Innovation durch Forschung

Gregor Schacht Artikel veröffentlicht: 11.12.2020

Technologischer Fortschritt wird getrieben durch die Suche nach neuen Erkenntnissen oder die Verbesserung und Weiterentwicklung bestehender Lösungen.

Innovationsgeist: der Schlüssel im Umgang mit den aktuellen Herausforderungen

Die rasante technische Entwicklung in allen Bereichen des menschlichen Lebens stellt auch für uns Bauingenieure eine enorme Chance dar. Die neuen Technologien, Materialien und Methoden ermöglichen die Entstehung moderner, langlebiger Neubauten aber auch den effizienteren Umgang mit unserem Bestand. Diese Kombination bildet die Grundlage für eine zukunftsfähige Infrastruktur.

Dieser Entwicklungsprozess erfordert von uns einen innovativen Geist, um diese Möglichkeiten richtig und zielorientiert einzusetzen sowie neue Potentiale zu erkennen.

Als praktisch tätige Ingenieure sind wir bestrebt, Erkenntnisse aus der Forschung in innovative Lösungen für baupraktische Anwendungen zu überführen.
Wir sind bei MKP davon überzeugt, dass die Kombination unserer breiten Expertise im Umgang mit Bauwerken und unser Innovationsgeist die richtige Strategie im Umgang mit den aktuellen Herausforderungen ist.

Digitalisierung im Bauwesen

Die Digitalisierung kennzeichnet unser Zeitalter. Die zunehmende Etablierung der BIM-Methodik über den gesamten Lebenszyklus von Bauwerken ist eine Anwendung der Digitalisierung im Bauwesen.

Wir von MKP sehen den Mehrwert dieser digitalen Entwicklung vor allem in der Verknüpfung aller vorhandenen Informationen, in der Automatisierung der Erstellung der Modelle sowie im Einsatz effizienter Methoden (z. B. KI) für die Auswertung der Daten.

Das Konzept des digitalen Zwillings, der diese verschiedene Aspekte vereint, wird in Zukunft eine wesentliche Rolle in der Überwachung, Bewertung und Erhaltung von bestehenden Bauwerken darstellen. Durch kontinuierliche Weiterentwicklung der Methoden in verschiedenen Forschungsvorhaben und Projekten tragen wir zur Revolution der Instandhaltung von Brücken bei.

Das Konzept des digitalen Zwillings am Beispiel des Projekts smartBRIDGE (Köhlbrandbrücke, Hamburg)

Bauen im Bestand

Der Anteil bestehender Infrastruktur und Bauwerke nimmt im Vergleich zum klassischen Neubau immer weiter zu. Der Umgang mit der bestehenden Bausubstanz erfordert oftmals besondere Ansätze. Wir engagieren uns in anwendungsnahen Forschungsprojekten, die zu einer Verbesserung der Möglichkeiten zur Bewertung der Tragsicherheit von bestehenden Hoch- und Brückenbauwerken beitragen. Ein spezieller Schwerpunkt liegt hierbei in der Bewertung durch experimentelle Verfahren, wie Belastungsversuche zur Überprüfung von numerischen Simulationen oder zur direkten Bestimmung der Tragsicherheit.

Belastungsversuch an der Allerbrücke bei Verden

Monitoring

Unsere langjährigen Erfahrungen in der Planung, Ausführung und Bewertung von Monitoringmaßnahmen an Brückenbauwerken bilden die Grundlage für die Entwicklung und anwendungsspezifische Anpassung neuer Messtechniken an die Anforderungen aus der Praxis. Neben Langzeitüberwachungen des globalen Trag- und Verformungsverhaltens von Brücken sind wir auch auf spezielle Messaufgaben der Schienenspannungsüberwachung und der Erfassung und Bewertung der dynamischen Bauwerkseigenschaften spezialisiert. Wir sind an zahlreichen Forschungsvorhaben beteiligt, um an die aktuellen Entwicklungen angeschlossen zu sein und diese in die Praxis zu überführen.

Entwicklung eines Schallemissionssystems für spannungsrisskorrosionsgeschädigten Brücken

Aktuelle Projekte

DTPIALM: Digital Twin Platform for Infrastructure Asset Lifecycle Management"

Das kanadisch-deutsche Verbundvorhaben zielt auf die Entwicklung eines Konzepts zur Verbesserung des Asset–Lifecycle–Managements (ALM) ab. Hierfür soll erstmalig eine anwendungsorientierte Integration von Strukturbauteilen für die Zustandsüberwachung auf eine Plattform für Digitale Zwillinge stattfinden. Dadurch werden Wettbewerbsvorteile durch die Definition von Vorhersagemodellen erwartet.

Fördergeber: BMBF, Projektträger: DLR
Projektlaufzeit: Apr. 2021 bis Mrz. 2024

 

SI-Modeling: Structural Information Modeling

In dem Forschungsprojekt wird ein Verfahren entwickelt, durch das die inneren Strukturen und Zustände von Bestandsbauwerken mit Hilfe eines Bohrkanalscanners erfasst werden und in ein 3D-Modell implementiert werden.
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Fördergeber: BMVI
Projektlaufzeit: Jan. 2021 bis Dez. 2021

 

ZP-Verfahren für IB: Zerstörende Prüfverfahren für Ingenieurbauwerke aus Stahl, Stahlbeton und Spannbeton

In dem Forschungsprojekt werden praxisrelevante zerstörungsarme Untersuchungsziele und Untersuchungsverfahren zusammengestellt, bewertet und methodisch mit zerstörungsfreien Untersuchungen verknüpft.

Fördergeber: EBA, Projektträger: DZSF
Projektlaufzeit: Okt. 2020 bis Mär. 2022

 

Digitale BWD: Digitale Bauwerksdiagnostik

Im Projekt „Digitale Bauwerksdiagnostik“ werden die wichtigsten zerstörungsfreien Prüfverfahren im Bauwesen (ZfP) für die Untersuchungen an Stahlbeton- und Spannbetonbauwerken zu einer digitalen Auswertung mit Raum- und Zeitbezug zusammengeführt. Die Ergebnisse werden zur bestmöglichen Visualisierung ortsgenau in ein 3D-Bauwerksmodell implementiert und dem Nutzer entsprechend der User Experience (UX) in unterschiedlichen Detailtiefen zur Verfügung gestellt.
Mehr Infos zum Vorhaben...

Fördergeber: TMWWDG, Projektträger: TAB
Projektlaufzeit: Jul. 2020 bis Okt. 2022

 

KISWind: KI-unterstütztes Schallemissionsmonitoring zur automatischen Schadenserkennung in Tragstrukturen von Windenergieanlagen

Im Rahmen des Projektes KISWind soll ein System zur automatisierten Dauerüberwachung der hochbeanspruchten Spannglieder und deren Verankerungen in Hybridtürmen von Windenergieanlagen entwickelt werden. Ziel ist es, Schädigungsereignissen und Anomalien mithilfe der Schallemissionsanalyse und innovativer Auswertemethoden aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) zu erkennen.

Fördergeber: BMWi, Projektträger: PTJ
Projektlaufzeit: Jul. 2020 bis Jun. 2023

 

DiMaRB: Digitale Instandhaltung von Eisenbahnbrücken

In dem Projekt DiMaRB soll ein digitales, präventives Instandhaltungskonzept für Eisenbahnbrücken entwickelt werden, welches auf der Nutzung von Structural Health Monitoring und der gesamten Datenintegration in einem digitalen Bauwerksmodell unter Anwendung der BIM-Methode basiert. Das Projekt liefert damit einen Beitrag zur Digitalisierung der Infrastruktur und seiner Instandhaltung.

Fördergeber: BMVI, Projektträger: TÜV Rheinland
Projektlaufzeit: Sep. 2018 bis Aug. 2021

 

HyTowering: Optimierung der Bemessung hybrider Türme und Entwicklung eines geeigneten Monitoringkonzepts zur Schadensdetektion und –quantifizierung

Das Forschungsvorhaben HyTowering beschäftigt sich mit einer neuartigen Windenergieanlage. Gesamtziel ist es, neue realitätsnähere Bemessungsansätze für diese Konstruktion zu finden. Unser Forschungsziel besteht darin, eine monitoringfähige photogrammetrische Messung an der Windenergieanlage zu ermöglichen. Es sollen damit die Fugen in der Konstruktion überwacht und deren Klaffungszustände erfasst werden.

Fördergeber: BMBF, Projektträger: PTJ
Projektlaufzeit: Jan. 2018 bis Dez. 2021

Abgeschlossene Projekte

  • FGL-RissSensor (2021, BMBF)
  • mdfBIM: Multi-Source Data Fusion zur teilautomatisierten Generierung eines objektbasierten digitalen Bestandsmodells von Infrastrukturanlagen für den Eisenbahnbetrieb (2021, BMVI), siehe auch Projektsteckbrief und die Detailseite
  • Bestandsuntersuchungen im Zuge des Rückbaus der Lahntalbrücke Limburg (2020, BMVI)
  • Dafmon: Datenbasierte Fehlerdiagnostik in Monitoringsystemen für Infrastrukturbauwerke (2020, BMVI), siehe auch Projektsteckbrief
  • Denkmalgerechte Instandsetzung und Instandhaltung von historischen Eisenbahnbrücken (2020, DBU), siehe auch die Arbeitshilfe
  • Entwicklung und Erprobung von Methoden zur Konservierung umweltgeschädigter, historisch wertvoller Putz- und Steinoberflächen sowie zur Mauerwerksertüchtigung unter dauerfeuchten Bedingungen und mikrobiellen Belastungen an der Mikwe in Worms (2020, DBU), siehe auch den Abschlussbericht
  • Dynamische Auslegung von Verbundbrücken mit integralen Widerlagern (2019, FOSTA), siehe auch den Abschlussbericht
  • Schallemissionsüberwachung von Spannbetonbrücken (2018, AiF), siehe auch unsere Themenseite
  • Untersuchung des Tragverhaltens historischer Gewölbebrücken (2017, DB), siehe auch unser Artikel
  • Neufassung der Richtlinie Belastungsversuche des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (2017, Zukunft Bau), siehe auch den Forschungsbericht sowie die Richtlinie des DAfStb
  • Betongelenke im Brückenbau (2010, DBV), Ergebnisse veröffentlicht im DBV Heft 18

Wir arbeiten in zahlreichen Normausschüssen und Gremien der Bauindustrie

  • Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)
    Mitglied im Unterausschuss Bewertung von Bestandsbauwerken
  • Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb)
    Leitung der Arbeitsgruppe Neufassung Richtlinie Belastungsversuche
  • DBV Arbeitskreis Brückenbau
    Leitung der Arbeitsgruppe Brückenmonitoring
  • DBV Arbeitskreis Brückenbau
    Mitglied der Arbeitsgruppe Brückenerhaltung
  • féderation internationale du béton, fib Working Party
    WP 1.1.1 - Bridges for high-speed trains  (link zur fib-Webseite)
  • féderation internationale du béton, fib Working Party
    WP 1.1.3 - Integral Bridges (link zur fib-Webseite)
  • CEN Working Group
    CEN TC256 | SC1 | SG, Railway Applications | Infrastructure | Track – Bridge Interaction
  • Wissenschaftlich technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege (WTA)
    Leitung der Arbeitsgruppe “präventive Konservierung architekturgebundener Glasmalereien” 
  • Wissenschaftlich technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege (WTA)
    Leitung der Arbeitsgruppe “Mauerwerksdiagnostik” 
  • Ingenieurkammer Thüringen
    Leitung der Arbeitskreises Wettbewerb und Vergabe
  • VDI / VDE / GMA
    Mitglied im Fachausschuss 2.11 “Elektrische Messverfahren - DMS-Messtechnik”
  • VDI / VDE / GESA 2636
    Mitglied der Arbeitsgruppe “Zertifizierung der Durchführung von Kursen und Prüfungen in Dehnungsmessstreifen-Messtechnik”
  • VDI / VDE 2635 Blatt 1
    Mitglied der Arbeitsgruppe “Experimentelle Strukturanalyse - Dehnungsmessstreifen mit metallischem Messgitter - Kenngrößen und Prüfbedingungen”

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