„Brücken sind selten laut – bis sie es müssen.“ Sie tragen uns täglich über Flüsse, Täler und Straßen, doch was oft ungesehen bleibt: Mikrorisse, minimale Verschiebungen, Verschleiß oder Material-Reaktionen durch Temperatur und Verkehrslasten. Was für das menschliche Auge unsichtbar bleibt, entscheidet oft über Sicherheit und Lebensdauer der Bauwerke. Doch was, wenn wir diese Signale sichtbar machen können?
Mit Digitalen Zwillingen wird aus „unsichtbaren“ Dynamiken ein klares Bild. Anders als statische 3D-Modelle bilden sie ein lebendes System ab, das Geometrien, Messdaten und Kontext miteinander vereint. Ob bei der Planung, Instandhaltung oder Risikoanalyse: Die Technologie revolutioniert den Brückenbau und macht unsichtbare Prozesse messbar.
Brücken sind lebendige Systeme
Brücken sind keine starren Gebilde – sie sind lebendige Systeme, die täglich auf unzählige Einflüsse reagieren. Temperaturschwankungen lassen Stahl und Beton dehnen und schrumpfen, Verkehrslasten erzeugen Vibrationen. Selbst Wind hinterlässt charakteristische Frequenzen, während Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit oder chemische Einflüsse den Materialverschleiß beeinflussen.
Hier setzen Digitale Zwillinge an: Sie entschlüsseln diese komplexen Wechselwirkungen und übersetzen sie in eine verständliche Sprache. Statt isolierter Messwerte und Momentaufnahmen zeigen sie Trends und Muster. Etwa, wie sich Rissbildungen über Monate entwickeln oder wo Temperaturspannungen kritische Schwellen erreichen. Das Ergebnis? Kein Aktionismus, sondern präzise, vorausschauende Entscheidungen: Die Technologie identifiziert nicht nur, wann ein Eingriff nötig ist, sondern auch, wo gezielte Maßnahmen die Lebensdauer verlängern – und wo Ruhe die bessere Strategie ist. So wird aus Bauchgefühl datenbasierte Vorsorge.
Gezieltes Monitoring statt Aktionismus
Betrachten wir allein das Bundesfernstraßennetz in Deutschland, wird schnell deutlich: viele unserer Brücken tragen heute Lasten und Verkehrsströme, für die sie zu ihrer Erbauung in den 1960er oder 1970er Jahren nicht ausgelegt wurden. Dabei ist nicht zu unterschätzen: die durchschnittliche Spannweite nimmt ebenso wie die Verkehrsbelastung zu.
Durch die jahrzehntelange Nutzung und die dabei einwirkenden Lasten ermüden die Brückenbauwerke. Und das oft so weit, bis es zum Bruch kommt, der den Verkehrsfluss unterbricht. Ein einzelnes Bauwerk kann dann zum Flaschenhals für ganze Regionen werden, weshalb Sperrzeiten und Umleitungen schnell zu volkswirtschaftlichen Größen anwachsen.
Schadensstatistik Deutschland
Seit 1975 ist die Zahl der Bauwerke um mehr als 83 % auf 40.214 im Jahr 2025 angestiegen.1 Nur bei 23,4 % konnte 2025 ein guter bis sehr guter Zustand festgestellt werden (Zustandsnotenbereiche von 1,0 bis 1,9).2
Überproportional häufig kommen in der Brückenstatistik insbesondere Schäden an Fugen und Lagern vor. Denn schon minimale Temperaturunterschiede lösen mitunter Dehnwege im Zentimeterbereich aus.
Eisenbahnbrücken
Auch im Netz der Deutschen Bahn müssen mehr als 25.000 Eisenbahnbrücken gewartet und befahrbar gehalten werden. Davon sind über 11.000 Brücken mehr als 100 Jahre alt.3 Auskünfte zu den Zuständen der Brücken gibt die Deutsche Bahn unter anderem in ihrer Brückenkarte.
Was beim Monitoring von Brücken deshalb heute zählt? Nicht nur die Tragfähigkeit, sondern auch Faktoren wie Redundanz, Inspektionszugang und Störungsresilienz spielen eine wichtige Rolle.
Insgesamt verschiebt sich dadurch der Fokus weg von der Frage nach dem Alter eines Bauwerks hin zu der Frage, wie kritisch ein Brückenbauwerk für das Netz ist. Die digitale Beobachtung verändert dabei die Lesart von Zustandsdaten. Sie wird unter anderem durch präzise Sensorik oder Ableitungen aus Verkehrs- und Klimadaten möglich.
Anstelle von jährlichen, statischen Zustandsfotos entstehen dynamische Zeitreihen, in denen sich Anomalien und potenzielle Probleme frühzeitig abzeichnen. Die Statistik kann damit von einer reinen Bilanz zu einem proaktiven Frühwarnsystem werden, das die Resilienz unserer Infrastruktur nachhaltig stärkt.
Brückenmodernisierung in Deutschland
ARC-GREENLAB treibt als Teil des bundesweiten Brückenmodernisierungsprogramms den Fortschritt voran. In verschiedenen Projekten schafft der langjährige Esri-Partner moderne und nachhaltige Lösungen:
Die Siemensbahn erwacht: Wie Digitale Zwillinge ein Berliner Wahrzeichen für die Zukunft rüsten
Nach über 40 Jahren im Dornröschenschlaf wird ein Stück Berliner Industriegeschichte wieder zum Leben erweckt: Die Siemensbahn. Die ehemals von Siemens & Halske erbaute Hochbahnstrecke, die seit 1980 stillgelegt ist, soll im Rahmen des Projektes „i2030“ pünktlich zu ihrem 100. Geburtstag im Jahr 2029 wieder in Betrieb gehen. Doch die Reaktivierung einer fast ein Jahrhundert alten Infrastruktur stellt Planende vor immense Herausforderungen – insbesondere bei den historischen Stahlviadukten.
Um dieses anspruchsvolle Vorhaben zu meistern, setzt die Ingenieurgemeinschaft Siemensbahn, bestehend aus der Sweco GmbH und der KREBS+KIEFER Ingenieure GmbH, auf digitale Methoden. Im Auftrag dieser Gemeinschaft hat die ARC-GREENLAB GmbH insgesamt 48 Bahnviadukte präzise vermessen und damit den Grundstein für einen innovativen Planungsprozess gelegt.
Das Herzstück dieser Modernisierung ist die Erstellung eines hochdetaillierten Digitalen Zwillings. Aus den erfassten Messpunkten entstanden mittels der BIM-Methodik (Building Information Modeling) exakte 3D-Modelle der Viadukte in einem außergewöhnlichen Detaillierungsgrad (LoD 400). Technische Zeichnende übertrugen in Autodesk Revit jedes Bauteil vom Scan ins Modell – von Nietendetails über Lagerkanten bis hin zu komplexen Profilgeometrien. Das Ergebnis ist ein nahezu lückenloses digitales Abbild, das die Logik der realen Tragwerke widerspiegelt.
Der Connected Digital Twin ist jedoch mehr als nur eine digitales Abbild. Durch die Integration der BIM-Daten in ein Geoinformationssystem (GIS) wie ArcGIS Online wird der Digitale Zwilling zum Gedächtnis der Strecke. Er verknüpft den historischen Bestand, vergangene Bauphasen und den aktuellen Zustand zu einem ganzheitlichen Informationsmodell. Das Projekt Siemensbahn zeigt damit, wie wir mit den Mitteln der Digitalisierung historisches Erbe bewahren und es gleichzeitig fit für die Mobilität der Zukunft machen.
Vorausschauende Sicherheit auf der B6: Wie präzise Geodaten die Infrastruktur bei Ilberstedt schützen
Infrastrukturprojekte in geologisch aktiven Zonen erfordern ein Höchstmaß an Präzision und vorausschauender Planung. Ein Beispiel hierfür ist die Betreuung der Bundesstraße B6 im Senkungsgebiet bei Ilberstedt. Im Auftrag der Niederlassung Ost der Autobahn GmbH des Bundes stellt Esri-Partner ARC-GREENLAB seit 2018 sicher, dass die Stabilität von Fahrbahn und Bauwerken kontinuierlich überwacht wird, um die Sicherheit langfristig zu gewährleisten.
Das Fundament dieser Aufgabe bildet eine systematische Deformationsvermessung, ein Verfahren zur permanenten Überwachung von Lage- und Höhenänderungen. Expertenteams von ARC-GREENLAB führen hierfür in regelmäßigen Abständen hochpräzise Messungen durch.
An Messpunkten entlang der Strecke werden so selbst minimale Bewegungen und Neigungsänderungen mit einer Genauigkeit von ± 0,1 Grad erfasst.
Durch die intelligente Auswertung dieser Daten können potenzielle Verformungen frühzeitig erkannt und präventive Maßnahmen eingeleitet werden, lange bevor sie zu sichtbaren Schäden oder einer Gefahr für den Verkehr werden. Das Projekt an der B6 ist bestes Beispiel dafür, wie die systematische Erfassung und Analyse von Geoinformationen einen unverzichtbaren Beitrag zur Langlebigkeit und Sicherheit unserer Infrastruktur leistet.
Innovative Vermessungstechnologie sichert den passgenauen Ausbau der A100
Damit die verschiedenen Bauabschnitte der Bundesautobahn A100 in Berlin nahtlos und millimetergenau ineinandergreifen, hat ARC-GREENLAB eine entscheidende Rolle bei der Qualitätssicherung übernommen. Durch eine kontinuierliche, baubegleitende Überwachungsvermessung sorgte der Esri-Partner dafür, dass die verschiedenen Bauabschnitte mitten in Berlin exakt zueinanderfinden.
Das Großprojekt bot zudem die ideale Gelegenheit, bewährte Technologie in die nächste Generation zu überführen. ARC-GREENLAB nutzte das Projekt, um die hauseigene Vermessungslösung gl-survey erfolgreich in die leistungsstarke 3D-Welt von ArcGIS Pro von Esri zu migrieren.
Fazit
Die aktuellen Herausforderungen sind komplex und erfordern in den nächsten Jahren kontinuierlichen Invest in unsere Infrastruktur. Bei der Brückenmodernisierung sind eine konsequente Digitalisierung sowie datengetriebene Lösungen deshalb entscheidend. Wer sich mit der Instandhaltung, Modernisierung und dem Ausbau unserer Brücken beschäftigt, ist gut beraten, komplexe Informationen intelligent zu bündeln und zielgerichtet in Wert zu setzen.
Und womit gelingt das besser, als mit einem Digitalen Zwilling. Mit ihm machen wir unsichtbare Belastungen und schleichende Veränderungen sichtbar, messbar und beherrschbar.
Quellen
1 Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen, Brückenstatistik 2025
2 Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen, Zustandsnoten der Brücken 2025
3 Deutsche Bahn AG, Modernisierungsprogamm Ausgangslage
