Νέο λογισμικό για την προστασία γέφυρας: Το μέλλον των μηχανικών ξεκινά!

Νέο λογισμικό για την προστασία γέφυρας: Το μέλλον των μηχανικών ξεκινά!

Universität der Bundeswehr München, 85577 Neubiberg, Deutschland - Στις 12 Φεβρουαρίου 2025, το Πανεπιστήμιο του Bundeswehr Μονάχου (UNIBW M) σημείωσε σημαντική πρόοδο στην ανάπτυξη εργαλείων λογισμικού για ανίχνευση κινδύνου. Τα προγράμματα 4C και Queens δημιουργήθηκαν ειδικά για την πρόβλεψη πιθανών κινδύνων, όπως η κατάρρευση των γεφυρών, με τη βοήθεια προσομοιώσεων υπολογιστών. Αυτά τα εργαλεία δεν είναι μόνο τεχνολογικά προοδευτικά, αλλά και ανοικτού κώδικα, η οποία επιτρέπει την παγκόσμια συνεργασία περίπου το ένα τρίτο της παγκόσμιας ερευνητικής κοινότητας. Δρ. Matthias Mayr και Dr.-ing. Ο Sebastian Brandstäter, μέλη της προσομοίωσης υπολογιστών που βασίζεται στον υπολογιστή στο Ινστιτούτο Μαθηματικών και Προσομοίωσης Βάσει του υπολογιστή (IMCS), διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο σε αυτή την ερευνητική πρωτοβουλία.

Ο σχεδιασμός και των δύο εργαλείων λογισμικού επιδιώκει τον στόχο της ανάλυσης σύνθετων κινδύνων σε υποδομές όπως οι γέφυρες. Οι πιο συνηθισμένοι κίνδυνοι που μπορούν να οδηγήσουν σε μια κατάρρευση γέφυρας περιλαμβάνουν υλική κόπωση, υψηλά φορτία κυκλοφορίας και περιβαλλοντικές επιρροές. Ένα τραγικό παράδειγμα τέτοιων κινδύνων είναι η πτώση της γέφυρας της γέφυρας της Δρέσδης Κάρολ το Σεπτέμβριο του 2024, η οποία υπογράμμισε την ανάγκη για τέτοια προληπτικά μέτρα.

Τεχνολογικές εξελίξεις στην κατασκευή γέφυρας

Το λογισμικό 4C (Computational Community Code) επικεντρώνεται στη δημιουργία εικονικών μοντέλων που αναλύουν μηχανικά ερωτήματα σε φυσικές επιστήμες, μηχανική και βιοϊατρική. Οι βασίλισσες (ποσοτικοποίηση των αβέβαιων αποτελεσμάτων στα μηχανικά συστήματα), από την άλλη πλευρά, ελέγχουν την προσομοίωση πολλών παραλλαγών και έτσι βελτιώνει σημαντικά την εκτίμηση κινδύνου. Αυτά τα εργαλεία δεν χρησιμοποιούνται μόνο στην κατασκευή, αλλά και στη βιοϊατρική, όπου χρησιμεύουν για το μοντέλο οργάνων όπως το στομάχι και τα αιμοφόρα αγγεία.

Ένα κρίσιμο σημείο στην αξιολόγηση των γεφυρών είναι ο λεγόμενος 30ετής κύκλος των συντριβών της γέφυρας, ο οποίος αντιμετωπίστηκε σε εξέταση από τη Sily και τον Walker καθώς και τον Petroski. Αυτή η θεωρία υποδηλώνει ότι τα σοβαρά περιστατικά εμφανίζονται στην κατασκευή γέφυρας κάθε 30 χρόνια, τα οποία συχνά οφείλονται στην υπέρβαση των προηγούμενων ορίων αξιολόγησης ή των δυσκολιών επικοινωνίας εντός των οργανισμών. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν ότι οι τρέχουσες στατιστικές αξιολογήσεις και οι νέες τεχνολογικές εξελίξεις στην πολιτική μηχανική είναι απαραίτητες.

Μελλοντικές προσεγγίσεις για την επιθεώρηση της γέφυρας

Το Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Δρόμων (BAST) έχει επίσης σημειώσει πρόοδο στην αξιολόγηση της κρατικής αξιολόγησης των ευφυών γεφυρών με βάση την αξιοπιστία. Πρέπει να αναπτυχθεί μια νέα διαδικασία ανάλυσης και αξιολόγησης προκειμένου να προσδιοριστεί καλύτερα η τρέχουσα κατάσταση και η αξιοπιστία των γεφυρών. Στο πλαίσιο αυτό, οι μεμονωμένες οριακές συνθήκες και οι οικονομικές πτυχές στον προγραμματισμό συντήρησης έχουν μεγάλη σημασία.

Η προγραμματισμένη διαδικασία περιλαμβάνει τη συνεχή αξιολόγηση του κράτους και ένα σχεδιασμό που βασίζεται σε πιθανότητες που του επιτρέπει να κατανοεί τις αλλαγές στη φύση των γεφυρών σε πραγματικό χρόνο. Ιδιαίτερα αξιοσημείωτη είναι η ανάγκη βελτιστοποίησης των διαδικασιών επιθεώρησης και παρακολούθησης προκειμένου να αναγνωριστούν οι μηχανισμοί ζημιών εγκαίρως και να λάβουν τα κατάλληλα μέτρα.

Οι εξελίξεις στην τεχνολογία λογισμικού και οι τρέχουσες προοδευτικές δομικές αναλύσεις θα μπορούσαν να σημαίνουν σημαντική πρόοδο στην κατασκευή της γέφυρας και στην ασφάλεια των υποδομών των μεταφορών. Τα έργα των Unibw M, Tum και Bast εξασφαλίζουν έναν κοινό στόχο: ένα ασφαλές και βιώσιμο σύστημα γέφυρας για το μέλλον.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τα εργαλεία λογισμικού 4c και queens, επισκεφθείτε τις ιστοσελίδες www.4c-multipiphysics.org