Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Zustandsbeurteilung, Bauwerksüberwachung, Schwingungsmessungen, Strukturelle Systemidentifikation
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Structural Health Monitoring (SHM), Condition Assessment, Vibration Measurements, Structural System Identification
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die Strukturidentifikation, oft bezeichnet mit St-ID, ist ein Kernkonzept der Bauwerksüberwachung (Structural Health Monitoring SHM). Obwohl Identifikationstechniken für die Überwachung von Infrastrukturen seit längerem in der Forschung untersucht werden, haben sie in Bezug auf ihre praktische Anwendung erst seit kurzem etwas grössere Beachtung erfahren. Als Grund für diese Wende könnten prominente Versagen von grossen Infrastrukturbauwerken gedeutet werden; vielmehr dürfte aber die Auseinandersetzung mit alternden Infrastrukturpopulationen zu einem Umdenken in Bezug auf Bauwerksüberwachungsmethoden geführt haben. Die Infrastruktur-Betreiber in den Industrienationen sind immer stärker mit Bauwerken nahe dem Ende ihrer Nutzungsdauer konfrontiert, was eine eingehende Auseinandersetzung mit Entscheidungsprozessen für die geeigneten Instandhaltungs-, Instandsetzungs- und Restnutzungs-Strategien erfordert.
Auch im Schweizerischen Strassennetz befinden sich zahlreiche Netzelemente nahe dem Ende ihrer Lebens- oder Nutzungsdauer, und dies bedingt Entscheide über deren Erhaltung oder Abbruch. Die Zustandsbeurteilung von geschädigten Infrastrukturen kann erfolgen anhand von zweckmässigen Strukturidentifikationstechniken in Kombination mit an den betroffenen Bauwerken durchgeführten, geeigneten Versuchsmethoden. Das vorliegend vorgeschlagene Vorgehensmodell bezweckt die Entwicklung eines Testschemas, begleitet von geeigneten Analysemethoden, welches vom ASTRA für die Zustandsbeurteilung von geschädigten Strassennetzelementen angewendet werden kann. Im Rahmen der Forschungsarbeit wird die Bärenbohlstbrücke in Zürich für die Durchführung von Versuchsreihen und Messungen als reales Versuchsobjekt dienen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Structural Identification, often referred to as St-ID, is one of the core concepts of Structural Health Monitoring (SHM). Although the use of identification techniques for the monitoring of civil infrastructure has long been studied within the research community, it has so far only recently received increased attention when it comes to practical implementation. Certain pronounced failures in large civil structures could be credited as the trigger for this turning point; however it was more so the realization of dealing with an ageing infrastructure demographic that stressed the need for monitoring methods. Infrastructure operators in developed countries are currently more and more concerned with the number of structures approaching their design lifespan and are faced with decision making processes for the proper maintenance, repair and future use of structural systems.
For the Swiss road system as well, the case is that several of the components of the network are at the point of their life span where a decision has to be taken concerning their potential repair or demolishment. The question of assessing the current condition of deteriorated civil infrastructure can be addressed with the use of proper Structural Identification techniques combined with suitable testing schemes and appropriate response data from the structures in question. The scheme suggested herein aims at developing a testing process, accompanied by appropriate analysis methods, which can readily be adopted by ASTRA (FEDRO) towards condition assessment of deteriorated components of the Swiss infrastructure network. For this purpose the Bärenbohlst bridge in Zürich is chosen as a suitable test case where a series of tests and measurements will be conducted.
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Projektziele
(Deutsch)
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Die Methoden der Strukturidentifikation ermöglichen die Zustandsbeurteilung von bestehenden Tragwerken. Die vorliegend beschriebene Projektidee verfolgt die folgenden Ziele:
1) Definition einer Versuchsmethodologie für geschädigte Tragwerke, beruhend auf den folgenden experimentellen Methoden: Schlaghammer (MRIT), Schüttelversuche, Belastungsversuche mit Lastwagen sowie Kurzzeit-Schwingungsmessungen. Die verschiedenen Methoden sollen evaluiert werden, um genau festlegen zu können, in welchen Fällen sie jeweils geeignet sind.
2) Erarbeitung einer globalen Methode der Zustandsbeurteilung, die es ermöglicht, die Tragfähigkeit auf der Grundlage von ermittelten Verschiebungsprofilen zu quantifizieren.
3) Die Forschungsarbeit soll die Grundlage bilden für zukünftige Arbeiten zur Definition von geeigneten Schadenslokalisierungsmethoden, die evaluiert werden durch künstliche Schädigung am Untersuchungsobjekt zu einem Zeitpunkt nahe dem vorgesehenen Abbruchtermin.
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Projektziele
(Englisch)
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Structural system identification (St-ID) methods enable the evaluation of the existing condition of structures. The project idea described herein focuses on the following goals:
1) A testing methodology for deteriorated structures relying on impact hammer (MRIT) and shaker tests, proof-load level truck-load tests and short-term ambient vibration measurements. The different approaches will be assessed in order to pinpoint the most suitable methods.
2) A global health evaluation/condition assessment method able to quantify the level of load carrying capacity based on extracted displacement profiles.
3) This work will set the ground for future work on defining suitable damage localization methodologies, evaluated through inducing artificial damage on the test-case at a time near the scheduled demolition date.
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Berichtsnummer
(Deutsch)
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666
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Berichtsnummer
(Englisch)
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666
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