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Der vorliegende Bericht beschreibt Konzepte für eine intelligente Brücke auf der Grundlage einer zuverlässigkeitsbasierten Zustandsbewertung unter Berücksichtigung von Bauwerksinformationen, welche aus Prüfungen, Inspektionen und Überwachung gewonnen werden. Das Brückensystem wird durch ein Modell beschrieben, welches den zentralen Teil des Konzeptes darstellt. Das Modell wird in Schädigungsmodelle und ein Tragwerkssystem-Modell unterteilt. Dieses Modell wird a-priori durch die Eingangsdaten (welche etwa die Geometrie, die Materialien und die Verwendung der Brücke beschreiben) charakterisiert. Aus diesen ergeben sich dann auch die Ausgangsmodelle. Um die signifikanten Streuungen und Unsicherheiten adäquat abzubilden sind diese Modelle probabilistisch. Das Modell liefert eine sich kontinuierlich ändernde probabilistische Zustandsbewertung. Die Zustandsbewertung gibt eine Aussage über den Zustand und die Zuverlässigkeit des Brückensystems und seiner Bauteile und dient als Grundlage für die Planung und die Optimierung von Maßnahmen. Die Verwendung von Resultaten aus Inspektionen, Prüfungen und Überwachungen erfolgt durch eine Aktualisierung der Modellparameter. Die Aktualisierung beruht auf der Methode der Bayes'schen Aktualisierung und wird auf der Grundlage der entwickelten Klassifizierung der Bauwerksinformationen mit entsprechenden Methoden durchgeführt. Dieses Verfahren erlaubt es, alle Informationen in konsistenter Weise in ein einziges Modell einfließen zu lassen. Dabei wird die Genauigkeit und Aussagekraft der gewonnenen Daten und Beobachtungen explizit berücksichtigt. Durch die Aktualisierung der Modellparameter unter Berücksichtigung von Systemeffekten wird die Zustandsbewertung der Bauteile und des Brückensystems aktualisiert. Das ermöglicht die Planung und die Optimierung von Maßnahmen unter Berücksichtigung der Bauwerksinformationen. Auf diese Weise wird die intelligente Brücke mit Inspektionen und Überwachungen zu einem adaptiven System, welches sich Veränderungen anpassen kann.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------This report describes concepts for an intelligent bridge on the basis of a reliability-based condition assessment utilizing inspection and monitoring data. The central part of the concept is a model describing the bridge system. The overall bridge model is comprised of deterioration models and a mechanical system model of the structure. The model is a-priori characterized by the input data (such as the geometry, the materials, and the utilization of the bridge). Significant uncertainties in the deterioration modeling as well as the load conditions motivate a probabilistic modeling. The model enables a continuously updated probabilistic condition assessment. It provides information about the condition and the reliability of the bridge system and its components and serves as a basis for the planning and the optimization of maintenance actions. Inspection, measurement, and monitoring information are included by updating the model parameters. Bayesian updating is utilized for the updating of the model parameters and is performed on the basis of the developed classification of structural information and the corresponding procedures. These methodologies allow to consistently incorporate all available information into the model and the prediction. Thereby, the precision and the validity of the data and observations are explicitly accounted for. The condition assessment of the bridge system and its components is updated by updating the model parameters, and maintenance actions can be planned and optimized taking into account all available information in a rational and consistent manner. In this way, the intelligent bridge with inspections, measurements, and monitoring information becomes an adaptive system, which has the ability to adjust to changes.
As more offshore wind parks are commissioned, the focus will inevitably shift from a planning, construction, and warranty focus to an operation, maintenance, and investment payback focus. In this latter case, both short-term risks associated with wind turbine component assemblies, and long-term risks related to integrity of the support structure, are highly important. This research focuses on the role of condition monitoring to lower costs and risks associated with short-term reliability and long-term asset integrity. This enables comparative estimates of the life cycle costs and reduction in uncertainty, both of which are of value to investors.
A prototype of wind turbines in 5 megawatt dass was built and tested at the first German offshore wind energy test fteld in the North Sea. In order to investigate dynamic behaviors under a complex state of loads, a continuous dynamic monitoring System was implemented by Federal Institute for Material Research and Testing (BAM). It recorded structural responses and environmental/operational variables from November 2007 to October 2009.
This paper presents significant resonance phenomenon due to the interaction in the tower-nacelle System under operational conditions. Modal parameters are automatically estimated by the poly reference Least Square Complex Frequency domain (p-LSCF) method. Campbell plot demonstrates that a three-blade passage frequency and its multiples f3n match with the natural frequencies of the wind turbine System in several modal Orders. The damping estimates decrease and the Vibration amplitude increase significantly. A control System is necessary to minimize the excessive vibrations.
Safety measures like tunnel emergency Ventilation Systems cause high financial costs. Hence, safety measures have to be chosen with the focus on the expected reduction of the consequences like fatalities or damage on structures and in conjunction with the investments. Since 2004, the European directive EU 2004/54/EC proposes therefore the application of risk assessments. Because the EU directive provides only few legal requirements on risk assessments, the methodologies developed on this basis have large differences. After one decade of intensive research, the comparative study now highlights common aspects and differences of several methodologies.