Schäden hören, bevor sie sichtbar werden KI-basierte Lösung zur akustischen Zustandsüberwachung von Brücken

Genau hier setzt das neue Projekt „AIrBSound“ an. Das Fraunhofer IDMT und das Ingenieurbüro MKP haben im Frühjahr dieses Jahres ein Forschungsvorhaben zur akustischen, KI-basierten Überwachung von Brückenbauwerken gestartet. Bis zum Sommer 2026 wird das Vorhaben von der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) gefördert. Die administrative Betreuung erfolgt durch die AiF Projekt GmbH. Getestet wird an zwei Brücken in Sachsen: der Wesenitzbrücke und der Sachsenbrücke in Pirna.

Das Ziel: Schäden hören, bevor sie sichtbar werden

Im Mittelpunkt der Forschungsaktivitäten steht die Entwicklung eines Überwachungssystems, das mithilfe von Luftschallsensoren und KI-gestützten Analysen Veränderungen im Zustand von Fahrbahnübergangskonstruktionen (FÜK) erkennt. Diese Übergänge sind stark belastete Elemente jeder Brücke und besonders anfällig für Verschleiß.

„Wir wollen Brücken nicht erst dann prüfen, wenn es schon zu spät ist“, erklärt Olivia Treuheit, Projektmanagerin am Fraunhofer IDMT. „Unser Ansatz nutzt den Luftschall – also akustisch wahrnehmbare Signale, die beim Überfahren der Übergänge durch Fahrzeuge entstehen. Diese Signale können wertvolle Informationen über den Zustand der Brückenbauteile enthalten.“

Doch das akustische Monitoring dient nicht nur der frühzeitigen Erkennung von Schäden wie Verschleiß, Rissbildungen oder Lockerungen. Es liefert auch Hinweise auf Verkehrsaufkommen und Verkehrsarten – wichtige Faktoren, um die tatsächliche Belastung der Bauwerke besser zu verstehen und ein umfassendes Bild der „Brückengesundheit“ zu erhalten.

Künstliche Intelligenz und Akustik für mehr Sicherheit

Im Projekt AIrBSound entwickelt und testet das Fraunhofer IDMT neue Ansätze zur akustischen Überwachung von Brücken. Erprobt werden diese an zwei ausgewählten Brücken – der Wesenitzbrücke und der Sachsenbrücke in Pirna. Zum Einsatz kommen dabei Luftschallsensoren sowie KI-basierte Verfahren zur Erkennung von akustischen Zustandsänderungen.

Ein zentraler Bestandteil des Projekts ist dabei die Aufbereitung der aufgenommenen Audiodaten: Um verlässliche Aussagen treffen zu können, müssen diese zunächst von Störgeräuschen bereinigt und für die Analyse mit neuronalen Netzen vorbereitet werden.

MKP ist spezialisiert auf die Planung, Diagnostik und das messtechnische Brückenmonitoring. Das Ingenieurbüro bringt seine langjährige Erfahrung aus laufenden Projekten mit Schallemissionssensorik ein – etwa bei der Überwachung von Spannbeton- und Seilkonstruktionen.

Im Projekt AIrBSound übernimmt MKP die Projektkoordination und verantwortet die Planung sowie Umsetzung der Feldversuche an den beiden ausgewählten Brücken. Dabei koordiniert MKP die Arbeiten vor Ort und bewertet die Messergebnisse im Hinblick auf ihre bautechnische Relevanz und praktische Anwendbarkeit.

Die langjährige Expertise von MKP ermöglicht es, Forschung im Bereich der Akustik praxisnah in den Brückenbetrieb zu integrieren.