Digitaler Zwilling zur Ermüdungsbewertung einer historischen Eisenbahnbrücke

Abstract

Basierend auf Langzeitmonitoring einer historischen Eisenbahnbrücke aus Stahl wird ein Finite-Elemente-Modell aufwendig kalibriert, um vorhandene Schäden am Tragwerk korrekt abzubilden. Am kalibrierten Modell, welches hier als Digitaler Zwilling betrachtet wird, werden in weiterer Folge intensive Vergleichsrechnungen zur Ermüdungsbeanspruchung durchgeführt und die Auswirkungen verschiedener Lastmodelle auf die prognostizierte Lebensdauer des Tragwerks untersucht, wodurch die Notwendigkeit einer korrekten numerischen Abbildung realer Tragwerke gezeigt wird. Parallel dazu wird ein Demonstrator einer Visualisierungsplattform erstellt. Der Demonstrator ermöglicht die Definition und Verortung einer Vielzahl von Infrastrukturbauwerken (z. B. entlang eines Streckenzugs oder auch netzweit), welche dann grafisch auf einer Karte ausgewählt werden können. Details zur jeweiligen Infrastruktur sowie Ergebnisse einer hinterlegten Zustandsbewertung werden angezeigt. Durch Integration einfacher Bewertungsmodelle in den Demonstrator können mittels Variation von Eingabeparametern auch on the fly die Auswirkungen auf die jeweilige Zustandsbewertung und Prognose berechnet werden. Im vorliegenden Aufsatz werden die Kalibration und Bewertung der historischen Eisenbahnbrücke sowie die Integration des kalibrierten Brückenmodells in den Demonstrator gezeigt. Die Auswirkungen verschiedener Parameter wie Lastmodelle, Zughäufigkeiten oder Schädigungen am Tragwerk auf die Ermüdungsschädigung werden aufgezeigt.