Validierungsbauwerk: OpenLAB
Die openLAB-Forschungsbrücke wurde im Projekt IDA KI (FKZ 19FS2013A–D) gebaut, das durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) im Rahmen der mFUND-Initiative gefördert wird. Die Brücke dient als steuerbarer, instrumentierter Demonstrator. Sie bildet typische deutsche Straßenbrücken (ca. 70 %) sowie wichtige Schadensmechanismen nach und erlaubt eine schrittweise Belastung bis zum Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS). Datensätze, die während eines einjährigen Referenzzeitraums und in späteren Belastungsversuchen gesammelt werden, sollen für das Training und die Validierung automatisierter Zustandsbewertungssysteme sowie für die Weitergabe an die Forschungsgemeinschaft genutzt werden.
Der Überbau besteht aus drei Feldern mit einer Gesamtlänge von 45 m und ist aus Fertigteilen (FT) zusammengesetzt. Die Felder 1 und 2 bestehen jeweils aus drei FT mit Platten-Träger-Querschnitten und einer Ortbetonergänzung. In Feld 1 werden typische ältere Schäden und Defekte nachgestellt, z. B. Probleme an Kopplungsfugen, Spannungsrisskorrosion oder lokal verringerte Schubtragfähigkeit. Feld 2 zeigt moderne Fertigteilbauweise und enthält in FT 2.1 einen „Smart Tendon“ mit eingebetteten faseroptischen Sensoren (DFOS). Feld 3 setzt auf ein Schnellbausystem: Die Fertigteile enthalten Stahlzylinder zur Reduzierung des Eigengewichts und zur sofortigen Belastbarkeit nach dem Einbau über verpresste Querfugen. Die Bemessungslasten wurden auf 25 % des Lastmodells 1 (LM1) nach DIN EN 1991-2 reduziert, um realistische ULS-Tests mit vertretbarem Aufwand zu ermöglichen.
(https://tu-dresden.de/bu/bauingenieurwesen/imb/forschung/grossprojekte/openLAB#section-3-3)
Die Versuchsreihe umfasst (1) eine 12-monatige Referenzphase zur Erfassung des Grundverhaltens der Brücke unter Umwelteinflüssen und leichtem, simuliertem Verkehr sowie (2) eine gestufte Testphase mit kontrollierten statischen und dynamischen Belastungen bis zum ULS. So entstehen gekennzeichnete Schadensfälle und Sensorfehler-Szenarien. Die Verkehrssimulation erfolgt mit einem schienengeführten Lastfahrzeug, das mindestens 15 Überfahrten pro Monat sowie zusätzliche Fahrten an extrem warmen oder kalten Tagen durchführt. Statische Lasten werden über Hydraulikpressen und Lastüberfahrten eingebracht; dynamische Anregung erfolgt durch das Lastfahrzeug und einen elektrodynamischen Erreger („Shaker“) für modale und frequenzbasierte Untersuchungen. Zwei statische Kampagnen wurden im Mai 2025 und im September 2025 durchgeführt, mit Fokus auf FT 2.1 bzw. Feld 1.
Ein mehrskaliges Überwachungssystem erfasst globale und lokale Reaktionen der Brücke. An jeder Fertigteilachse in Feld 1–2 sind ein Beschleunigungssensor und ein Inklinometer angebracht; an kritischen Stellen (z. B. Kopplungsfugen) ergänzen Dehnungsmessstreifen, Wegaufnehmer (LVDTs) und Bauteil-Temperatursensoren das Messsystem. Umweltparameter (Lufttemperatur, relative Feuchte, Sonneneinstrahlung, Niederschlag) werden alle 10 Minuten aufgezeichnet. Rund 1,5 km DFOS wurden installiert, um verteilte Dehnungs- und Temperaturmessungen entlang der Spannglieder und Bauteile zu ermöglichen. Zur Verarbeitung der großen DFOS-Datenmengen kommt fosanalysis, ein Open-Source-Python-Toolkit für Einlesung, Vorverarbeitung und Extraktion von Zustandsindikatoren, zum Einsatz. Die Messkonfigurationen sind so ausgelegt, dass modale Analysen, Langzeitbeobachtung und Ereigniskennzeichnung möglich sind.