Smart Circular Bridge

Smart Circular Bridge bei der Floriade in Almere

Smart Circular Bridge (SCB) ist ein Projekt zum Bau von zwei Fußgänger- und Fahrradbrücken aus Flachsfasern. Die erste Brücke wurde 2022 in Almere eingeweiht, eine zweite befindet sich in Ulm im Bau (Stand 2024).

Das Projekt wird von der Technischen Universität Eindhoven in Zusammenarbeit mit 14 Projektpartnern geführt und soll zeigen, dass es möglich ist, Brückenbau klimafreundlich, bio-basiert und zirkulär zu schaffen.

Geschichte

Die erste „Smart Circular Bridge“ mit einer Spannweite von 15 Metern wurde aus rund 3,2 Tonnen Flachsfasern realisiert. Sie wurde auf der internationalen Gartenbauausstellung Floriade im niederländischen Almere errichtet und am 22. April 2022 eröffnet.

Die zweite Brücke wird in der Altstadt von Ulm realisiert. Bereits 2016 war ein Vorgängermodell als "eingeschränkt tauglich" bewertet worden. Bei einem zweiten Anlauf im Jahr 2023 hielt der Steg Belastungstests nicht stand. Umgesetzt wird nun ein drittes Modell. Der Bau wurde vom Bund der Steuerzahler kritisiert, da die Kosten von ursprünglich kalkulierten € 330.000 auf € 880.000 angestiegen sind.

Material und Produktionsprozess

Ein Bioverbundwerkstoff aus Flachs, speziellen Kunststoffen und Harz ergibt einen leichten und stabilen Werkstoff, der in seinen Eigenschaften etwa mit Aluminium oder Stahl vergleichbar ist. Die Naturfasern sorgen für Festigkeit, und das Bioharz verklebt die Fasern miteinander.

Die SCB-Brücken selbst werden als komplette Elemente im Vakuuminfusionsverfahren hergestellt. Im ersten Schritt wurde eine Negativform des Brückenelements mit Matten aus Flachsfasern ausgelegt. Darauf wurden mit Flachsmatten abgedeckte Blöcke aus Polyurethanschaum (35 kg/m 3 ) dicht an dicht platziert. Das gesamte Paket wurde nochmals mit Flachsmatten und einem Vakuumbeutel umwickelt. Nach dem Absaugen der Luft sorgt das entstehende Vakuum dafür, dass das Polymer kontrolliert einfließen und alle Hohlräume ausfüllen kann. Im Verlauf dieses Infusionsprozesses werden alle Blöcke kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Aushärtung des Polymers dauert etwa einen Tag.

Überwachung durch Sensoren

Da über das Langzeitverhalten des Bioverbundwerkstoffs wenig bekannt ist, werden die Brücken über eingebaute Sensoren überwacht. Ein sogenanntes Structural Health Monitoring (SHM)-System überwacht ständig die Struktur der Brücken und ihr Materialverhalten, bewertet aber auch ihren Grad der strukturellen Sicherheit über faseroptische Sensoren (FBGs). Knapp 100 Sensoren, die in den Brücken eingebaut werden, liefern Echtzeitdaten zum Materialverhalten in verschiedenen Belastungssituationen im Alltag. Diese Daten werden ständig gesammelt und von Forschern sowie mit Künstlicher Intelligenz (KI) ausgewertet. Die Beschleunigungssensoren erfassen selbst feinste Schwingungen, die etwa durch Wind entstehen. Gleichzeitig können Ingenieure mit diesen Daten ihre Berechnungs- und Materialmodelle verfeinern.

Die Almere-Brücke hat ein öffentliches Dashboard, das jederzeit mit Live-Überwachungsdaten aktualisiert wird. Die Daten der Sensoren von der Brücke in Ulm werden durch ein Klangprojekt dargestellt.

Projektpartner

• TU/e, Eindhoven University of Technology (NL), Lead Partner
• Centre of Expertise Biobased Economy (NL)
• KU Leuven (BE)
• Universität Stuttgart (GER)
• Vrije Universiteit Brussel (BE)
• 24SEA (BE)
• Com&Sens (BE)
• FiberCore Europe (NL)
• FibR (GER)
• Lineo - groupe NatUp fibres (FR)
• Proesler Kommunikation (GER)
• Van Hattum en Blankevoort (NL)
• Gemeente Almere (NL)
• Gemeente Bergen Op Zoom (NL)
• Stadt Ulm (DE)

Weblinks

• Brücke aus Hightech und Flachs, forschung leben – das Magazin der Universität Stuttgart, Oktober 2022