Zustandserfassung und Bewertung (ZEB)

ZEB kurz für „Zustandserfassung und Bewertung“ ist ein wichtiger Bereich der Bauingenieurwissenschaften. Dabei werden verschiedene Methoden eingesetzt, um den Zustand von Brücken, Straßen, Tunneln und anderen Bauwerken zu überprüfen und zu bewerten. Dazu gehören visuelle Inspektionen, zerstörungsfreie Prüfverfahren, strukturelle Analysen und digitale Zustandserfassungen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen dienen dazu, den aktuellen Zustand der Bauwerke zu erfassen, mögliche Schäden zu identifizieren und die Notwendigkeit von Reparaturen oder Sanierungsmaßnahmen zu bestimmen, damit die Sicherheit und Funktionalität dieser Bauwerke gewährleistet werden kann.

Methoden Zustandserfassung

Die visuelle Inspektion ist die am häufigsten angewendete Methode zur Zustandserfassung. Sie beinhaltet eine gründliche visuelle Überprüfung des Bauwerks, um sichtbare Schäden oder Anzeichen von Verschleiß zu identifizieren. Visuelle Inspektionen können auch in Form von Bildaufnahmen erfolgen, welche im Anschluss an die Aufnahme von einer Person oder einer KI ausgewertet werden. Dabei ist zu beachten, dass KI-Systeme nur mögliche Fehler erkennen und eine vorläufige Bewertung abgeben, die endgültige Einstufung erfolgt durch einen Menschen. Dabei können für diese Art der Erfassung neben klassischen Bildaufnahmen auch Hyperspektrale- und Infrarotkameras verwendet werden.

Non-Destructive Testing (NDT) ermöglicht es, den Zustand eines Bauwerks zu bewerten, ohne seine Struktur zu beschädigen. Dazu gehören Techniken wie Ultraschallprüfung, Magnetpulverprüfung, Eindringprüfung und Radiographie.

Beim Structural Health Monitoring werden Sensoren an kritischen Punkten des Bauwerks angebracht, um kontinuierlich Daten über dessen Zustand zu sammeln. Diese Daten können dann analysiert werden, um mögliche Probleme frühzeitig zu erkennen.

Geotechnische Untersuchungen dienen dazu, den Zustand des Bodens unter und um ein Bauwerk herum zu bewerten. Dazu gehören Bohrungen, Sondierungen und geophysikalische Untersuchungen.

Bei den Materialprüfungen wird das Material, aus dem das Bauwerk besteht, auf seine Eigenschaften und Leistungsfähigkeit hin untersucht. Dazu können Laboruntersuchungen oder Feldtests gehören.

Laserscanner und LIDAR-systeme werden verwendet, um Bauwerke in 3-dimensionaler Form zu erfassen, die Geräte können für Straßenbauwerke auch an einem Fahrzeug befestigt sein, womit es möglich ist große Abschnitte aufzunehmen. Weitere Möglichkeiten sind Drohnen, oder handgetragene Beförderungen.

Radar kann dazu eingesetzt werden, um den Zustand unterhalb der Oberfläche zu erfassen, so können Bewehrungslagen oder Hohlräume lokalisiert werden.

Digitale Verfahren

Bildanalyse mit KI

Zur Analyse von Bild- und Videoaufnahmen kann eine künstliche Intelligenz herangezogen werden. Diese benutzt eine große Menge an bereits vorhandenen und bewerteten Aufnahmen von Fehlern, in den meisten Fällen Risse, um zu lernen wie solche Schäden aussehen und diese dann schnell und automatisiert zu erkennen. Nach der Erkennung kann noch eine Bewertung geschaltet sein, diese Bewertung ist aber nur als Hilfe anzusehen und nicht als endgültige Einstufung.

Verknüpfung BIM

Ein BIM-Modell kann verwendet werden um das Datenmanagement zu erleichtern und zu zentralisieren. Dabei dient das Modell als zentraler Punkt, in dem Schäden dokumentiert werden und mögliche Sanierung und/oder Reparaturen gesteuert werden. Für die Schadensdokumentation können dabei Bildaufnahmen mit dem Modell verknüpft werden, Soll- und Istzustände mit Hilfe von Laserscans verglichen werden, oder auch Messwerte in das Modell eingepflegt werden. Daten können direkt eine Lokalisierung, Bewertung und Verteilung erhalten, so könnten Schäden weitervermittelt werden.