Bestandsbewertung als Grundlage für die Restnutzungsdauerverlängerung mit Digitalen Zwillingen

Die Nibelungenbrücke in Worms dient als Pilotprojekt für den Einsatz eines Digitalen Zwillings, um u. a. die Restnutzungsdauer des Bauwerks zu verlängern. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) sowie dem Landesbetrieb Mobilität Rheinland‐Pfalz (LBM) gefördert. Die Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) definiert einen Digitalen Zwilling im „Rahmendokument: Digitaler Zwilling Bundesfernstraßen – Definition und Konzeption“ als „[…] eine virtuelle dynamische Repräsentation des realen Systems und seiner Wirkzusammenhänge. Er unterstützt über einen (teil)automatisierten bidirektionalen Daten‐ und Informationsaustausch optimierte Entscheidungsgrundlagen für ein nachhaltiges Management im Lebenszyklus der Infrastruktur.“ Um eine Repräsentation des realen Systems zu erzeugen, muss dieses zunächst durch eine intensive Bestandserkundung erfasst und bewertet werden. An der Nibelungenbrücke kommen dafür modernste digitale Methoden zum Einsatz: Laserscanning, Drohnenbefliegungen gekoppelt mit Fotogrammetrie, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Bauwerksmonitoring. Unter Nutzung der BIM‐Methode werden diese in den Digitalen Zwilling und in ein sehr detailliertes Finite‐Elemente‐Modell (FE‐Modell) zum Modell‐Update überführt. Die Nachweisführung der Standsicherheit und die Bewertung der Dauerhaftigkeit erfolgen somit auf Grundlage von tatsächlichen Bauwerkseigenschaften und ‐reaktionen. Verbleibende Defizite werden in Echtzeit im Digitalen Zwilling auf Basis von Zustandsindikatoren bewertet.

The Nibelungen Bridge in Worms serves as a pilot project for the use of a digital twin to extend the remaining service life of the structure. The project is funded by the Federal Ministry for Digital and Transport (BMDV) and the Rhineland‐Palatinate State Mobility Agency (LBM). The Federal Highway Research Institute (BASt) defines a digital twin in the “Rahmendokument: Digitaler Zwilling Bundesfernstraßen – Definition und Konzeption” as “[…] a virtual, dynamic representation of the real system and its interdependencies. It supports optimized decision‐making for sustainable infrastructure lifecycle management through (semi‐)automated, bidirectional data and information exchange.” To create a representation of the real system, the structure must first be captured and assessed through an intensive survey. For this purpose, the Nibelungen Bridge employs state‐of‐the‐art digital methods such as laser scanning, drone surveys, non‐destructive testing, and structural monitoring. Using the BIM methodology, these data are integrated into the digital twin and into a highly detailed finite‐element‐model for model updating. The verification of structural stability and the evaluation of durability are thus based on the actual properties and responses of the structure. Remaining deficiencies will be assessed in real time in the digital twin based on condition indicators.