TY - JOUR A1 - Thibaux, Philippe A1 - Thiele, Marc A1 - Van Wittenberghe, Jeroen A1 - Baeßler, Matthias T1 - Comparison of resonance and hydraulic testing on large scale fatigue tests of welded tubular joints for offshore wind turbine foundations N2 - Jackets structures as foundations for offshore wind energy converters are efficient solutions. But these structures require the welding of a large number of joints. The design of the Jacket structures is typically driven by fatigue. Therefore, consequently the fatigue strength of the joints is a primary parameter for an optimized design. The present paper investigates if tubular joints produced by manual welding using the current techniques have an improved performance compared to the relevant standards that are applied for the design of the foundations. To investigate this, 4 full-scale tests in geometry representative of a structure were performed, 2 using a resonance method and 2 using a three-point bending method with hydraulic actuators. The results are similar, with cracks initiated early and extending extensively before failure. The results are very close to the current T-curve from DNV RP-C203 applied for tubular joints. KW - Fatigue KW - Tubular joints KW - Resonance testing KW - Steel welds PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2024.108797 SN - 0142-1123 VL - 193 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-62373 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 - JOUR A1 - Simon, Patrick A1 - Helmrich, M. A1 - Herrmann, Ralf A1 - Schneider, Ronald A1 - Baeßler, Matthias A1 - Lorelli, S. A1 - Morgenthal, G. T1 - Maintalbrücke Gemünden: Bauwerksmonitoring und -identifikation aus einem Guss T1 - Maintalbrücke Gemünden – Integrated structural health monitoring and UAS diagnostics N2 - Die Infrastruktursysteme der Industriestaaten erfordern heute und in Zukunft ein effizientes Management bei alternder Bausubstanz, steigenden Lasten und gleichbleibend hohem Sicherheitsniveau. Digitale Technologien bieten ein großes Potenzial zur Bewältigung der aktuellen und künftigen Herausforderungen im Infrastrukturmanagement. Im BMBF-geförderten Projekt Bewertung alternder Infrastrukturbauwerke mit digitalen Technologien (AISTEC) wird untersucht, wie unterschiedliche Technologien und deren Verknüpfung gewinnbringend eingesetzt werden können. Am Beispiel der Maintalbrücke Gemünden werden ein sensorbasiertes Bauwerksmonitoring, bildbasierte Inspektion mit durch Kameras ausgestatteten Drohnen (UAS) und die Verknüpfung digitaler Bauwerksmodelle umgesetzt. Die aufgenommenen Bilder dienen u. a. als Grundlage für spätere visuelle Anomaliedetektionen und eine 3D-Rekonstruktion, welche wiederum für die Kalibrierung und Aktualisierung digitaler Tragwerksmodelle genutzt werden. Kontinuierlich erfasste Sensordaten werden ebenfalls zur Kalibrierung und Aktualisierung der Tragwerksmodelle herangezogen. Diese Modelle werden als Grundlage für Anomaliedetektionen und perspektivisch zur Umsetzung von Konzepten der prädiktiven Instandhaltung verwendet. Belastungsfahrten und historische Daten dienen in diesem Beitrag der Validierung von kalibrierten Tragwerksmodellen. N2 - Infrastructure systems of industrialised countries today and in the future require efficient management with an ageing stock, increasing loads while simultaneously maintaining a high level of safety. Digital technologies offer great potential for the current and future challenges in infrastructure management. The BMBF-funded project AISTEC is investigating how the individual technologies and their interconnection can be used beneficially. With the Maintalbrücke in Gemünden as an exemplary application, sensor-based structural monitoring, image-based inspection using unmanned aircraft systems (UAS) equipped with cameras and the integration of digital structural models are being implemented. The recorded images serve, among others, as basis for subsequent anomaly detection and a 3D reconstruction, which in turn are used for updating digital structural models. Continuously recorded sensor data is used to update the parameters of the structural models, which in turn provide the basis for predictive maintenance. Load tests are used to validate the models. KW - Bauwerksüberwachung KW - Strukturmonitoring KW - Structural Health Monitoring KW - Modell-Update KW - UAS KW - Belastungstest KW - Structural system identification KW - Structural health monitoring KW - Model update KW - UAS KW - Load tests PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-554924 DO - https://doi.org/10.1002/bate.202100102 SN - 0932-8351 VL - 99 IS - 3 SP - 163 EP - 172 PB - Ernst & Sohn CY - Berlin AN - OPUS4-55492 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 - JOUR A1 - Baeßler, Matthias A1 - Simon, Patrick T1 - Ballasted track on vibrating bridge decks: physical mechanisms, empirical findings, and a proposal for assessment N2 - This paper summarizes the key findings and physical mechanisms and provides information on open questions and the assessment of railway bridge superstructure vibrations. Bridges are classic disruption points on a railway track. If bridge superstructures are dynamically excited by train traffic, the vertical accelerations of the track must be considered. For a ballasted track, this can lead to the destabilization of the ballast track, as the bridge superstructure acts like a vibrating table. In this respect, the paper explains in more detail what is meant by destabilization, when this destabilization occurs and how various influencing parameters such as acceleration amplitude, the vibration sequence and frequency affect its occurrence. In the InBridge4EU project, gaps in knowledge such as the effect of single impulse loads are being investigated experimentally. A new test facility has been set up for this purpose, the initial results of which are presented here. An essential element in the assessment of this scenario is the stability of the track under high compression forces with simultaneous dynamic excitation of the superstructure. A new approach for the assessment of bridge vibrations with respect to lateral stability is presented. KW - Railway bridge dynamics KW - Bridge deck acceleration KW - Ballast destabilization KW - Lateral track stability KW - Track buckling PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-630972 DO - https://doi.org/10.1142/S0219455425400243 SN - 0219-4554 SN - 1793-6764 IS - 2540024 SP - 1 EP - 27 PB - World Scientific CY - Singapore AN - OPUS4-63097 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Herrmann, Ralf A1 - Ramasetti, Eshwar Kumar A1 - Degener, Sebastian A1 - Hille, Falk A1 - Baeßler, Matthias T1 - A living lab for Structural Health Monitoring at the Nibelungen Bridge Worms for Transfer Learning of Structural Dynamics N2 - The Nibelungen Bridge in Worms, Germany has been selected as a national demonstration structure for advanced non-destructive testing (NDT) and structural health monitoring concepts to extend the lifetime of civil structures and to optimize O&M actions. Parts of the research that involves this bridge as a demonstrator belong to the focus area program SPP100+. In this program, the bridges SHM System has been extended and combined with an additional setup of vibration sensors. The used digital smart sensor with pre-processing functions, the arrangement of the sensors at the structure and additional edge computing capability allows the investigation of transfer learning and other methods directly into the real structure. The living lab with seven triaxial accelerometers can be reconfigured in real-time and adjusted to the needs of AI models for classification. The comparison with the existing conventional SHM sensors has been made possible by hardware synchronization to the existing SHM System and collocating sensors at similar positions, so that a hardware exchange can be an investigated use-case for the transfer learning. During idle times, the system collects vibration data like a conventional SHM system. T2 - 10th European Workshop on Structural Health Monitoring (EWSHM 2024) CY - Potsdam DA - 10.06.2024 KW - Nibelungen Bridge KW - Living Lab KW - Transfer Learning KW - Transfer Structures KW - Modal Analysis PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612810 UR - https://www.ndt.net/search/docs.php3?id=29853 DO - https://doi.org/10.58286/29853 SN - 1435-4934 VL - 29 IS - 7 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net GmbH & Co. KG CY - Mayen AN - OPUS4-61281 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Patrick A1 - Baeßler, Matthias ED - Rogge, Andreas ED - Meng, Birgit T1 - Temperatureinfluss auf Strukturmonitoring – Aktuelle Versuche N2 - Strukturmonitoring kann wertvolle Daten für die Zustandsbewertung und Schadensdetektion von Infrastrukturbauwerken liefern. Umgebungsbedingungen wie die Temperatur beeinflussen die Bauwerke und somit die Messdaten jedoch erheblich. Um Methoden für den Umgang mit Temperatureinflüssen zu entwickeln, wurden an der BAM Versuche an Stahlbeton- und Asphaltbalken unter kontrollierten Temperaturen von -40 °C bis 60 °C und definierten Schädigungen durchgeführt. Die Daten ermöglichen die Erforschung und Validierung neuer, auch unter Temperatureinfluss zuverlässiger Methoden des Strukturmonitorings. T2 - 11. Jahrestagung des DAfStb mit 63. Forschungskolloquium der BAM Green Intelligent Building CY - Berlin, Germany DA - 16.10.2024 KW - Strukturmonitoring KW - Temperatureinfluss KW - Infrastrukturbauwerke KW - Stahlbeton- und Asphaltbalken PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-613289 SN - 978-3-9818564-7-7 SP - 294 EP - 302 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) CY - Berlin AN - OPUS4-61328 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ramasetti, Eshwar Kumar A1 - Herrmann, Ralf A1 - Degener, Sebastian A1 - Baeßler, Matthias T1 - Development of generic AI models to predict the movement of vehicles on bridges N2 - For civil, mechanical, and aerospace structures to extend operation times and to remain in service, structural health monitoring (SHM) is vital. SHM is a method to examining and monitoring the dynamic behavior of essential constructions. Because of its versatility in detecting unfavorable structural changes and enhancing structural dependability and life cycle management, it has been extensively used in many engineering domains, especially in civil bridges. Due to the recent technical developments in sensors, high-speed internet, and cloud computing, data-driven approaches to structural health monitoring are gaining appeal. Since artificial intelligence (AI), especially in SHM, was introduced into civil engineering, these modern and promising methods have attracted significant research attention. In this work, a large dataset of acceleration time series using digital sensors was collected by installing a structural health monitoring (SHM) system on Nibelungen Bridge located in Worms, Germany. In this paper, a deep learning model is developed for accurate classification of different types of vehicle movement on the bridge from the data obtained from accelerometers. The neural network is trained with key features extracted from the acceleration dataset and classification accuracy of 98 % was achieved. KW - Structural Health Monitoring KW - Artifical Intelligence KW - Machine Learning KW - Nibelungen Bridge PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-620289 DO - https://doi.org/10.1016/j.prostr.2024.09.307 VL - 64 SP - 557 EP - 564 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62028 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Thiele, Marc A1 - Pirskawetz, Stephan A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rogge, Andreas T1 - Untersuchung der Schädigungsevolution in Beton unter Ermüdungsbeanspruchung mit Hilfe der Schallemissionsanalyse N2 - Unter zyklischen Belastungen findet im Beton, wie bei anderen Materialien auch, ein Ermüdungsprozess statt, der letztlich im Versagen des Materials enden kann. Im derzeitigen Erkenntnisstand zum Materialverhalten des Betons gibt es gerade bei dessen Ermüdungsverhalten noch viele nicht oder nicht ausreichend geklärte Fragestellungen. Deshalb wurde in Laborversuchen das Ermüdungsverhalten von Beton unter Druckschwellbeanspruchungen untersucht. Im Fokus dieser Untersuchungen standen dabei die während der Lebensdauer im Materialgefüge ablaufenden Prozesse, die zur Schädigung des Gefüges und schließlich auch zum Ermüdungsversagen führen können. In den Ermüdungsversuchen wurden versuchsbegleitend Dehnungsmessungen, Ultraschall-Laufzeitmessungen und Schallemissionsmessungen an den Proben zur Erfassung der Schädigungsevolution eingesetzt. Die Schallemissionsmessung ist dabei ein wichtiges Instrument, da sie die Rissentwicklungsprozesse detektiert, die die Ursache für die Materialschädigung sind. Mit ihr konnten die unterschiedlichen Phasen der Rissentwicklungen über die gesamte Lebensdauer der Betonproben festgestellt werden. Diese Phasen sind gekennzeichnet durch sich stabilisierende, stabile und instabile Rissprozesse, die entsprechende Auswirkungen auf das Materialverhalten haben. Ein Vergleich mit den Ergebnissen der anderen Messtechniken zeigt den entsprechenden Einfluss der Rissentwicklungen auf die Materialeigenschaften des Betons. T2 - 18. Kolloquium Schallemission CY - Wetzlar, Deutschland DA - 27.10.2011 KW - Beton KW - Ermüdung KW - Schallemission PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-247223 SN - 978-3-940283-37-5 IS - DGZfP-BB 131 (Vortrag 02) SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-24722 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Zorzi, G. A1 - Baeßler, Matthias A1 - Gabrieli, Fabio T1 - Influence of structural stiffness on ratcheting convection cells of granular soil under cyclic lateral loading N2 - In granular soils, long-term cyclically loaded structures can lead to an accumulation of irreversible strain by forming closed convective cells in the upper layer of the bedding. The size of the convective cell, its formation and grain migration inside this closed volume have been studied with reference to different stiffness of the embedded structure and different maximum force amplitudes applied at the head of the structure. This relation was experimentally investigated by applying a cyclic lateral force to a scaled flexible vertical element embedded in a dry granular soil. The model was monitored with a camera in order to derive the displacement field by means of the PIV technique. Furthermore, the ratcheting convective cell was also simulated with DEM with the aim of extracting some micromechanical information. The main results regarded the different development, shape and size of the convection cell and the surface settlements. T2 - 1st International Conference on the Material Point Method, MPM 2017 CY - Deltares, Delft, The Netherlands DA - 10.01.2017 KW - Particle image velocimetry KW - Cyclic loading KW - Discrete element method KW - Ratcheting convective cell PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-395711 DO - https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.01.046 SN - 1877-7058 IS - 175 SP - 148 EP - 156 PB - Elsevier AN - OPUS4-39571 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Maßgeblicher Einfluss geotechnischer Interaktionsprobleme auf den Tragwerksentwurf: Zwei spezielle Fallbeispiele N2 - Geotechnische Interaktionsprobleme können den Entwurf eines Tragwerks maßgeblich beeinflussen. Anhand zweier Fallbeispiele - dem Schotteroberbau auf Brücken im HGV und der Installation großer Monopiles - werden aktuelle Fälle aus dem Forschungsrepertoire der BAM vorgestellt. T2 - Geotechnische Seminarreihe am IBF des KIT CY - Karlsruhe, Germany DA - 23.01.2025 KW - Schotter auf Brücken im Hochgeschwindigkeitsverkehr KW - Pfahlfussbeulen KW - Beschleunigungsgrenzwert KW - Rammung KW - Monopiles PY - 2025 AN - OPUS4-62451 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - OWEC repowering from a structural engineering and research perspective N2 - A significant number of new wind farms has to be installed and, at the same time, existing wind farms reaching the end of their planned life need to be reused efficiently to ensure that the ambitous goals for deploying offshore wind are met. Some relevant reuse alternatives for offshore wind farms are lifetime extension, repowering utilizing existing substructures and full replacement. In this presentation - starting from experience gained from extending the lifetime of the of the U1 metro viaduct in Berlin - we discuss end-of-life decision making in offshore wind. We focus particularly on issues concerning substructures and highlight existing challenges and opprtunities in research and development. T2 - RWE RePowering Event CY - Wilhelmshaven, Germany DA - 10.10.2023 KW - Offshore wind KW - End-of-life decision making KW - Repowering KW - Substructures PY - 2023 AN - OPUS4-58632 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias A1 - Herrmann, Ralf A1 - Hille, Falk A1 - Wille, Frank T1 - Dynamisches Verhalten und Überwachung des Großen Fallturms der BAM in Horstwalde N2 - Falltürme sind Bauwerke, die als Versuchsanlagen sehr speziellen, impulsartigen Belastungen ausgesetzt sind. Am Fallturm auf dem Testgelände Technische Sicherheit (TTS) der BAM wurde bei Routineinspektionen eine Abnahme der strukturellen Integrität in Form von Vorspannungsverlusten in den Bolzen der Stahlverbindungen festgestellt. Um ein Verständnis für die zugrundeliegenden Trag- und Schädigungsmechanismen zu erlangen, wurde ein umfassendes Structural Health Monitoring (SHM) System geplant und am Bauwerk installiert unter Nutzung von digitalen Bauwerksmodellen. Für die Auslegung des Überwachungssystems, insbesondere aber zur Unterstützung der Untersuchung des Schädigungsprozesses, wurden Finite-Elemente-Modelle erstellt. Um sicherzustellen, dass die FE-Modelle das reale Tragwerksverhalten mit ausreichender Genauigkeit abbilden, mussten sie jedoch in Bezug auf die gemessenen Antworten des Tragwerks kalibriert werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt experimentelle und numerische Untersuchungen zur Identifizierung des strukturellen Systems des Stahlrohrgitterturms in Vorbereitung einer Überwachungskampagne. Die Auswertung von gemessenen Schwingungen unter ambienter Anregung ermöglichte die Identifizierung der Eigenfrequenzen mehrerer globaler Schwingungsmoden des Fallturms. Zur Modellvalidierung wurde zunächst eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die Parameter mit dem größten Einfluss zu ermitteln. Anschließend wurde ein evolutionärer Algorithmus (EA) zur Optimierung nach dem Prinzip der Minimierung der Differenzen zwischen gemessenen und simulierten charakteristischen Antworten eingesetzt. Das aktualisierte Modell wurde schließlich an der dynamischen Reaktion der Turmstruktur infolge einer realen Falltest-induzierten Stoßbelastung validiert. Die Ergebnisse zeigten eine gute Übereinstimmung zwischen numerischen und experimentellen Ergebnissen. N2 - Drop test towers are structures subjected to very specific dynamic loadings. At the drop test tower at the Test Site Technical Safety (TTS) of BAM routine inspections revealed a decline of structural integrity in form of loss of pretension in bolts of structural steel connections. To get an understanding about the underlying damage mechanisms as well as to assure the structural safety in operation, a multifaceted Structural Health Monitoring (SHM) system was planned and installed at the structure with the help of digital models. For planning the monitoring system but especially for supporting the investigation of the damaging process finite element models are deployed. Though, to ensure the capability of the FE model to reproduce the real structural behavior in sufficient accuracy, it needs to be calibrated in respect to measured responses of the structure. The present contribution describes experimental and numerical investigations to identify the structural system of the steel tube lattice tower in preparation of the monitoring campaign. An ambient vibration test allowed the identification of the natural frequencies of several global vibrational modes of the drop test tower. For model updating first a sensitivity analysis is applied to identify the most influencing parameter. In succession a genetic algorithm was applied for optimization in the sense of minimization of the difference between measured and simulated characteristic responses. The updated model is finally validated on the dynamic response of the tower structure to a real drop test induced impact loading. The results showed a good agreement between numerical and experimental results though the robustness of the simulation should be improved by more sophisticated numerical modelling. T2 - 7. VDI-Fachtagung Baudynamik CY - Würzburg, Germany DA - 27.04.2022 KW - Großer Fallturm Horstwalde KW - Structural Health Monitoring KW - Belastungsversuch KW - Modalanalyse KW - Schwingungsdynamik KW - Finite Elemente Simulation PY - 2022 SN - 978-3-18-092379-6 SN - 978-3-18-102379-2 DO - https://doi.org/10.51202/9783181023792-265 SN - 0083-5560 VL - 2379 SP - 265 EP - 284 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf AN - OPUS4-55472 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Baeßler, Matthias A1 - Rücker, Werner A1 - Cuéllar, Pablo A1 - Georgi, Steven A1 - Karabeliov, Krassimire T1 - Großmaßstäblicher Versuchsstand für zyklisch axial belastete Pfähle N2 - Offshore-Pfähle in Mehrpfahlgründungsstrukturen wie Jacket-Gründungen müssen nach der Rammung überwiegend zyklisch axialen Belastungen widerstehen. Die Abmessungen der Pfähle werden sowohl von der inneren Tragfähigkeit und dem Ermüdungsverhalten des Stahlquerschnittes als auch von der äußeren Tragfähigkeit und der Pfahl-Boden-Interaktion bestimmt. Aufgrund der großen Zahl von Pfahlgründungen, die für aktuelle und zukünftige Windparkprojekte benötigt werden, besteht ein dringender Bedarf, die Dimensionierung und die damit verbundenen Kosten des Einzelpfahles zu optimieren. Bezüglich der Pfahltragfähigkeit sind wichtige aktuelle Forschungsthemen eine mögliche Traglaststeigerung durch Anwachsen und die geeignete Abschätzung der zyklischen Degradation. Zur Untersuchung beider Effekte wurde eine großmaßstäbliche Versuchsanlage auf dem Testgelände BAM TTS in Horstwalde nahe Berlin errichtet. Auf diesem Versuchsfeld können große Stahlrohrammpfähle zyklisch druck- und zugbelastet werden. Zudem kann die Untersuchung von Alterungseffekten durch zeitlichen Versatz zwischen den Messkampagnen untersucht werden. Erste Ergebnisse zeigen einen Anstieg der Pfahltragfähigkeit bis zu ca. 60 % nach einer Standzeit von ca. 18 Monaten. Für die Degradation der Tragfähigkeit der zyklisch belasteten Pfähle zeigen die ersten vorläufigen Ergebnisse ein zum Teil unerwartetes Verhalten. Zusätzliche Untersuchungen werden derzeit zur weiteren Abklärung durchgeführt. KW - Stahlpfahl, gerammt KW - Offshore-Gründung KW - Anwachsen KW - Feldversuch KW - Tragfähigkeit KW - Rammung KW - Offshore foundation KW - Increase KW - Field test KW - Bearing capacitiy KW - Driving Versuche - Experimental set-ups KW - Berechnungs- und Bemessungsverfahren - Analysis and calculation KW - Stahlhochbau - Steel buildings KW - Mast- und Turmbau - Masts and towers KW - Stahlwasserbau - Steel structures for hydraulic engineering KW - Steel pile, driven in PY - 2014 DO - https://doi.org/10.1002/stab.201430005 SN - 0038-9145 SN - 1437-1049 SN - 0932-6375 VL - 83 IS - Suppl. 1 (Erneuerbare Energien) SP - 26 EP - 32 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-30898 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - The influence of varying temperature on measures of bridge health monitoring N2 - It is widely recognized that the dynamics of large civil structures, such as bridges or offshore structures, is significantly affected by temperature and other environmental influences. The most significant effect on the structural stiffness is due to temperature variations and especially due to the thermal gradients within the structures cross section. For civil engineering structures, changes in the dynamic response produced by varying environmental conditions can be equivalent or greater than the ones produced by damage. Therefore, handling the environmental effects has become a major research field for global Structural Health Monitoring. A number of methods and techniques have been developed for addressing this issue for different civil engineering application examples. An additional question is if temperature changes of stiffness correlate with a change in safety level of the structures bearing capacity which has to be discussed case dependent In our contribution we show the result of an extensive literature review on the matter of varying temperature, describing the characteristic effects on the structure as well as the various approaches to that issue, including the experiences our work group has gained in the last 20 years of SHM on civil engineering structure. T2 - Civil Structural Health Monitoring Workshop (CSHM-6) CY - Queen's University Belfast, UK DA - 26.05.2016 KW - Monitoring KW - Temperature KW - SHM PY - 2016 AN - OPUS4-39351 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - A perspective on research on OWEA substructures considering the authorities approval process N2 - Die BAM unterstützt das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie bei der bautechnischen Bewertung von Tragstrukturen für Offshore-Windparks. Im Hinblick auf die vielfältigen nationalen Aktivitäten in Forschung und Entwicklung wird in der eingeladenen Präsentation auf Schwerpunkte behördlicher Erfahrungen und Bedenken Bezug genommen um eine Perspektive auf zukünftigen Forschungsbedarf zu eröffnen. T2 - 7. Gigawind Symposium CY - Leibniz Universität Hannover, Germany DA - 02.03.2017 KW - OWEA KW - Substructures KW - Authorities approval process PY - 2017 AN - OPUS4-39377 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Testfeld alpha ventus und Messinstallationen am Rammpfahl eines Tripods T2 - Workshop des BMU-Forschungsverbundvorhabens "Pfahlgründungen von Offshore-Windkraftanlagen" im Rahmen der RAVE-Forschungsinitiative, BAM CY - Berlin, Germany DA - 2008-10-23 PY - 2008 AN - OPUS4-18636 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Improved acceptance limits for bridge deck vibrations in light of test results T2 - Railway Engineering CY - London, England DA - 2007-06-20 PY - 2007 AN - OPUS4-15004 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baeßler, Matthias T1 - Lageveränderungen von Eisenbahnschwellen bei dynamischen Beanspruchungen - eine Übersicht T2 - Fachgebiet Grundbau und Bodenmechanik an der TU (Prof. S. Savidis) CY - Berlin, Germany DA - 2007-07-03 PY - 2007 AN - OPUS4-16042 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Niederleithinger, Ernst A1 - Baeßler, Matthias A1 - Herten, M. A1 - Rumpf, M. A1 - Tronicke, J. ED - Coutinho, R.Q. ED - Mayne, P.W. T1 - Geotechnical and geophysical characterization of a pile test site in post-glacial soil N2 - Two research institutes are currently evaluating dynamic pile load testing methods on bored piles in a sandy environment. A test site has been prepared, which ensures comparable conditions at all pile locations and provides detailed knowledge on soil and other boundary conditions. A detailed site investigation program was performed at a dedicated area on the BAM test site south of Berlin, Germany. Undisturbed soil samples have been collected from boreholes. In addition several CPTs and geophysical surveys have been performed. The site consists mainly of well graded, partly well compacted medium sands. But at depth an inhomogeneous gravel layer was detected in some parts of the site. This has led to a redesign of the test piles. They are now shorter than originally intended to avoid gravel layers at depth and to ensure that the drop weight available for dynamic test is capable to mobilize the required load. T2 - ISC-4 - 4th International conference on site characterization - Geotechnical and geophysical site characterization 4 CY - Pernambuco, Brazil DA - 17.09.2012 KW - Dynamic pile testing KW - Test site KW - CPT KW - Seismic tomography KW - Seismic crosshole PY - 2013 SN - 978-0-415-62136-6 VL - I SP - 459 EP - 464 PB - CRC Press AN - OPUS4-27492 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -