Eine neue Art der Leseinfrastruktur
Die Sicherheit von Brücken und Viadukten hängt nicht nur von der Qualität des Projekts oder der Regelmäßigkeit der Inspektionen ab. Sie hängt zunehmend von der Fähigkeit des Betreibers ab, zu wissen, wie die Arbeiten täglich ablaufen – unter realen Auswirkungen von Verkehr, Umweltbedingungen und der Alterung der Materialien. In dieser Perspektive ist die strukturelle Überwachung keine spezialisierte Tätigkeit mehr, die nur wenigen Momenten der Überprüfung vorbehalten ist, sondern wird zu einem stabilen Bestandteil des Vermögensmanagements.
Der zentrale Punkt ist einfach: Eine Brücke ist nicht theoretischen Lasten ausgesetzt, sondern echten Fahrzeugen. Lkw, außergewöhnliche Fahrzeuge, sich wiederholender Verkehr, unausgewogene Lasten und sich ändernde Betriebsbedingungen erzeugen Spannungen, die sich im Laufe der Zeit ändern. Aus diesem Grund reicht es nicht aus, nur die strukturelle Reaktion zu kennen; ebenso ermöglicht das Kennen nur des Verkehrs nicht, den Effekt auf die Arbeit zu verstehen. Der Wert entsteht, wenn diese beiden Informationen zusammen gelesen werden.
Dieser Bedarf führte zur Entwicklung von Grifone, dem von Iwim in Kombination mit Bisonte, dem dynamischen Wiegesystem, entwickeltes faseroptisches Strukturüberwachungssystem. Die Lösung ermöglicht es, Gewicht, Achskonfiguration, Geschwindigkeit und Fahrzeugklassendaten mit jedem Fahrzeugverkehr zu verknüpfen und sie mit der Reaktion der Fahrbahn zu verknüpfen, die von Struktursensoren gemessen wird. Mit anderen Worten: Das System macht die Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen Verkehr und Infrastruktur sichtbar.
Das Funktionsprinzip des integrierten Systems: Die dynamischen Wiegungsdaten fahrender Fahrzeuge werden zusammen mit den vom Glasfasersensornetz erkannten strukturellen Parametern ausgelesen.
Vom Monitoring zum Managementwert
Das operative Ziel der Lösung ist es, dem Infrastrukturmanager ein klareres Bild zur Entscheidung zu vermitteln. Die Verfügbarkeit kontinuierlicher und synchronisierter Daten ermöglicht es Ihnen, von reaktiver Wartung, basierend auf Eingriffen nach dem Problem, hin zu prädiktiver und prioritärer Wartung auf Basis von gemessenen Evidenzen zu wechseln.
Für Konzessionäre, öffentliche Stellen, Ingenieurunternehmen und Straßennetzbetreiber bedeutet das, gewöhnliche Situationen von wirklich kritischen Ereignissen unterscheiden zu können, gezielte Inspektionen zu planen, die Auswirkungen starken Verkehrs zu bewerten und die Entwicklung des strukturellen Verhaltens im Zeitverlauf dokumentieren zu können. Überwachung wird somit zu einem Risikomanagementinstrument, aber auch zur Unterstützung der wirtschaftlichen Planung.
Die technischen Daten werden in nützliche Informationen umgewandelt: Welche Transite belasten die Arbeit am stärksten, welche Parameter ändern sich im Hinblick auf historisches Verhalten, welche Schwellenwerte erfordern Aufmerksamkeit, welche Maßnahmen vorhergesehen werden müssen und welche effizienter geplant werden können. So bleibt Technologie kein isoliertes Element, sondernist auch Teil der Entscheidungsprozesse des Managers.
Integrierte Daten zwischen Fahrzeuggewicht und Strukturreaktion.
Grifone integriert ein Netzwerk optischer Sensoren , die auf der Konstruktion installiert sind, mit einer Softwareplattform, die der Datenerfassung, Visualisierung und Analyse gewidmet ist. Das System kann Verformungen, Neigungen, Schwingungen, Verschiebungen, Temperatur und andere für das Verhalten der Arbeit relevante Parameter messen. Seine Besonderheit ist die native Integration mit Bisonte, die Fahrzeuge im Transit kontinuierlich erkennt und ihre wichtigsten dynamischen Eigenschaften bestimmt.
Die Zeitsynchronisation zwischen den beiden Systemen ermöglicht es, ein einzelnes Fahrzeug auszuwählen und die entsprechende strukturelle Reaktion zu analysieren. Der Betreiber kann dann beispielsweise überprüfen, wie ein außergewöhnlicher Transport oder ein überladenes Fahrzeug das Deck zu einem bestimmten Zeitpunkt beeinflusst hat. Diese Korrelation ist besonders nützlich für Infrastrukturen mit hohem Schwerverkehr, für bestehende Brücken mit unvollständiger historischer Dokumentation oder für strategische Arbeiten, bei denen die Kontinuität des Betriebs eine wesentliche Voraussetzung ist.
Die Kombination aus dynamischer Wiegung und struktureller Überwachung ermöglicht es auch, numerische Modelle und digitale Zwillinge mit realen Betriebsdaten zu bereichern. Es geht nicht nur darum, ein Szenario zu simulieren, sondern es mit dem täglichen Ablauf der Arbeit zu vergleichen.
Integrierte Webschnittstelle der Grifone- und Bisonte-Systeme: Der Bediener kann einen einzelnen Transit auswählen und die Reaktion des mit dem Fahrzeug verbundenen Decks mit synchronisierten Diagrammen und Parametern ansehen.
Vom Transit bis zur operativen Entscheidung.
Glasfaser als strategische Wahl für stabilere und zuverlässigere Überwachung
Glasfasertechnologie ist eine der Stärken des Vorschlags. Optische Sensoren sind passiv, benötigen keine Stromversorgung vor Ort und sind immun gegen elektromagnetische Störungen. Diese Eigenschaften verringern die kritischen Probleme, die typisch für traditionelle Systeme sind, die auf elektronischen Komponenten direkt an der Infrastruktur installiert sind.
Für einen Betreiber hat die Wahl der Technologie einen direkten Einfluss auf die Gesamtkosten des Besitzes. Ein auf einer Brücke oder einem Viadukt installiertes System muss stabil, langlebig und für extreme Umweltbedingungen geeignet sein: Luftfeuchtigkeit, Temperaturschwankungen, Vibrationen, Salz, Regen, Frost und kontinuierlichen Verkehr. Glasfaser ermöglicht die Entwicklung eines robusten und skalierbaren Messnetzes mit geringerem Wartungsbedarf und der Möglichkeit einer langfristigen Erweiterung.
Dieser Aspekt ist besonders wichtig, wenn die Überwachung nicht als temporärer Test, sondern als dauerhafte digitale Infrastruktur konzipiert ist. Grifone kann je nach Kritikalität der Arbeit, den Planungsanforderungen und den Zielen des Betreibers konfiguriert werden, wobei ein modularer Ansatz gepflegt wird: von der Steuerung einer einzelnen Brücke bis zur Verwaltung mehrerer Werke innerhalb eines Netzwerks.
Optischer Sensor auf einem Deckstrahl: Passive Glasfasersensoren ermöglichen stabile und dauerhafte Messungen in komplexen Infrastrukturumgebungen, ohne aktive Elektronik im Einsatz.
Eine intuitive Plattform für klare und kontinuierliche Überwachung
Die Softwareplattform ist der Punkt, an dem die Daten lesbar werden. Über eine Weboberfläche kann der Bediener Fahrzeugtransits einsehen, strukturelle Parameter konsultieren, historische Trends vergleichen, Alarmschwellen konfigurieren und Berichte erstellen. Die Logik besteht darin, nicht einfach Diagramme zu zeigen, sondern die operative Lesung von Ereignissen zu erleichtern.
Die Möglichkeit, jeden Transit mit der entsprechenden Antwort des Decks zu verknüpfen, ermöglicht eine intuitive Navigation: vom Fahrzeug zur Brücke, von der Brücke zum Fahrzeug. Dieser Ansatz macht die Analyse von Anomalien unmittelbarer und ermöglicht eine größere Rekonstruktion bedeutender Ereignisse . Bei Überlastungen, außergewöhnlichen Durchgängen oder unerwarteten Änderungen der strukturellen Parameter kann das System zu einer konkreten Unterstützung werden, um zu entscheiden, ob eine Überprüfung aktiviert, eine Inspektion geplant oder Wartungsprioritäten aktualisiert werden soll.
Reporting ermöglicht es auch, kontinuierliche Überwachung in technische und Managementdokumentation umzuwandeln. Für Unternehmen und Unternehmen, die die Kontrolle über die Infrastruktur nachweisen müssen, bedeutet Zeitreihen, Indikatoren und periodische Berichte eine Stärkung der Rückverfolgbarkeit von Entscheidungen.
Kommunikations- und Datenmanagementarchitektur: Optische Sensoren, Datenlogger, Softwareplattformen und dynamische Wiegesysteme arbeiten synchronisiert, um operative Informationen zu generieren.
Strukturüberwachungs-Dashboard: Die Visualisierung der Trends von Dehnungsmessern, Steigungsmessern, Deckhöhe und -temperatur hilft dem Betreiber, die Entwicklung des Verhaltens der Struktur zu lesen.
Der Fall der Südringstraße von Brescia
Die erste Fallstudie, die in Zusammenarbeit mit DICATAM der Universität Brescia durchgeführt wurde, betrifft eine Brücke auf der Südringstraße von Brescia, entlang der SPBS11. Die Arbeit befindet sich an einer von starkem Verkehr geprägten Hauptverkehr und einer erheblichen Präsenz schwerer Fahrzeuge – eine ideale Voraussetzung für die Bewertung des Verhaltens eines integrierten dynamischen Überwachungs- und Wiegesystems.
Die Brücke war mit optischen Sensoren ausgestattet, die an wichtigen Stellen des Decks installiert waren, sowie mit zwei dynamischen Wiegesystemen, die auf den langsamen Fahrspuren in Richtung Mailand und Verona platziert waren. Diese Konfiguration ermöglicht es , Fahrzeugtransite zu erkennen und gleichzeitig die strukturelle Reaktion der Brücke zu erkennen.
In der Fallstudie ermöglichten die gewonnenen Daten, das Verhalten der Arbeiten unter realem Verkehr zu analysieren und mit dem numerischen Modell zu vergleichen. Das Beispiel eines außergewöhnlichen Transports zeigte, wie das System die Belastung des Fahrzeugs mit der auf dem Deck erfassten Verformung verknüpfen kann, wodurch eine konkrete und unmittelbare Messung des erzeugten Effekts erhalten wird. Für den Bediener ist diese Art von Information besonders wertvoll: Sie beschreibt keinen abstrakten Fall, sondern dokumentiert, was die Infrastruktur tatsächlich erlitten hat.
Pilotfall auf dem Südringstraße Brescia: Die Konfiguration ermöglicht es, den starken Verkehr und die strukturelle Reaktion der Arbeiten in einem Hochintensiv-Transitkontext zu überwachen.
Diagramm der Positionierung der Sensoren auf der Brücke der Fallstudie: Das Messnetzwerk ist entsprechend den Eigenschaften der Konstruktion und den strukturell bedeutendsten Punkten gestaltet.
Vorteile für Verwaltungsorgane und Konzessionäre
Die Einführung eines integrierten Systems wie Grifone bringt Vorteile auf mehreren Ebenen mit sich. Die erste ist die Sicherheit: Kontinuierliche Überwachung ermöglicht es, anomale Ereignisse und Stressbedingungen der Arbeit schnell zu erkennen. Die zweite ist Effizienz: Wartungsressourcen können dorthin gelenkt werden, wo die Daten einen echten Bedarf zeigen, wodurch nicht priorisierte Aktivitäten oder allgemein geplante Maßnahmen reduziert werden.
Der dritte Vorteil betrifft die Kontinuität des Dienstes. Strategische Infrastrukturen wie Brücken, Viadukte, Hafenzufahrten, Logistikachsen und stark frequentierte Hauptverkehrsadern können nicht nur durch Sperrungen und pünktliche Kontrollen verwaltet werden. Kontinuierliche Überwachung ermöglicht es , das Wissen über die Arbeiten zu erhöhen, ohne den Verkehr zu unterbrechen , und bietet ständige Unterstützung bei Entscheidungen.
Schließlich gibt es einen Governance-Vorteil. Die Korrelation zwischen Fahrzeug- und struktureller Reaktion macht das Risikomanagement transparenter und ermöglicht den Aufbau eines digitalen Speichers der Infrastruktur. Jedes relevante Ereignis kann archiviert, verglichen und genutzt werden, um fundiertere Wartungsstrategien zu definieren.
Vorteile für den Infrastrukturmanager. Das Bild hebt Sicherheit, Kosten, Kontinuität, Rückverfolgbarkeit und Skalierbarkeit als konkrete Ergebnisse der integrierten Lösung hervor.
Von Experimenten bis zur Anwendung im Netzwerk
Der Wert von Grifone beschränkt sich nicht auf die einzelne Fallstudie. Die Lösung ist darauf ausgelegt, auf bestehende Brücken und Viadukte, Neubauten, Infrastrukturen mit starkem Verkehr und Kontexte angewendet zu werden, in denen Überlastungskontrolle und vorausschauende Wartung Prioritäten haben. Die Modularität des Systems ermöglicht es, die Konfiguration an die Eigenschaften der Arbeit und die Ziele des Projekts anzupassen.
In einer Zeit, in der die Digitalisierung der Infrastruktur zunehmend durch Vorschriften, Investitionsprogramme und Nachhaltigkeitsstrategien erforderlich ist, ist die Integration von Strukturdaten und Verkehrsdaten ein natürlicher Schritt. Der Betreiber muss nicht nur wissen, dass die Brücke überwacht wird, sondern auch verstehen, was passiert, warum es geschieht und welche Entscheidungen daraus resultieren.
Grifone reagiert auf diesen Bedarf mit einer industriellen, skalierbaren und langfristig orientierten Lösung. Überwachung wird nicht als zusätzliche Kosten dargestellt, sondern als Werkzeug zur Risikoreduzierung, zur Optimierung von Eingriffen und zum Schutz des Wertes der Infrastruktur.
Fazit
Das moderne Management von Brücken und Viadukten erfordert Werkzeuge, die Technologie, Zuverlässigkeit und betrieblichen Wert verbinden können. Mit Grifone schlägt iWIM einen Ansatz vor, bei dem faseroptische strukturelle Überwachung und dynamisches Gewichten nicht getrennt arbeiten, sondern Teil eines einzigen Informationsökosystems werden.
Die Fähigkeit, jedes Fahrzeug mit der tatsächlichen Reaktion der Arbeit zu verbinden, eröffnet neue Perspektiven für vorausschauende Wartung, Risikobewertung und Investitionsplanung. Für Leitungsstellen und Händler bedeutet das, ein System zu haben, das nicht nur misst, sondern ihnen bei der Entscheidung hilft.
Die Brücke ist in dieser Vision nicht mehr eine stille Infrastruktur, die nur in regelmäßigen Abständen beobachtet wird. Sie wird zu einem digitalen Asset, das seine Geschichte in Echtzeit erzählt und es den Betreibern ermöglicht, früher, besser und mit größerer Aufmerksamkeit einzugreifen.
Grifone + Bisonte integrierte Architektur: Das System kombiniert dynamische Fahrzeugwiegung, strukturelle Glasfasersensoren und eine Softwareplattform, um jeden Transport mit der tatsächlichen Reaktion des Decks zu korrelieren und kontinuierliche Überwachung in Betriebsinformationen für Sicherheit, vorausschauende Wartung und Infrastrukturmanagement zu verwandeln.
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