Essen (Autobahn GmbH). In den kommenden Jahrzehnten müssen bundesweit mehr als 8.000 Brückenteilbauwerke im Zuständigkeitsbereich der Autobahn GmbH des Bundes erneuert oder umfassend modernisiert werden. Als Antwort darauf hat das Bundesverkehrsministerium 2022 das Brückenmodernisierungsprogramm gestartet. Kernstück ist ein definiertes Brückenmodernisierungsnetz, das besonders hochbelastete Autobahnabschnitte in den Fokus rückt. Auf diesen prioritären Strecken sollen 4.500 Teilbauwerke innerhalb von zehn Jahren ertüchtigt werden – ein ambitioniertes Ziel, das nicht nur Geld und Personal, sondern auch technologische Innovation erfordert.
Genau hier setzt ein Pilotprojekt der Autobahn GmbH an – in Zusammenarbeit der Niederlassung Rheinland mit dem Brückenkompetenzzentrum der Zentrale: In einem Feldversuch werden elf ausgewählte Brücken im Ruhrgebiet und Bergischen Land mit Sensorik ausgestattet, die kontinuierlich Daten zu Schwingungsverhalten, Temperatur, Materialbewegungen und Setzungen liefert. Eine Künstliche Intelligenz analysiert diese Messwerte, erkennt Muster und warnt vor sich anbahnenden Schäden. Damit deutet sich ein echter Paradigmenwechsel an: weg von starren Prüfintervallen und punktuellen Sanierungen – hin zu einer vorausschauenden, datenbasierten Infrastrukturpflege. Wenn dieser Ansatz trägt, könnten Deutschlands Brücken künftig nicht nur saniert, sondern verstanden werden – mit deutlich optimierter Nutzungsdauer.
Nach dem erfolgreichen ersten Testlauf an der Brücke „Uellendahler Straße“ in Wuppertal ist das neue Monitoringprogramm nun in den Regelbetrieb übergegangen. Inzwischen wurden drei weitere Bauwerke mit der Sensorik ausgestattet: die Brücken „Geitlingstraße“ (A40), „Werksbahnen“ (A3) und „An der Hoffnung“ (A52). Auch sie liefern jetzt kontinuierliche Daten, die den Zustand der Bauwerke erstmals in Echtzeit sichtbar machen.
Im Zuge von so genannten Brückennachrechnungen können vorläufige Restnutzungsdauern festgelegt werden. Eine Änderung dieser Restnutzungsdauer ist ohne nähere Kenntnisse des realen Bauwerksverhaltens nicht möglich. Genau hier setzt das KI-gestützte Monitoring an. Die Sensoren erfassen in Echtzeit, wie sich das Bauwerk tatsächlich verhält.
Das kann in beide Richtungen wirken: Die Daten können zeigen, dass eine Brücke früher als erwartet modernisiert werden muss – oder dass sie in deutlich besserem Zustand ist, als prognostiziert. Ziel ist es also nicht, Brücken vorsorglich aus dem Verkehr zu ziehen, sondern auf Grundlage belastbarer Daten zu entscheiden, wann Eingriffe notwendig sind. Diese neue Datentiefe ermöglicht es Ingenieurinnen und Ingenieuren, gezielter zu reagieren, bevor Schäden entstehen. Das kann bedeuten, dass eine Brücke zeitweise abgelastet wird – also bewusst einer geringeren Belastung ausgesetzt wird, etwa durch die Sperrung einer Fahrspur oder durch Beschränkungen für Lkw.
Solche Maßnahmen dienen ausdrücklich dazu, die Nutzung der Brücke möglichst lange aufrechtzuerhalten und großflächige Sperrungen zu vermeiden. Entscheidend ist dabei, dass diese Beschränkungen konsequent eingehalten werden. Denn selbst einzelne übergewichtige Lkw können die Tragstruktur so stark belasten, dass sie vorzeitig gesperrt oder komplett erneuert werden muss – mit allen Folgen für Verkehr und Anwohnende.
Frühwarnsystem für Brücken
Beim KI-gestützten Monitoring erfassen Sensoren fortlaufend die Schwingungen und Dehnungen einer Brücke. So lässt sich erkennen, wie sich das Bauwerk unter wechselnden Belastungen und Witterungsbedingungen verhält. Der Algorithmus lernt, was für jede Brücke das „Normverhalten“ ist. Treten Abweichungen auf – etwa durch Rissbildung, Materialermüdung oder übermäßige Belastung –, gibt das System automatisch eine Warnung aus. Alle Daten werden in einem Online-Dashboard mit Ampelfarben visualisiert und in Echtzeit mit Handlungsempfehlungen an die Prüfingenieurinnen und -ingenieure der Autobahn GmbH übermittelt. So kann bei Auffälligkeiten schnell reagiert werden.
Die technische Umsetzung erfolgt in Zusammenarbeit mit Irmos Technologies, einem auf datenbasiertes Infrastrukturmonitoring spezialisierten Unternehmen. Der erste Kontakt mit Irmos Technologies erfolgte durch ein gemeinsames Programm der Autobahn GmbH und der Deutschen Bahn im Rahmen einer DB mindbox Challenge 2024.
Ergänzung zur klassischen Bauwerksprüfung
„Das KI-Monitoring ersetzt keine Bauwerksprüfung, es ergänzt sie sinnvoll“, erklärt Tobias Fischer, Geschäftsbereichsleiter Bau und Erhaltung der Außenstelle Essen. „Wir erhalten zusätzliche Echtzeitdaten, die unsere Ingenieurinnen und Ingenieure nutzen können, um die berechnete Restnutzungsdauer mit dem tatsächlichen Zustand abzugleichen. So lassen sich Sanierungsprioritäten besser festlegen – und Sperrungen im Idealfall vermeiden.“
Autobahnbrücken werden weiterhin regelmäßig überprüft:
- alle sechs Jahre im Rahmen einer Hauptprüfung
- drei Jahre nach einer Hauptprüfung sind die Ingenieurbauwerke einer Einfachen Prüfung zu unterziehen sowie
- anlassbezogen, z. B. nach Hochwasser oder Unfällen.
Des Weiteren gibt es:
- einmal jährlich eine Besichtigung
- zweimal jährlich eine Beobachtung.
Das KI-System dient dabei als präventive Diagnostik zwischen den Prüfintervallen.
Elf Brücken im Test – Paradigmenwechsel in der Bauwerksunterhaltung
Insgesamt elf Brückenbauwerke im Zuständigkeitsbereich der Außenstelle Essen nehmen an dem mehrjährigen Feldversuch teil. Die Testphase ist auf fünf Jahre angelegt und soll alle klimatischen Jahreszyklen abbilden. Nach dem ersten Jahr ist eine Zwischenauswertung vorgesehen, auf deren Grundlage über eine mögliche Ausweitung entschieden wird.
Die Niederlassung Rheinland und die Zentrale der Autobahn werten die Ergebnisse aus, um herauszufinden, wie das KI-Monitoring deutschlandweit genutzt werden kann. Ziel ist es, die vorbeugende Diagnose von Bauwerken zu verbessern und so ein vorausschauendes Erhaltungsmanagement zu unterstützen.
Feldversuch KI-Monitoring: Diese Bauwerke erhalten Sensorik
Oberhausen: A3 Werksbahnen
Duisburg: A59 Gartsträuch · A59 Meiderich · A59 Grunewald (Bauwerk 1) · A59 Grunewald (Bauwerk 2)
Mülheim a.d.R.: A40 Geitlingstraße · A52 Mintarder Ruhrtalbrücke
Ratingen: A52 An der Hoffnung
Velbert: A535 Talbrücke Grund · A535 Ostumer Weg
Wuppertal: A46 Uellendahler Straße
Das Anbringen der Sensoren startete im November 2025. Bis Mitte 2026 sollen alle Brücken ausgestattet sein. Die Kosten liegen pro Bauwerk im niedrigen fünfstelligen Bereich.
Relevanz für die Region
Der Bedarf ist groß: Allein im Zuständigkeitsbereich der Außenstelle Essen müssen in den kommenden zehn Jahren knapp die Hälfte der insgesamt 650 Brückenbauwerke modernisiert werden. Das Monitoring liefert wertvolle Daten, um die Erhaltungsstrategie zu optimieren und Ressourcen gezielt einzusetzen.
Das Projekt markiert damit einen Paradigmenwechsel in der Bauwerksunterhaltung – weg von reaktiver Instandhaltung hin zu einer datenbasierten, vorausschauenden Infrastrukturpflege. Zugleich leistet es einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierungsstrategie der Autobahn GmbH und zur nachhaltigen Sicherung der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland.
Hintergrund: Wie das System funktioniert
- Sensoren messen fortlaufend Ausdehnung und Schwingung der Bauwerke.
- Die Daten werden zu Tausenden Messpunkten verdichtet.
- Ein Algorithmus erkennt Muster und lernt das typische Verhalten jeder Brücke.
- Abweichungen werden automatisch identifiziert und als Warnstufen visualisiert.
- Ingenieurinnen und Ingenieure bewerten die Ergebnisse und geben Handlungsempfehlungen – etwa
zusätzliche Prüfungen, Nachrechnungen oder Instandsetzungsmaßnahmen. - Alle Ergebnisse werden über eine Cloud-Plattform in Echtzeit bereitgestellt.
