Validierungsbauwerk: die Nibelungenbrücke Worms
Die entwickelten Methoden zur Modellgenerierung, zur digitalen Verknüpfung und zur Ableitung von Zustandsindikatoren sollen an einem Demonstratorbauwerk getestet und validiert werden. Als Validierungsbauwerk wurde die Nibelungenbrücke Worms ausgewählt.
Die Nibelungenbrücke verbindet die rheinland-pfälzische Stadt Worms über den Rhein mit den hessischen Städten Lampertheim und Bürstadt. Die Strombrücke hat eine Spannweite von ca. 101,65 m – 114,20 m – 104,20 m ergaben (Abbildung 1). Die Felder werden jeweils aus zwei Kragarmen gebildet. Sie sind in den Pfeilern eingespannt und in der Mitte über vertikal verspannte Gerbergelenke miteinander verbunden. Hinzu kommt noch vor dem Brückenturm auf Wormser Seite ein ca. 23,25 m kurzes Feld, welches das Kontergewicht für den einseitig am Landpfeiler auskragenden Überbau darstellt. Auf der hessischen Seite wurde der Überbau mit vertikalen Spanngliedern am Widerlagerfundament verankert, da nicht genügend Platz für ein Kontergewicht vorhanden war. (Abbildung 1). Der Überbauquerschnitt hat eine Fahrbahnplattenbreite von 14,00 m zwischen den Außenkanten der Gesimse. Er ist als zweistegiger Plattenbalken ausgebildet, bei dem die Stege aus Hohlkästen bestehen (Abbildung 2). Diese gevouteten Balken, deren Höhe zwischen 6,50 m an der Einspannstelle in die Pfeiler und 2,50 m im Gelenkbereich variiert, haben eine Breite von je 2,00 m. Die Stegdicke ändert sich von 35 cm - 50 cm in der kurzen Spannweite vor dem Brückenturm. Dadurch variiert die lichte Breite innerhalb des Hohlkastens von 1,30 bis 1,00 m.
Den Teilprojekten werden für die Entwicklung und Validierung ihrer Methoden verschiedenste Daten dieses Bauwerks in verschiedenen Verarbeitungsstufen (Rohdaten und verarbeitete Daten) zur Verfügung gestellt.
Aus dem Koordinationsprojekt werden für ein Teilbauwerk eine Punktwolke aus einem Laserscan sowie die Fotos aus einer fotogrammetrischen Aufnahme als Rohdaten zur Verfügung gestellt. Aus den Fotos wird eine dreidimensionale geometrische Rekonstruktion des aufgenommenen Objekts erstellt und ebenfalls zur Verfügung gestellt (relative Genauigkeit von +- 5 mm, Punktdichte min. alle 2 cm ein Punkt). Aus beiden Datenquellen wird ein 3D-CAD-Modell der sichtbaren Bauelemente generiert, welches als Grundlage für Entwicklungen in den Teilprojekten verwendet werden kann (.dfx- oder .dwg-Format).
Darüber hinaus werden sämtliche verfügbaren Bestandsunterlagen (Pläne, Nachrechnungen, Prüfbericht der Hauptprüfung, etc.) bereitgestellt. Außerdem ist für das Schwerpunktprogramm geplant, zusätzliche zerstörungsfreie Untersuchungen durchzuführen und diese Daten zentral bereitzustellen. Dazu gehören beispielsweise Radaruntersuchungen zur Überprüfung der Spanngliedlage, Betondeckungsmessungen, Betonfestigkeitsuntersuchungen, Messungen der Karbonatisierungstiefe und Chlorideindringtiefe. Diese Messungen werden in einem Randfeld konzentriert und durch stichpunktartige Messungen in den anderen Feldern ergänzt.
In der ersten Förderperiode des SPP wird am Bauwerk aus zentralen Mitteln ein initiales Monitoring installiert, welches in der zweiten Förderperiode gemäß den Empfehlungen der Teilprojekte ergänzt werden soll. Zunächst sind ca. 20 Messstellen an relevanten Punkten vorgesehen, dies sind Verschiebungsmessungen (z.B. an Fahrbahnübergängen), Dehnungsmessungen, Neigungsmessungen und Beschleunigungsmessungen. Die Daten werden mit einer Messfrequenz von 200 Hz aufgezeichnet. Klimatische Daten (Temperatur und Feuchte) werden in Intervallen von 10 Minuten erfasst. Die zentrale Messanlage wird dabei so ausgelegt, dass bei Bedarf aus den Teilprojekten eigene Messstellen ergänzt werden können. Diese zusätzlichen Messdaten sollen ebenfalls aufgenommen, übertragen und gespeichert werden. Die Übertragung, externe Speicherung sowie der Zugang zu den Daten wird durch das Koordinationsprojekt gewährleistet.