TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Impulsvortrag: Ermüdungslebensdauerbewertung mittels Informationen aus Monitoring und Inspektionen N2 - Kontext: Ermüdungsbeanspruchte Tragstrukturen von Windenergieanlagen, Bestimmung der Ermüdungsbeanspruchungen und -zuverlässigkeit auf der Grundlage von Simulationen aus dem Design unter Berücksichtigung von Modellunsicherheiten, Aktualisierung der Ermüdungsbeanspruchungen und -zuverlässigkeit auf der Grundlage von globalen Monitoring- und lokalen Inspektionsinformationen aus dem Betrieb unter Berücksichtigung von Modell- und Messunsicherheiten T2 - 3. Verbundtreffen ReNEW CY - Berlin, Germany DA - 05.09.2024 KW - Modellunsicherheiten KW - Windenergie KW - Ermüdungslebensdauer KW - Tragstrukturen KW - Monitoring KW - Inspektionen PY - 2024 AN - OPUS4-61427 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Zuverlässigkeitsbasierte Bemessung und Monte Carlo Simulation N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Am ersten Tag wurden in einem Short Course die Grundlagen der Zuverlässigkeitsanalyse in der Geotechnik vermittelt, wobei den Teilnehmenden die Möglichkeit geboten wurde, unter Anleitung Aufgaben mit Hilfe geeigneter Software am PC selbstständig zu bearbeiten. In diesem Vortrag wurde die Grundlagen der zuverlässigkeitsbasierten Bemessung und die Monte Carlo Simulation zur Abschätzung der Versagenswahrscheinlichkeit dargestellt. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Zuverlässigkeitsanalyse KW - Geotechnik KW - Monte Carlo Simulation PY - 2024 AN - OPUS4-61905 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald A1 - Schwiersch, Niklas T1 - Betrieb und Planung - Ausgewählte Vorteile von Risikoanalysen im Ingenieur- und Wasserbau N2 - Am 19. und 20.11.2024 veranstaltete die BAM und der DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ in Zusammenarbeit mit der DGGT-Akademie einen zweitägigen Workshop zur Einführung in die zuverlässigkeitsbasierte Bemessung. Im Rahmen der Vortragsveranstaltung am zweiten Tag wurden zum einen die unterschiedlichen Sicherheits- und Bemessungsphilosophien nach dem bewährten Teilsicherheitskonzept sowie nach dem zuverlässigkeitsbasierten Konzept vorgestellt. Zum anderen werden verschiedene Anwendungen zuverlässigkeitsbasierter Verfahren aus der Ingenieurpraxis und Wissenschaft präsentiert. In diesem Vortrag wurden aus Sicht des Ingenieur- und Wasserbaus Vorteile von Risikoanalysen u. a. für die Planung von Inspektionszyklen, die Ursachenforschung im Versagensfall und die Konzeption von Hochwasserrisikomanagement-Maßnahmen präsentiert. T2 - 2. Workshop des DGGT AK 2.15 „Zuverlässigkeitsbasierte Methoden in der Geotechnik“ CY - Berlin, Germany DA - 19.11.2024 KW - Risikoanalyse KW - Offshore-Strukturen KW - Hochwasserschutz PY - 2024 AN - OPUS4-61906 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hille, Falk A1 - Herrmann, Ralf A1 - Schneider, Ronald A1 - Pitters, S. A1 - Wedel, F. A1 - Hindersmann, I. T1 - Developing a guideline for structural health monitoring of road bridges in Germany N2 - In recent years, Structural Health Monitoring (SHM) has become a useful and increasingly widely used tool for supporting lifetime extensions of existing bridges with known structural deficiencies or indications of potentially critical damages or damage processes. At the same time, methods and tools are emerging, which enable monitoring-informed predictive maintenance of new and existing bridges based on digital twins. The monitoring process – starting from the definition of monitoring actions and ending with decisions based on monitoring outcomes – is complex and requires expertise in structural engineering, operation and maintenance of bridges, metrology, and data analytics. To support German road authorities, engineering consultancies, building contractors and other stakeholders of the bridge management, the Federal Highway Research Institute (BASt) has initiated the development of a new guideline for applying SHM as part of the management of road bridges. The guideline will present various use cases and for each identified use case, it will propose a proven monitoring scheme. In addition, the guideline will provide guidance on assessing the benefits of SHM as well as a common approach to managing monitoring data as a systematic basis for integrating monitoring data in the bridge management. This contribution discusses the motivation, objectives, and scope of the guideline, describes its use case centric structure and outlines the proposed data management. T2 - IABMAS 2024 CY - Kopenhagen, Danmark DA - 24.06.2024 KW - Guideline KW - Structural health monitoring KW - Road bridges KW - Infrastructure PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613947 SN - 978-1-032-77040-6 DO - https://doi.org/10.1201/9781003483755-236 SP - 2009 EP - 2017 PB - CRC Press AN - OPUS4-61394 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wedel, F. A1 - Pitters, S. A1 - Herrmann, Ralf A1 - Schneider, Ronald A1 - Hille, Falk A1 - Hindersmann, I. T1 - Guideline for the strategic application of monitoring of road bridges in Germany N2 - Engineering structures are an important part of our transport infrastructure. Their failure is associated with high safety risks and economic damage. Ensuring the availability of these constructions and guaranteeing their operational safety are thus important tasks. Currently, maintenance of engineering structures is a reactive process and therefore not yet a predictive process. Every 3 to 6 years, the structures are visually inspected, all damages are documented and a condition grade is assigned to the structure based on the detected damages. Continuous data-providing methods such as monitoring are used only very occasionally. With the help of monitoring, condition data about the structures are continuously collected, which can be used for a better assessment of the structures. On the one hand, this would increase safety of engineering structures, and on the other hand, it makes the shift towards predictive maintenance management based on real-time data and predictions, where the onset of damage is detected before it occurs, possible in the first place. Monitoring plays therefore an important role in the management of the infrastructure. It is a crucial a step towards the digitalisation of our infrastructure and existing processes. Although there are many use cases for monitoring that have already been successfully implemented, monitoring is not yet widely used by German road authorities due to several challenges that were also identified within the scope of the project. Therefore, a guide has been developed in which the current obstacles related to monitoring are identified and possibilities for integrating monitoring into existing processes are offered. To ensure optimal alignment with the needs of road authorities, both an online survey and a workshop have been conducted. The results are summarised in a brochure that is made available to authorities to improve the use of monitoring in Germany. This paper presents the guideline and the brochure. T2 - 10th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2024) CY - Potsdam, Germany DA - 10.06.2024 KW - Verkehrsinfrastrukturen KW - Engineering Structures KW - Bridges KW - Structural Health Monitoring KW - Guideline PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612821 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=29582 DO - https://doi.org/10.58286/29582 SN - 1435-4934 VL - 29 IS - 7 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net GmbH & Co. KG CY - Mayen AN - OPUS4-61282 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Pitters, S. A1 - Ramasetti, Eshwar Kumar A1 - Schneider, Ronald A1 - Wedel, F. A1 - Hindersmann, I. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Föderiertes Datenmanagement von Monitoringdaten aus Structural Health Monitoring Anwendungen und daraus gewonnenen Trainingsdaten bei Spannbetonbrücken N2 - Beim Structural Health Monitoring entstehen eine Vielzahl von Daten, Metadaten und Modellen mit hohem Wert für die Beurteilung des Bauwerkszustands und der Prognose von Veränderungen. Kontinuierlich anwachsende Datenbestände müssen nachhaltig geteilt, genutzt und über die Bauwerkslebensdauer archiviert werden. Dabei stellen die Vielfalt der Messaufgaben, die Heterogenität der Daten, die dezentrale Erfassung und z. T. der Umfang eine Herausforderung für die beteiligten Akteure dar. Für den Datentransfer der Monitoringdaten zwischen der Straßenbauverwaltung und den Monitoringausführenden wird ein flexibles Abstimmungsverfahren vorgeschlagen und ein Lösungskonzept für ein föderiertes Datenmanagement skizziert. Eine weitere Herausforderung stellt die bauwerksübergreifende Zusammenstellung von Trainingsdaten für konkrete KI-Anwendungen dar. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Structural Health Monitoring PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612902 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 178 EP - 185 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61290 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hille, Falk A1 - Herrmann, Ralf A1 - Pitters, S. A1 - Hindersmann, I. A1 - Schneider, Ronald A1 - Wedel, F. ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Leitfaden für den strategischen Einsatz von Monitoring an Straßenbrücken N2 - Für die Anwendung von Structural Health Monitoring (SHM) im Rahmen des Managements von Straßenbrü-cken wurde zur Unterstützung von Straßenbauverwaltungen, Ingenieurbüros, Bauunternehmen und weiteren Akteuren die Erstellung eines Leitfadens initiiert. Dieser Leitfaden stellt typische Anwendungsfälle für Monito-ring vor und schlägt für diese bewährte Herangehensweisen vor. Darüber hinaus bietet der Leitfaden Empfeh-lungen für Ausschreibung und Vergabe von Monitoringleistungen, eine Anleitung zur Bewertung des wirt-schaftlichen Nutzens von SHM, Hinweise zur optimal einsetzbaren Messtechnik sowie einen Ansatz für das Datenmanagement zur Integration der Monitoringdaten in das Brückenmanagement. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Leitfaden KW - Monitoring KW - Straßenbrücke PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612931 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 186 EP - 191 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61293 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schneider, Ronald A1 - Simon, Patrick A1 - Hille, Falk A1 - Herrmann, Ralf A1 - Baeßler, Matthias T1 - Vibration-based system identification of a large steel box girder bridge N2 - The Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) collaborates with TNO to develop a software framework for automated calibration of structural models based on monitoring data. The ultimate goal is to include such models in the asset management process of engineering structures. As a basis for developing the framework, a multi-span road bridge consisting of ten simply supported steel box girders was selected as a test case. Our group measured output-only vibration data from one box girder under ambient conditions. From the data, we determined eigenfrequencies and mode shapes. In parallel, we developed a preliminary structural model of the box girder for the purpose of predicting its modal properties. In this contribution, we provide an overview of the measurement campaign, the operational modal analysis, the structural modeling and qualitatively compare the identified with the predicted modes. As an outlook, we discuss the further steps in the calibration process and future applications of the calibrated model. T2 - XII International Conference on Structural Dynamics (EURODYN 2023) CY - Delft, The Netherlands DA - 02.07.2023 KW - Verkehrsinfrastukturen KW - SHM KW - Model updating KW - System identification KW - Operational modal analysis PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605041 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/2647/18/182039 SN - 1742-6596 VL - 2647 IS - 18 SP - 1 EP - 9 PB - IOP Publishing CY - Bristol AN - OPUS4-60504 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Patrick A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias A1 - Morgenthal, Guido ED - Cha, Young-Jin T1 - A Bayesian Probabilistic Framework for Building Models for Structural Health Monitoring of Structures Subject to Environmental Variability N2 - Managing aging engineering structures requires damage identification, capacity reassessment, and prediction of remaining service life. Data from structural health monitoring (SHM) systems can be utilized to detect and characterize potential damage. However, environmental and operational variations impair the identification of damages from SHM data. Motivated by this, we introduce a Bayesian probabilistic framework for building models and identifying damage in monitored structures subject to environmental variability. The novelty of our work lies (a) in explicitly considering the effect of environmental influences and potential structural damages in the modeling to enable more accurate damage identification and (b) in proposing a methodological workflow for model‐based structural health monitoring that leverages model class selection for model building and damage identification. The framework is applied to a progressively damaged reinforced concrete beam subject to temperature variations in a climate chamber. Based on deflections and inclinations measured during diagnostic load tests of the undamaged structure, the most appropriate modeling approach for describing the temperature‐dependent behavior of the undamaged beam is identified. In the damaged state, damage is characterized based on the identified model parameters. The location and extent of the identified damage are consistent with the cracks observed in the laboratory. A numerical study with synthetic data is used to validate the parameter identification. The known true parameters lie within the 90% highest density intervals of the posterior distributions of the model parameters, suggesting that this approach is reliable for parameter identification. Our results indicate that the proposed framework can answer the question of damage identification under environmental variations. These findings show a way forward in integrating SHM data into the management of infrastructures. KW - Verkehrsinfrastukturen KW - SHM KW - Model Updating KW - Environmental and Operational Variability KW - Damage Identification KW - Model Building PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605027 DO - https://doi.org/10.1155/2024/4204316 SN - 1545-2255 VL - 2024 IS - 1 SP - 1 EP - 23 PB - Wiley AN - OPUS4-60502 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Kontinuierliche sensordaten- und modellgestützte Bewertung von Infrastrukturbauwerken in der Praxis N2 - Ein Einsatz von kontinuierlichen sensorbasierten Verfahren komplementär zu den zeitlich diskreten bildbasierten Verfahren haben ein enormes Potenzial, die bisher hauptsächlich visuellen Prüfprozesse zu transformieren. Zur Ermöglichung eines strategischen Einsatzes des sensorbasierten Monitorings im Erhaltungsmanagement von Ingenieurbauwerken ist das übergeordnete Ziel des Projektes AISTEC-Pro die Demonstration des praktischen Mehrwerts des sensorbasierten Monitorings. Dies wird durch praktische Anwendungen an der Maintalbrücke Gemünden und einem neu ausgewählten Referenzbauwerk unter Berücksichtigung von typischen Einsatzszenarien im Bereich der Bauwerkserhaltung erreicht werden. Die Einsatzszenarien werden in enger Abstimmung mit den Endanwendern entwickelt und fortgeschrieben. Hierbei wird insbesondere Bezug auf die aktuelle Neufassung der DIN 1076 genommen, in der erstmals die Anwendung von sensor- und bildbasierten Monitoringverfahren in der Bauwerksprüfung geregelt wird. T2 - AISTEC-Pro Auftakttreffen CY - Weimar, Germany DA - 02.12.2024 KW - Sensorbasiertes Monitoring KW - Erhaltung KW - Verkehrsbrücken PY - 2024 AN - OPUS4-61919 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eichner, Lukas A1 - Gerards-Wünsche, Paul A1 - Happel, Karina A1 - Weise, Sigurd A1 - Haake, Gerrit A1 - Sieber, Lars A1 - Flederer, Holger A1 - Schneider, Ronald A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias A1 - Huhn, Holger A1 - Küchler, Andreas T1 - Digitales Datenmanagement für die Instandhaltung von Offshore-Windparks T1 - Digital data management for maintenance in offshore wind farms N2 - Im Forschungsprojekt DiMoWind-Inspect wurde untersucht, welche Grundvoraussetzungen geschaffen werden müssen, um digitale Methoden für die Instandhaltung von Offshore-Windenergieanlagen einsetzen zu können. Daten aus allen Lebensphasen der Anlagen werden derzeit nur selten effizient dafür genutzt, um die sinnvollsten Instandhaltungsmaßnahmen am richtigen Ort, zum richtigen Zeitpunkt und mit den geringsten Kosten durchzuführen. Eine im Vorhaben entwickelte einheitliche Strukturierung der bisher häufig unstrukturierten Bau- und Instandhaltungsdaten ermöglicht ihre übergreifende, anwenderspezifische Verfügbarkeit. Hierfür werden Prinzipien des Referenzkennzeichnungssystems RDS-PP adaptiert. Es wird aufgezeigt, wie neben Bauteilen auch zusätzliche Informationen wie Instandhaltungsmaßnahmen oder Mängel strukturiert werden können. Dem Ansatz des Building Information Modeling folgend werden die Bauwerkskomponenten direkt mit den Informationen aus Inspektionen und weiteren Instandhaltungsmaßnahmen verknüpft. So können Informationen aus dem Betrieb über den Zustand der Struktur verarbeitet und für die maßgebenden Berechnungen und Nachweise zur Verfügung gestellt werden. Als Anwendungsfall wird ein zweistufiges Konzept vorgestellt, das zur Bewertung der Ermüdungslebensdauer eines korrosionsgeschädigten Konstruktionsdetails der Gründungsstruktur einer Offshore-Windenergieanlage mit Informationen aus der Instandhaltung eingesetzt wird. N2 - The DiMoWind-Inspect research project explored the essential requirements for implementing digital methods in the maintenance of offshore wind turbines. Currently, data from all stages of the turbines' lifecycles are underutilized, leading to suboptimal maintenance actions being taken in terms of location, timing, and cost. A consistent structuring of previously often unstructured construction and maintenance data developed in the project enables their cross-disciplinary, user-specific availability. To accomplish this, the principles of the Reference Designation System for Power Plants RDS-PP are applied. In this way, additional information, such as maintenance measures or defects, can be structured alongside components. The components of the structures are directly linked with information from inspections and other maintenance activities, following the Building Information Modeling approach. This allows for processing operational information about the condition of the structure and providing it for relevant calculations and assessments. As a use case, a two-stage concept is presented, utilizing maintenance information to assess the fatigue life of a corrosion-damaged structural detail in the support structure of an offshore wind turbine. KW - Building Information Modeling KW - Datenmanagement KW - Instandhaltung KW - Offshore-Windenergie KW - Referenzkennzeichnungssystem PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202400026 VL - 101 IS - 10 SP - 558 EP - 567 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-60765 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Multivariate Gaussian Process for 3D subsurface stratigraphy prediction from CPT and labelled borehole data N2 - Quantifying uncertainties in subsurface properties and stratigraphy can lead to better understanding of the ground conditions and enhance the design and assessment of geotechnical structures. Several studies have utilized Cone Penetration Test (CPT) data and employed Bayesian and Machine Learning methods to quantify the geological uncertainty, based on the Robertson’s soil classification charts and the Soil Behaviour Type Index (Ic). The incorporation of borehole data can reduce the stratigraphic uncertainty. Significant challenges can arise, however, mainly due to the intrinsic differences between field and laboratory-based soil classification systems, which can potentially lead to inconsistent soil classification. To this end, this study proposes a multivariate Gaussian Process model that utilizes site-specific data and: i) jointly models multiple categorical (USCS labels) and continuous (Ic) variables, ii) learns a (shared) spatial correlation structure and the betweenoutputs covariance, and iii) produces two types of dependent classification outputs. The results indicate that the integration of geotechnical and geological information into a unified model can provide more reliable predictions of the subsurface stratification, by allowing simultaneous interpretation of USCS and Ic profiles. Importantly, the model demonstrates the potential to integrate multiple variables of different types, aiming to contribute to the development of a methodology for joint modeling of geotechnical, geological and geophysical data. T2 - 7th International Conference on Geotechnical and Geophysical Site Characterization CY - Barcelona, Spain DA - 18.06.2024 KW - Geotechnical site-characterization KW - Probabilistic KW - Soil classification KW - Gaussian Process PY - 2024 SP - 1733 EP - 1740 AN - OPUS4-60712 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Spatial modeling of heterogeneous geotechnical site investigation data using multivariate Gaussian Process N2 - This presentation is part of the Engineering Risk Analysis group open seminars. It aims to showcase the results of an ongoing study centered on developing a novel probabilistic methodology for 3D geotechnical site characterization. This methodology integrates data from Cone Penetration Tests (CPTs) and categorical borehole data. The presentation covers the mathematical details of the proposed Multivariate Gaussian Process model and demonstrates its application to a real geotechnical site in New Zealand. T2 - ERA Seminars CY - Munich, Germany DA - 24.07.2024 KW - Geotechnical site-characterization KW - CPT KW - Boreholes KW - Gaussian Process PY - 2024 AN - OPUS4-60716 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schneider, Ronald A1 - Simon, Patrick A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias T1 - Bestandteile Digitaler Zwillinge im Erhaltungsmanagement von Verkehrsbrücken T1 - Components of digital twins in the operation and maintenance management of traffic bridges N2 - Digitale Zwillinge werden zukünftig ein integraler Bestandteil des Erhaltungsmanagements von Verkehrsbrücken sein. In diesem Beitrag wird argumentiert, dass sie nicht nur als digitale Abbilder physikalischer Bauwerke verstanden werden sollten, sondern als eine umfassende digitale Methode, die durch die Integration von Datenerfassung, Erhaltungsmaßnahmen, Datenmanagement, Bauwerksbewertung und Entscheidungsunterstützung die Bauwerksüberwachung und ‐erhaltung verbessert. In diesem Zusammenhang wird betont, dass der Übergang von der reaktiven zur prädiktiven Erhaltung durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen nur dann realisierbar ist, wenn neben den erforderlichen diagnostischen und prognostischen Zustandsanalysen auch Methoden zur Optimierung von Entscheidungen über Datenerfassung und Erhaltungsmaßnahmen implementiert werden. Zur Veranschaulichung der Diskussion werden in diesem Beitrag exemplarisch zwei Bestandteile eines Digitalen Zwillings für das Erhaltungsmanagement von Verkehrsbrücken am Beispiel einer Eisenbahnbrücke demonstriert. Dabei wird zum einen gezeigt, wie Monitoringdaten mittels eines Datenmanagementsystems strukturiert verwaltet und für angeknüpfte Analysen bereitgestellt werden. Zum anderen erfolgt im Rahmen einer bauwerksspezifischen Einwirkungsermittlung eine Zugidentifikation anhand von gemessenen Schwellenschwingungen. N2 - Digital twins will become an integral part of the operation and maintenance management of traffic bridges in the future. This paper argues that they should not only be understood as digital representations of physical structures but as a digital methodology that enhances the operation and maintenance of bridges through the integration of data collection, maintenance actions, data management, structural assessment, and decision support. In this context, it is emphasized that the transition from reactive to predictive maintenance using digital twins can only be achieved if, in addition to the necessary diagnostic and prognostic condition analyses, methods for optimizing decisions on data collection and maintenance actions are also implemented. To illustrate this discussion, two key components of a digital twin for the operation and maintenance management of traffic bridges are demonstrated using a railway bridge as an example. First, it is shown how monitoring data can be systematically managed and made available for subsequent analyses through a data management system. Second, train identification based on measured sleeper vibrations is conducted as part of an object-specific load assessment. KW - Digitale Zwillinge KW - Erhaltung KW - Inspektion KW - Monitoring KW - Brücken PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202400101 SN - 1437-0999 SP - 1 EP - 11 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-62837 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schneider, Ronald T1 - Digitaler Zwilling im Erhaltungsmanagement von Straßenbrücken N2 - Digitale Zwillinge werden zukünftig ein integraler Bestandteil des Erhaltungsmanagements von Straßenbrücken sein. In diesem Beitrag wird argumentiert, dass sie nicht nur als digitale Abbilder physikalischer Bauwerke verstanden werden sollten, sondern als eine umfassende digitale Methode, die durch die Integration von Datenerfassung, Erhaltungsmaßnahmen, Datenmanagement, Bauwerksbewertung und Entscheidungsunterstützung die Bauwerksüberwachung und -erhaltung verbessert. In diesem Zusammenhang wird betont, dass der Übergang von der reaktiven zur prädiktiven Erhaltung durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen nur dann realisierbar ist, wenn neben den erforderlichen diagnostischen und prognostischen Zustandsanalysen auch Methoden zur Optimierung von Entscheidungen über Datenerfassung und Erhaltungsmaßnahmen implementiert werden. Zur Veranschaulichung der Diskussion werden in diesem Beitrag exemplarisch zwei Bestandteile eines Digitalen Zwillings für das Erhaltungsmanagement von Verkehrsbrücken am Beispiel einer Eisenbahnbrücke demonstriert. Dabei wird zum einen gezeigt, wie Monitoringdaten mittels eines Datenmanagementsystems strukturiert verwaltet und für angeknüpfte Analysen bereitgestellt werden. Zum anderen erfolgt im Rahmen einer bauwerksspezifischen Einwirkungsermittlung eine Zugidentifikation anhand von gemessenen Schwellenschwingungen T2 - Workshop „Digitaler Zwilling im Lebenszyklusmanagement" der AG BIM in der Bauwerkserhaltung des Koordinierungsausschusses Erhaltung (KoA-Erhaltung) der B/L-DB Konstruktiver Ingenieurbau CY - Potsdam, Germany DA - 09.04.2025 KW - Digitale Zwillinge KW - Erhaltung KW - Inspektion KW - Monitoring KW - Brücken PY - 2025 AN - OPUS4-62951 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias T1 - Probabilistische Systemidentifikation einer Versuchsstruktur für Substrukturen von Offshore-Windenergieanlagen mit statischen und dynamischen Messdaten N2 - In diesem Beitrag wird ein probabilistischer Ansatz zur Systemidentifikation für Tragstrukturen von Offshore-Windkraftanlagen vorgestellt. Der Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Integration von globalen Systemantworten in Form von Eigenfrequenzen und -formen sowie Verschiebungen und Dehnungen als lokale Messdaten. Die unterschiedlichen Daten werden kombiniert für die Aktualisierung der Parameter eines Finite-Elemente-Modells genutzt. Zu diesem Zweck wird ein probabilistischer Ansatz nach Bayes verfolgt, um Vorwissen sowie Unsicherheiten einzubeziehen. Die Methodik wird bei einer Versuchsstruktur angewandt, die eine Jacket-Substruktur von Offshore-Windenergieanlagen nachbildet. Eine Systemidentifikation mit Hilfe von Überwachungsdaten ist wertvoll für Jacket-Substrukturen, da eine Zustandsanalyse für die Gewährleistung der strukturellen Integrität unerlässlich ist, aber hinsichtlich der schwierigen Offshore-Bedingungen möglichst effizient sein muss. In diesem Zusammenhang schafft diese Arbeit die Grundlage für eine Schadenserkennung, eine verbesserte Vorhersage der Ermüdungslebensdauer und optimierte Instandhaltungsstrategien. Während das Modell hinsichtlich der statischen Messdaten erfolgreich aktualisiert werden kann, sind Schwierigkeiten bei der Identifizierung der dynamischen Systemeigenschaften erkennbar. T2 - 8. VDI-Fachtagung Baudynamik 2025 CY - Würzburg, Germany DA - 02.04.2025 KW - Systemidentifikation KW - Versuchsstruktur KW - Jacket KW - Offshore-Windenergie PY - 2025 VL - 8 SP - 175 EP - 188 AN - OPUS4-62879 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo T1 - Multivariate Gaussian Process Regression for 3D site characterization from CPT and categorical borehole data N2 - Accurate prediction of subsurface stratigraphy and geotechnical properties, along with quantification of associated uncertainties, is essential for improving the design and assessment of geotechnical structures. Several studies have utilized indirect data from Cone Penetration Tests (CPTs) and employed statistical and Machine Learning methods to quantify the geological and geotechnical uncertainty. Incorporating direct borehole data can reduce uncertainties. This study proposes a computationally efficient multivariate Gaussian Process model that utilizes site-specific data and: (i) jointly models multiple categorical (USCS labels) and continuous CPT variables, (ii) learns a non-separable covariance structure leveraging the Linear Model of Coregionalization, and (iii) predicts a USCS based stratigraphy and CPT parameters at any location within the 3D domain. The results demonstrate that integrating geotechnical and geological data into a unified model yields more reliable predictions of subsurface stratification, enabling the parallel interpretation of both USCS classification and CPT profiles. Importantly, the model demonstrates its potential to integrate multiple variables from different sources and data types, contributing to the advancement of methodologies for the joint modeling of geotechnical, geological, and geophysical data. KW - Geotechnical site-characterization KW - Cone Penetration Tests KW - Stratigraphy prediction KW - Multivariate Gaussian process KW - Variational inference KW - Linear Model of Coregionalization PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-629456 DO - https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108052 SN - 1872-6917 VL - 352 SP - 1 EP - 19 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62945 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Patrick A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias A1 - Morgenthal, Guido T1 - Parallelized adaptive Bayesian updating with structural reliability methods for inference of large engineering models N2 - The reassessment of engineering structures, such as bridges, now increasingly involve the integration of models with realworld data. This integration aims to achieve accurate ‘as-is’ analysis within a digital twin framework. Bayesian model updating combines prior knowledge and data with models to enhance the modelling accuracy while consistently handling uncertainties. When updating large engineering models, numerical methods for Bayesian analysis present significant computational challenges due to the need for a substantial number of likelihood evaluations. The novelty of this contribution is to parallelize adaptive Bayesian Updating with Structural reliability methods combined with subset simulation (aBUS) to improve its computational efficiency. To demonstrate the efficiency and practical applicability of the proposed approach, we present a case study on the Maintalbrücke Gemünden, a large railway bridge. We leverage modal property data to update a linear-elastic dynamic structural model of the bridge. The parallelized aBUS approach significantly reduces computational time, making Bayesian updating of large engineering models feasible within reasonable timeframes. The improved efficiency allows for a wider implementation of Bayesian model updating in structural health monitoring and maintenance decision support systems. KW - Bayesian model updating KW - Bayesian updating with structural reliability methods KW - Structural health monitoring KW - Parallelization KW - Modal analysis KW - Railway bridge PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-633686 DO - https://doi.org/10.1177/13694332251346848 SN - 1369-4332 SN - 2048-4011 SP - 1 EP - 26 PB - Sage AN - OPUS4-63368 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zinas, Orestis A1 - Papaioannou, Iason A1 - Schneider, Ronald A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Baeßler, Matthias T1 - 3D spatial modelling of CPT data for probabilistic preliminary assessment of potential pile tip damage upon collision with boulders N2 - Tip damage of monopiles from boulder collisions during installation has emerged as a critical design issue, primarily due to the combination of the widespread use of large-diameter piles and the complexity of the ground conditions at the available sites. Recently, a framework relating potential pile tip damage to cone tip resistance from Cone Penetration Tests (CPTs) has been proposed in the literature. Gaussian processes are powerful stochastic models that enable probabilistic spatial interpolation of soil data at any location within a site. On this basis, this study utilizes sparse CPT data from a site in the North Sea, to first develop an efficient Gaussian process regression model, which is used to derive a three-dimensional (3D) probabilistic predictive map of the cone tip resistance. Assuming deterministic loading conditions and a factual collision with a boulder of pre-defined properties, the cone tip resistance predictive model is subsequently used for a probabilistic preliminary assessment of potential pile tip damage. Results of the analysis are realistic 3D probability maps of potential damage that aim to support engineering judgment and contribute towards cost-effective site investigation planning and offshore wind farm design. T2 - 5th International Symposium on Frontiers in Offshore Geotechnics (ISFOG 2025) CY - Nantes, France DA - 09.06.2025 KW - CPT data KW - Gaussian process regression KW - Boulder impact KW - Preliminary pile tip damage assessment PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-634417 SN - 978-2-85782-758-0 DO - https://doi.org/10.53243/ISFOG2025-323 SP - 505 EP - 510 PB - International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering CY - London AN - OPUS4-63441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Ebell, Gino A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Schneider, Ronald ED - Lienhart, Werner ED - Krüger, Markus T1 - On potentials and challenges of physics-informed SHM for civil engineering structures N2 - Physics-informed structural health monitoring, which integrates realistic physical models of material behavior, structural response, damage mechanisms, and aging processes, offers a promising approach to improve monitoring capabilities and inform operation and maintenance planning. However, the associated technical challenges and model requirements are context-specific and vary widely across applications. To illustrate the relevance and potential of the topic, two application examples are presented. The first focuses on monitoring the modal characteristics of a prestressed road bridge, where strong sensitivity to temperature variations limits the diagnostic capabilities of conventional vibration-based global monitoring. The discussion highlights how environmental influences can obscure structural changes, and emphasizes that purely data-based approaches are inherently limited to detecting anomalies and do not enable comprehensive condition diagnostics. The second example explores a physics-informed monitoring approach for prestressed concrete bridges affected by hydrogen-induced stress corrosion cracking. T2 - SHMII-13 CY - Graz, Austria DA - 01.09.2025 KW - Hydrogen Stress Corrosion Cracking KW - SHM KW - Physics informed PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-643271 SN - 978-3-99161-057-1 DO - https://doi.org/10.3217/978-3-99161-057-1-039 SP - 245 EP - 251 PB - Verlag der Technischen Universität Graz CY - Graz, Austria AN - OPUS4-64327 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - George, Joyal K. A1 - von Wangenheim, Kristian A1 - Kaplan, Felix A1 - Schneider, Ronald A1 - Hindersmann, Iris ED - Lienhart, Werner ED - Krüger, Markus T1 - Monitoring of civil engineering structures - current and future use cases N2 - Monitoring represents an effective approach for addressing the diverse challenges associated with the maintenance of civil engineering structures. It contributes to improving both the availability and safety of these structures. By increasing the amount of information available about the structure, monitoring supports better-informed decisions regarding its preservation. Due to the complexity of monitoring applications, specific use cases are outlined. A key advantage of these use cases is that new technologies can be tested within well-defined and limited scopes. The use cases monitoring of known, localized damage, monitoring of known deficits identified through reassessment or resulting from outdated design procedures and monitoring aimed at assessing traffic loads and their effects currently account for the majority of implemented monitoring measures. Their practical implementation is demonstrated through case studies from the Brandenburg State Road Authority. Additional use cases, such as monitoring to support structural inspections and monitoring of major structures, such as large viaducts, are gaining importance, with initial practical examples already present in Europe. Future applications reveal potential for expanded use, particularly in the context of monitoring to support predictive lifecycle management. This will become increasingly important in the implementation of digital twins, as announced in the national BIM master plan. Furthermore the concept of a Birth Certificate is intended to establish a reference state of the structure prior to commissioning, which can then be used for comparison with future measurements over time. The integration and interaction of these individual use cases pave the way for the implementation of digital twins. T2 - 13th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure CY - Graz, Austria DA - 01.09.2025 KW - Structural Health Monitoring KW - Use Cases KW - Bridges KW - Digital Twin PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-644422 DO - https://doi.org/10.3217/978-3-99161-057-1-033 SP - 203 EP - 208 PB - Verlag der Technischen Universität Graz CY - Graz AN - OPUS4-64442 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hille, Falk A1 - Schneider, Ronald A1 - Simon, Patrick A1 - Herrmann, Ralf A1 - Baeßler, Matthias ED - Döhler, Michael ED - Mélot, Adrien ED - Aenlle Lopez, Manuel T1 - System identification and model calibration of a steel road bridge N2 - The Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), in cooperation with the Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO), is working on a framework for integrating frequently updated structural models into an asset management process for bridge structures. A multi-span steel road bridge was selected as a test case for the development of this framework. In order for the structural model to represent the real behavior of the bridge with sufficient accuracy, model calibration is required. In this case, we have planned to calibrate the model based on the dynamic response of the bridge. To determine its dynamic properties, a multi-setup operational modal analysis was performed on one of the bridge spans. In parallel, a structural model of the span was developed based on the available design and service life information. Both eigenfrequencies and mode shapes were used as reference parameters to calibrate the model. A sensitivity analysis was performed to identify the most influential design parameters. Subsequently, a genetic algorithm was applied for minimizing the difference between measured and simulated characteristic responses. In the proposed paper, we summarize the measurements as well as the determination of the modal response of the bridge and describe the process of calibration of the structural model using the identified dynamic response. T2 - 11th International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC 2025) CY - Rennes, France DA - 20.05.2025 KW - Bridge structure KW - Operational modal analysis KW - Model calibration PY - 2025 SN - 978-84-09-75120-4 SP - 114 EP - 121 PB - International Group of Operational Modal Analysis CY - Gijón, Spain AN - OPUS4-64416 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Farhan, Muhammad A1 - Schneider, Ronald A1 - Thöns, Sebastian A1 - Gündel, M. T1 - Probabilistic cost modeling as a basis for optimizing inspection and maintenance of turbine support structures in offshore wind farms N2 - The operational management of offshore wind farms includes inspection and maintenance (I&M) of the wind turbine support structures. These activities are complex and influenced by numerous uncertain factors that affect their costs. The uncertainty in the I&M costs should be considered in decision value analyses performed to optimize I&M strategies for the turbine support structures. In this paper, we formulate a probabilistic parametric model to describe I&M costs for the common case in which a wind farm is serviced and maintained using a workboat-based strategy. The model is developed based on (a) interviews with a wind farm operator, engineering consultants, and operation and maintenance engineers, as well as (b) scientific literature. Our methodology involves deriving the probabilistic models of the cost model parameters based on intervals representing a subjective expert opinion on the foreseeable ranges of the parameter values. The probabilistic cost model is applied to evaluate the total I&M costs, and a sensitivity analysis is conducted to identify the main cost drivers. The model can be utilized to optimize I&M strategies at the component, structural system, and wind farm level. To illustrate its potential use, we apply it in a numerical study in which we optimize I&M strategies at the structural system level and identify and demonstrate a simplified approach of capturing uncertain I&M costs in the optimization. The simplified approach is generalized and made available for maintenance cost optimization of offshore wind turbine structures. KW - Inspection KW - Maintenance KW - Turbine support structures KW - Offshore wind KW - Costs PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-626144 DO - https://doi.org/10.5194/wes-10-461-2025 SN - 2366-7443 SN - 2366-7451 VL - 10 IS - 2 SP - 461 EP - 481 PB - Copernicus Publications CY - Göttingen AN - OPUS4-62614 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -