Brückenbau: 10 Phasen zur Verwaltung des Prozesses

Der Bau von Brücken ist ein komplexer Prozess, der Planung, Design und Realisierung einer Struktur erfordert. So können Sie diesen Prozess verwalten

In der Welt des Bauingenieurwesens gelten Brücken als vitale Verkehrsadern, die Gemeinden miteinander verbinden und den kontinuierlichen Fluss von Menschen, Gütern und Dienstleistungen ermöglichen. Der Bau und die Instandhaltung dieser Strukturen stellen jedoch eine Reihe von Herausforderungen und Problemen dar, die im Laufe der Jahre immer anspruchsvoller und komplexer werden.

Heutzutage ist es wichtiger denn je, innovative Lösungen zur Bewältigung dieser Herausforderungen zu finden und die Sicherheit, Nachhaltigkeit und Effizienz unserer Verbindungsinfrastrukturen zu gewährleisten. In diesem Artikel werden wir eingehend untersuchen, wie sich der Prozess der Planung und des Baus dieser Strukturen entwickelt, und verstehen, warum Softwares für das Brückenmanagement, Softwares für die Brückeninspektion und Softwares zur Überwachung der strukturellen Gesundheit von Brücken unverzichtbare Werkzeuge sind, um die Herausforderungen der Branche effizient und wirksam zu bewältigen. Sie können diese Tools kostenlos testen, indem Sie einfach ein Account aktivieren.

Beispiel für Brückenüberwachung mit usBIM

Wie baut man eine Brücke?

Der Bau einer Brücke ermöglicht es, natürliche oder künstliche Hindernisse wie Flüsse, Seen, Straßen, Täler oder andere geografische Diskontinuitäten zu überwinden. Eine Brücke kann daher als eine Ingenieurstruktur definiert werden, die zwei getrennte Punkte verbindet, um den sicheren Durchgang von Personen, Gütern und Fahrzeugen von einer Seite zur anderen zu ermöglichen.

Für den Bau einer Brücke ist ein Prozess erforderlich, der in verschiedene Phasen unterteilt ist, darunter die Planung, das Design und die physische Realisierung der Struktur. Von grundlegender Bedeutung in diesem Prozess ist die Zusammenarbeit zwischen Ingenieuren, Architekten, Bauunternehmern, lokalen Behörden und anderen Fachleuten, um sicherzustellen, dass die Struktur sicher geplant und gebaut wird und allen geltenden Vorschriften und Standards entspricht.

Ein weiterer Aspekt, der beim Bau von Brücken berücksichtigt werden muss, ist die künftige Wartungsbedürfnisse der Struktur. Nur so können frühzeitig kritische Komponenten identifiziert werden, die eine ständige Aufmerksamkeit erfordern, und die notwendigen Maßnahmen zum Schutz des anfänglichen Werts der Infrastruktur ergriffen werden, um eine ordnungsgemäße Funktion über die Zeit hinweg sicherzustellen und ein hohes Maß an Effizienz, Sicherheit, Beständigkeit und Nachhaltigkeit zu gewährleisten.

Welche strukturellen Komponenten hat eine Brücke?

Die Elemente, aus denen eine Brücke besteht, variieren je nach Strukturtyp. Es gibt Bogen-, Balken-, Fachwerk-, Hänge-, Schräg- und Auslegerbrücken, um nur einige zu nennen. In jedem Fall lassen sich die wesentlichen Teile, die die Grundstruktur einer Brücke bilden, auf folgende Komponenten zurückführen:

• Fundamente: dies sind die Grundstrukturen, die das Gewicht der Brücke auf den darunterliegenden Boden übertragen. Die Fundamente können aus Pfählen, Sockeln oder ähnlichen Strukturen bestehen;
• Widerlager: beziehen sich auf die Stützstrukturen an den Enden der Brücke. Diese Strukturen sind entscheidend für die Stabilität und Sicherheit des Bauwerks;
• Pfeiler oder Stützen: sind die vertikalen Elemente, die zusammen mit den Widerlagern die Lasten von des Überbaus tragen. Sie werden normalerweise entlang der Länge der Brücke in Serie gebaut, um Zwischenstützen zu bieten;
• Hauptträger: sind die Hauptkomponenten der Brücke, die sich zwischen den Pfeilern und Widerlagern erstrecken und dazu dienen, die darüber liegenden Elemente zu unterstützen. Je nach Strukturtyp können sie Längsträger, Querträger oder Bögen (bei einer Bogenbrücke) genannt werden. Sie können aus Stahl, Stahlbeton oder einer Kombination verschiedener Materialien hergestellt werden;
• Fahrbahn: ist die Fahroberfläche der Brücke, auf der Fahrzeuge, Fußgänger oder andere Verkehrsarten fahren. Es kann aus verschiedenen Materialien wie Beton, Stahl oder Holz bestehen. Die Fahrbahn wird von den Hauptträgern getragen.

Strukturelle Komponenten einer Brücke

Der Prozess des Brückenbaus: Die 10 Hauptphasen

Der Prozess für den Bau einer Brücke ist sehr komplex und erfordert eine sorgfältige Planung, erhebliche Ressourcen und die Einbeziehung von Fachleuten. Die Dauer und Komplexität des Projekts können je nach Größe und Art der zu errichtenden Brücke erheblich variieren. Die Realisierung dieser Strukturen kann durch die Nutzung der Möglichkeiten der Technologie des digitalen Zwillings für Brücken vereinfacht werden.

Die Hauptphasen, in denen der Bau einer Brücke stattfindet, können wie folgt schematisiert werden:

1. Planung und Entwurf: ist die anfängliche Phase, in der Ingenieure und Planer die Notwendigkeit des Brückenbaus bewerten und eine allgemeine Vision des Projekts entwickeln. Diese Phase umfasst die Untersuchung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit sowie die Vorhersage einer Reihe von Aspekten, die die Bedürfnisse der Gemeinschaft, den Verkehrsfluss, Umweltbedingungen, Sicherheitskriterien usw. betreffen. Das Ergebnis ist ein anfänglicher Plan, der die Position, die maximalen Abmessungen und den Brückentyp identifiziert, der gebaut werden soll;
2. Detaillierte Planung: Nach der anfänglichen Planungsphase erfolgt die eigentliche Planungsphase, in der die Ausgangsidee in das vollständige Projekt der Struktur umgesetzt wird. Die Planer bestimmen die genauen Abmessungen der verschiedenen Komponenten, führen Festigkeits- und Stabilitätsberechnungen durch, entwickeln strukturelle Details und definieren die zu verwendenden Materialien. Sie legen auch Wartungsstrategien fest, um die maximale Sicherheit und Funktionalität der Struktur über die Zeit zu gewährleisten;
3. Einholung von Genehmigungen: Bevor mit dem Bau begonnen werden kann, müssen eine Reihe von Genehmigungen von den zuständigen Behörden eingeholt werden. Diese Genehmigungen können rechtliche, Umwelt- und Sicherheitsaspekte betreffen. Es ist auch wichtig sicherzustellen, dass ausreichende Finanzmittel vorhanden sind, um die oft hohen Baukosten zu decken;
4. Standortvorbereitung: Diese Phase umfasst die Anpassung des Standorts, auf dem die Brücke gebaut wird. Bäume, Sträucher und überschüssiges Erdmaterial werden entfernt. Die Oberfläche wird auch geebnet, um eine solide und ebene Basis für den Bau zu gewährleisten;
5. Herstellung von Fundamenten und Unterbau: Das Fundament ist der untere Teil der Brücke, der das Gewicht auf den Boden überträgt. Diese Phase umfasst den Bau von Fundamenten, Pfählen, Pfeilern oder anderen Tragstrukturen, abhängig von den geologischen Bedingungen des Standorts. Die Fundamente müssen stabil sein, um die Struktur zu stabilisieren;
6. Montage des Überbaus: Der Überbau ist der Teil der Brücke, der den Fahrzeug- oder Fußgängerverkehr trägt. Abhängig von der Brückenart kann sie aus Balken, Spannweiten, Bögen oder anderen Elementen bestehen. Der Überbau kann vor Ort oder mit vorgefertigten Komponenten erfolgen, je nach den Projektanforderungen;
7. Fertigstellung der Bauteile: In der letzten Bauphase werden die letzten Details eingebaut, wie die Verlegung der Fahrbahn oder des Gehwegs, die Anbringung von Sicherheitsgeländern und Beleuchtungssystemen sowie die Aufstellung von Verkehrsschildern. Es ist wichtig, dass die Brücke voll funktionsfähig und sicher ist, bevor sie für den Verkehr freigegeben wird;
8. Inspektion und Bauabnahme: In der abschließenden Phase des Prozesses werden strenge Inspektionen durchgeführt, um die Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und Planungsanforderungen sicherzustellen. Vor der Freigabe für die Öffentlichkeit werden Belastungstests durchgeführt, um die Tragfähigkeit der Brücke zu bewerten und ihre strukturelle Solidität zu überprüfen;
9. Freigabe für den Verkehr: Nachdem alle Inspektionen und Tests bestanden sind, ist die Brücke bereit für den Verkehr. Dies ist der Moment, in dem die Struktur ihre Hauptfunktion erfüllt, nämlich zwei getrennte Bereiche zu verbinden;
10. Fortlaufende Wartung: Nach der Eröffnung erfordert die Brücke eine regelmäßige Wartung, um ihre Beständigkeit und Sicherheit im Laufe der Zeit zu erhalten. Diese Wartung umfasst regelmäßige Überprüfungen (durch spezialisierte Fachleute wie Brückeninspektoren) und die Durchführung anderer Maßnahmen zur Vermeidung von strukturellem und funktionalem Verfall des Bauwerks.

Welche Tools werden beim Bau und der Instandhaltung von Brücken benötigt

Die Verwaltung des Baus und der Instandhaltung von Brücken ist eine anspruchsvolle Tätigkeit, die zahlreiche Herausforderungen birgt: Eine davon besteht darin, die physischen und funktionalen Merkmale der Infrastruktur im Laufe der Zeit unverändert zu erhalten.

Brücken unterliegen natürlichem Altern und Verschleiß aufgrund von Witterungseinflüssen, übermäßiger Belastung, Verkehr und Extremereignissen. All diese Faktoren beeinträchtigen die Festigkeit und Stabilität der Struktur und können Probleme wie Risse, Korrosion, Verschlechterung und Reduzierung der Tragfähigkeit verursachen.

Um die Unversehrtheit und Sicherheit der Personen, die die Brücke nutzen, zu erhalten, ist es wichtig, das strukturelle Verhalten der Struktur zu überwachen und Echtzeitdaten zu sammeln, um Anomalien und signifikante Veränderungen zu identifizieren. Es ist auch unerlässlich, regelmäßige Inspektionen durchzuführen, um frühzeitig mögliche Schäden oder Anzeichen von Verschleiß zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu ergreifen.

Die Organisation von Ressourcen, Mitteln und Aktivitäten, die erforderlich sind, um die angemessene Wartung einer Brücke zu gewährleisten, stellt ebenfalls eine Herausforderung dar. Die Wartung dieser Strukturen erfordert eine komplexe logistische Planung sowie sofortige Verfügbarkeit spezialisierter Ausrüstung und qualifizierten Personals für die Arbeiten.

Es ist offensichtlich, dass der Prozess des Baus, der Verwaltung und der Wartung einer Brücke äußerst komplex sein kann. Heutzutage können jedoch innovative Lösungen genutzt werden, um die Komplexität, die diesen Sektor seit jeher kennzeichnet, zu reduzieren. Insbesondere unverzichtbar sind die folgenden Werkzeuge:

• Software für das Brückenmanagement, mit dem Sie effektive Wartungspläne erstellen und verwalten, die Programmierung von Aktivitäten optimieren und alle Informationen zu den Brücken in einer zentralisierten Cloud speichern können, die von Interessierten überall und von jedem Gerät aus zugänglich ist;
• Software für die Brückeninspektion, Systeme, mit denen regelmäßige Inspektionen geplant, Daten der gesamten Struktur direkt im BIM-Modell analysiert und Probleme oder Defekte schnell und effizient identifiziert werden können, bevor sie schwerwiegend werden;
• Software für die Zustandsüberwachung von Infrastrukturen, Tools, die es ermöglichen, Daten zur strukturellen Integrität verschiedener Elemente mithilfe von IoT-Sensoren und intelligenten Geräten zu sammeln und die es ermöglichen, die Bedingungen der Brücke kontinuierlich zu überwachen, um frühzeitig mit Maßnahmen zur präventiven Wartung einzugreifen.