LEbensdauerMOnitoring von TRAgwerken mittels Datenassimilation im Digitalen Zwilling mit Künstlicher Intelligenz – LEMOTRA

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Yuri S. Petryna (†)
• Fachliche Zuordnung: Angewandte Mechanik, Statik und Dynamik ; Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501728141

Das beantragte Projekt LEMOTRA verfolgt die Ziele des SPP2388, die methodische Entwicklung einer adaptiven, intelligenten und digitalen Repräsentanz von realen Bauwerken voranzutreiben, um ein prädiktives Bauwerksmanagement lebensdauerbegleitend bereitzustellen. In der ersten Phase wurden methodische Bausteine für digitale Repräsentanz von Tragkonstruktionen in Form von BIM-Modellen und daraus ableitbaren FE-Modellen verschiedener Komplexität, die Erfassung von Verkehrseinwirkungen aus Messdaten sowie das Konzept eines digitalen Zwillings für SHM entwickelt und anhand von Ersatztragwerken experimentell wie numerisch getestet. Das Hauptziel des Projektes LEMOTRA in der zweiten Förderphase ist die Entwicklung von praxisrelevanten Zustandsindikatoren, welche in Anlehnung an die Nachrechnungs-Richtlinie zielgerichtete Handlungshinweise ermöglichen. Diese Zustandsindikatoren sollen aus den Monitoringdaten und in der Baupraxis nachvollziehbaren mechanischen Modellen gewonnen werden und die Erstellung von kurz- bzw. mittelfristigen Prognosen des Bauwerkszustandes bezüglich relevanter Grenzzustände ermöglichen. Auf dieser Grundlage soll eine Entscheidungsfindung, eine prädiktive Zustandsbewertung und gezielte Maßnahmen für die Instandhaltung der Baukonstruktion entstehen. Damit soll ein wichtiger Baustein für die Erweiterung der Nachrechnungs-Richtlinie in Richtung der Handlungshinweise gelegt und exemplarisch erprobt werden. Dafür sollen die entwickelten Verfahren aus der ersten Förderperiode weiterentwickelt und an dem in der Ausschreibung definierten Demonstratorbauwerk – der Nibelungenbrücke – angewendet werden. Dieses Hauptziel wird im Projekt LEMOTRA in folgende Teilziele gegliedert, welche gleichzeitig auch den nachfolgenden Arbeitspaketen zugeordnet sind: - Entwicklung von Methoden zum Extrahieren von FE-Modellen verschiedener Komplexität und Dimensionalität aus dem BIM-Modell für das Demonstratorbauwerk Nibelungenbrücke. - Erweiterung des Monitoringsystems am und Entwicklung des digitalen Zwillings (DZ) für das Demonstratorbauwerk Nibelungenbrücke. - Entwicklung von Verfahren zur automatisierten Erfassung und Prognose von Verkehrslasten am Demonstratorbauwerk Nibelungenbrücke mittels Digitaler Zwillinge und Methoden der künstlicher Intelligenz. - Entwicklung und Erprobung von praxisrelevanten Zustandsindikatoren für das Demonstratorbauwerk Nibelungenbrücke. - Entwicklung von BIM-Komponenten für die Abbildung des Bauwerkszustandes im SHM-BIM am Demonstratorbauwerk

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2388: Hundert plus - Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Philipp Kähler