Ereignis für Ereignis herausrechnen", erklärt Wenzel. Differenzialgleichungen zweiter Ordnung "würden dabei viel zu kurz greifen", gibt er ein Gefühl für die Komplexität der Gleichungssysteme.

Typische Störenfriede im Frequenzband einer Brücke sind auch Lkws - beim Eliminieren dieser erfüllten sich die Hoffnungen der Forscher immerhin schon. Nun will man Kontrolle über die restlichen Umwelteinflüsse gewinnen. Mit den effizienteren Messungen dürfte man dann verstärkt in Asien punkten können. Vielen Bauwerken wohnt dort fast schon eine selbstzerstörerische Bestimmung inne: "Die Koror-Brücke auf den Philippinen, aber auch die Songsu-Brücke in Korea wurden nicht sehr alt", erinnert sich Wenzel.

Sichere Bauten in Österreich

In Europa baut man vergleichsweise sicher: Bei mehr als einer Million Brücken stürzen im Schnitt jährlich 18 ein. Auch in Österreich ist Alarmstimmung unangebracht - auch wenn Wenzel einen wunden Punkt ausmacht: Einige der rund 70.000 Brücken seien mehr als 40 Jahre alt. Sie nicht penibel zu untersuchen, hält Wenzel deshalb für ein Risiko: "Viele Bauwerke wurden damals nicht für ein so großes Verkehrsaufkommen ausgelegt."

Mittlerweile läuft die dritte Ausschreibungsrunde: Bis zum 5. Juli werden Projekte bei der FFG noch angenommen. VCE-Gründer Wenzel hofft auf eine neuerliche Bewilligung. (Daniel Pohselt/DER STANDARD, Printausgabe, 5. 5. 2010) 


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