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 - 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 - CONF A1 - Herrmann, Ralf T1 - Managing Structural Health Monitoring with the Research Data Management Platform BAM Data Store N2 - Structural Health Monitoring (SHM) is an interdisciplinary challenge involving the assessment and prediction of the condition of civil structures, such as bridges, based on measurements and models. This presentation provides insight into how the BAM Data Store is used to represent a SHM project including the metadata and the monitoring data, itself. It describes the structure of the core elements of a typical SHM and introduces metadata profiles. This enables linking objects within the BAM Data Store to create a hierarchical structure. N2 - Structural Health Monitoring (SHM) ist eine interdisziplinäre Aufgabe bei der es um die Bewertung und Zustandsprognose von Bauwerken, wie z. B. Brücken, auf der Grundlage von Messungen und Modellen geht. Die Präsentation gibt einen Einblick in die Verwendung des BAM Data Stores zur Abbildung eines SHM Projekts zum Datenmanagement aller relevanten Metadaten und der Monitoringdaten selbst. Es werden die Struktur der Kernelemente eines typischen SHM beschrieben und Metadatenprofile für diese vorgestellt. Im BAM Data Store werden damit die strukturierte Verknüpfung von Objekten ermöglicht, um eine hierarchische Struktur zu erzeugen. T2 - Data Store Days 2025 CY - Berlin, Germany DA - 09.04.2025 KW - Structural Health Monitoring (SHM) KW - BAM Data Store KW - Verkehrsinfrastrukturen PY - 2025 AN - OPUS4-62942 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Eichner, Lukas 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 AN - OPUS4-62880 LA - deu 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 - JOUR A1 - Suffa, Philipp A1 - Kemmler, Samuel A1 - Koestler, Harald A1 - Ruede, Ulrich T1 - Large-scale simulations of fully resolved complex moving geometries with partially saturated cells N2 - We employ the Partially Saturated Cells Method to model the interaction between the fluid flow and solid moving objects as an extension to the conventional lattice Boltzmann method. We introduce an efficient and accurate method for mapping complex moving geometries onto uniform Cartesian grids suitable for massively parallel processing. A validation of the physical accuracy of the solid–fluid coupling and the proposed mapping of complex geometries is presented. The implementation is integrated into the code generation pipeline of the waLBerla framework so that highly optimized kernels for Central Processing Unit (CPU) and Graphical Processing Unit (GPU) architectures become available. We study the node-level performance of the automatically generated solver routines. 71% of the theoretical peak performance can be achieved on CPU nodes and 86% on GPU accelerated nodes. Only a moderate overhead is observed for the processing of the solid–fluid coupling when compared to the fluids simulations without moving objects. Finally, a counter-rotating open rotor is presented as a prototype industrial scenario, resulting in a mesh size involving up to 4.3 × 109 fluid grid cells. For this scenario, excellent parallel efficiency is reported in a strong scaling study on up to 32 768 CPU cores on the LUMI-C supercomputer and on up to 1024 NVIDIA A100 GPUs on the JUWELS Booster system. KW - Computational fluid dynamics KW - Lattice Boltzmann methods KW - Fluid coupling KW - Turbulent flows KW - Supercomputer PY - 2025 DO - https://doi.org/10.1063/5.0268021 SN - 1070-6631 VL - 37 IS - 5 SP - 1 EP - 13 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-63188 LA - eng 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 - CONF A1 - Auersch, Lutz T1 - Characteristic Frequencies of Train-Induced Bridge, Track, Ground and Building Vibrations – Excitation and Mitigation N2 - The characteristic frequencies of train-induced vibrations are discussed in theory and experiment following the propagation of vibrations from the source to the receiver: 1. Out-of-roundness frequencies of the wheels, 2. sleeper-passage frequency, 3. the vehicle-track eigenfrequency, 4. band frequency of the impulses of the passing static axle loads, 5. car-length frequency and multiples, 6. axle-distance frequencies with two characteristic zeros, 7. bridge eigenfrequencies, 8. the cut-on frequency due to the layering, and 9. the cut-off frequency due to the material damping of the soil, 10. the building-soil eigenfrequency, 11. as a rigid building or flexible wall/column mode, 12. floor eigenfrequencies, 13. acoustic room resonances, 14. the „resonance“ frequency or cut-off frequency of a base isolation. Coincidences of some of these characteristic frequencies or frequency ranges can be typically problematic and mitigation measures at the track or at the building can be necessary. The bridge response to the passing static loads is deter¬mined by the axle-sequence spectrum, the eigenfrequency (transfer function) of the bridge, and the modal force or mode shape spectrum. The ground vibration has typically high frequencies for a stiff soil and low frequencies for a soft soil. The high amplitudes between the zeros of the axle-sequence spectrum are often measured in the ground vibrations, and they can be mitigated by soft support elements or a higher bending stiffness of the track. T2 - EVACES 2025 CY - Porto, Portugal DA - 02.07.2025 KW - Train-induced vibration KW - Axle-sequence spectrum KW - Vehicle-track eigenfrequency KW - Axle impulses PY - 2025 AN - OPUS4-63654 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Agasty, Amit T1 - Replica scaling of RC slabs under blast loading: a preliminary assessment N2 - Blast testing is undoubtedly the most straightforward and direct method of evaluating the blast resistance of a structure. For the calibration and validation of numerical models as well, blast tests must be carried out. However, true-scale prototype testing under different blast loading scenarios is not always feasible. Reliable small-scale experiments are a promising alternative. Application of dimensional analysis and similarity principals can be found in different engineering fields. For applications to the phenomenon of shock wave propagation, Hopkinson-Cranz or cube-root scaling is a well-established concept. When it comes to the scaling the structural response, research has predominantly focused on structures made of metallic materials. Scaled investigations with concrete or reinforced concrete (RC) structures remain limited, specifically under blast loading. In a preliminary study, we tested RC slabs at two different scales under near-field blast loading. Replica scaling, which is geometrical scaling while using the same materials at different scales, was implemented in the construction of the test specimens. The assessment of scaling and the discrepancy in its application was investigated by characterizing the blast loads, dynamic response, and damage. The experiments were supplemented by numerical simulations of these scenarios. The quantification of scenario-and-response-specific discrepancy can be used to modify the scaling laws, so that a blast assessment can be performed based on resource efficient small-scale tests. T2 - 25th International Physical Security Forum CY - Schwarzenburg, Switzerland DA - 11.05.2025 KW - Blast KW - RC slabs KW - Scaling PY - 2025 AN - OPUS4-63184 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Costard, René T1 - Explosionsauswirkungen auf Strukturen Versuche und Simulationen N2 - Vorstellung der Versuche von Explosionsversuchen auf dem TTS. Diese werden ergänzt durch die Ergebnisse durchgeführter Simulationen und zeigen die Wirkung von zivilen Explosivstoffen auf Gebäudestrukturen und die aufgetretenen Schädigungen. T2 - 46. Informationstagung Sprengtechnik CY - Siegen, Germany DA - 25.04.2025 KW - Explosivstoff KW - Skalierung KW - Strukturauswirkung KW - Numerische Simulation PY - 2025 AN - OPUS4-62998 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -