Die Freihafenelbbrücke
Historie
Die Freihafenelbbrücke wurde 1926 als Teil der Elbbrückenfamilie errichtet und verbindet den nördlichen mit den südlichen Teil Hamburgs, ohne dabei die damaligen Zollgrenzen zu überschreiten. Ihr Standort wurde bewusst so gewählt, dass sie nicht mehr von der Seeschifffahrt passiert werden muss. Ursprünglich als zweigeschossige Brücke konzipiert, sollte sie auf der oberen Ebene die Hamburger Hochbahn und auf der unteren Ebene den Straßen- und Hafenbahnverkehr aufnehmen.
Im Laufe ihrer fast 100-jährigen Geschichte hat die Brücke zahlreiche Veränderungen, Modernisierungen und Schäden erfahren. Besonders prägend war ein Bombentreffer im Zweiten Weltkrieg, der das Tragverhalten des mittleren Überbaus erheblich beeinträchtigt. Auch Anprallschäden durch Schiffs- und Straßenverkehr an Widerlagern, Strompfeilern und dem Überbau gehören zur Historie der Brücke.
Technisches Profil
Die Freihafenelbbrücke besteht aus drei baugleichen Einfeldträgern in Fachwerk-Bogenbrücken-Bauweise mit abgehängter Fahrbahn. Jeder Überbau hat eine Stützweite von rund 100 Metern. Die Brücke ist in Querrichtung als Rahmen mit drei Riegeln ausgeführt und erreicht eine Gesamthöhe von bis zu 22,2 Metern in Feldmitte. Die Gesamtbreite beträgt etwa 20,8 Meter, inklusive einer Gehwegkonsole auf der Westseite.
Eine technische Besonderheit stellt der genietete Stahlüberbau dar, der nicht geschweißt werden kann und somit besondere Anforderungen an Instandhaltungsmaßnahmen stellt.
Digitaler Zwilling der Freihafenelbbrücke
Warum als Digitaler Zwilling interessant?
Die Freihafenelbbrücke ist ein ideales Objekt für einen Digitalen Zwilling, da sie eine komplexe Bauwerksstruktur mit einer langen und gut dokumentierten Historie vereint.
Was fließt in den Digitalen Zwilling ein?
Für den Digitalen Zwilling der Freihafenelbbrücke werden verschiedene Datenquellen zusammengeführt:
- Umfangreiche Bauwerkshistorie: Umbauten, Schäden und Sanierungen sind seit 1926 dokumentiert.
- Bauwerksprüfdaten: Regelmäßige Inspektionen liefern Informationen über den aktuellen Zustand.
- BIM-Modelle: Digitale 3D-Modelle bilden die Struktur und Geometrie präzise ab.
- Monitoring-Daten: Sensoren erfassen kontinuierlich Informationen zu Belastungen, Bewegungen und Umwelteinflüssen.
Diese Daten ermöglichen eine ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks und bilden die Grundlage für ein intelligentes, vorausschauendes Infrastrukturmanagement.
Was für Sensorik ist im Digitalen Zwilling verbaut?
- Die Freihafenelbbrücke soll bis zur Grundinstandsetzung weiterhin nutzbar sein. Deshalb sollen die Widerlager und der mittlere Überbau durch ein Bauwerksmonitoring auf strukturelle Veränderungen überwacht werden. Das Monitoring umfasst den Einsatz von über 50 Dehnungsmessstreifen, Neigungssensoren, einer automatisierten Tachymetrie mit 30 Messprismen sowie Messsysteme zur Erfassung von Windgeschwindigkeit, Lufttemperatur, solare Strahlung und Niederschlag.
In welchem Reifegrad wollen wir den Digitalen Zwilling umsetzen?
- Das Dokument „Digitaler Zwilling von Brücken – Beitrag zum Masterplan Digitaler Zwilling Bundesfernstraßen“ definiert fünf Reifegrade für Digitale Zwillinge. An der Freihafenelbbrücke wollen wir einen Digitalen Zwilling umsetzen, der mindestens die Anforderungen eines Digitalen Zwillings des Reifegrads 2 erfüllt. Das heißt es besteht ein „informativer Digitaler Zwilling“, welcher den Zustand der Brücke darstellt und dafür verschiedene Zustandsinformationen nutzt – unter anderem aggregierte und analysierte Sensordaten nutzt.
Aktueller Stand
Das BIM-Bestandsmodell der Freihafenelbbrücke war zu Projektstart bereits vorhanden, allerdings nicht unseren neusten Standards entsprechend. Hier haben wir nachgebessert und es nun entsprechend der aktuellen Standards modelliert (bspw. BIM.Hamburg Objektkatalog). Das Bestandsmodell dient nun als Grundlage zur Integration in den Digitalen Zwilling, sowohl auf Objektzwilling-, als auch Systemzwilling-Ebene. Die Softwarelösungen für den Objekt- und Systemzwilling werden noch entwickelt. Das Monitoringsystem ist installiert und befindet sich in der Kalibrierungsphase. Bis der Digitale Zwilling entwickelt und operativ nutzbar ist, werden die dann aktiven Monitoringsysteme in einem separaten System überwacht.
Unseren Entwicklungsfortschritt teilen wir gerne durch Einblicke auf dieser Website.
