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    Digital-twin-based structural health monitoring of dikes
    (Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI), 2025-07-18)
    Bornholdt, Marike
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    Herbrand, Martin
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    Smarsly, Kay
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    Zehetmaier, Gerhard
    Earthen flood protection structures are planned and constructed with an expected service life of several decades while being exposed to environmental impacts that may lead to structural or hydraulic failure. Current maintenance procedures involve only repairing external damage, leaving internal processes contributing to structural damage often undetected. Through structural health monitoring (SHM), structural deficits can be detected before visible damage occurs. To improve maintenance workflows and support predictive maintenance of dikes, this paper reports on the integration of digital twin concepts with SHM strategies, referred to as “digital-twin-based SHM”. A digital twin concept, including a standard-compliant building information model, is proposed and implemented in terms of a digital twin environment. For integrating monitoring and sensor data into the digital twin environment, a customized webform is designed. A communication protocol links preprocessed sensor data stored on a server with the digital twin environment, enabling model-based visualization and contextualization of the sensor data. As will be shown in this paper, a digital twin environment is set up and managed in the context of SHM in compliance with technical standards and using well-established software tools. In conclusion, digital-twin-based SHM, as proposed in this paper, has proven to advance predictive maintenance of dikes, contributing to the resilience of critical infrastructure against environmental impacts.
    Publicationtype: Journal Article
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    Beurteilung der Querkraft- und Torsionstragfähigkeit von Brücken im Bestand – Kurzfristige Lösungsansätze
    (Technische Akademie Esslingen, 2014)
    Hegger, Josef
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    Herbrand, Martin
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    Maurer, Reinhard
    ;
    Zilch, Konrad
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    Rombach, Günter Axel
    Die Anforderungen an Brückenbauwerke im Bestand haben sich in den vergangenen Jahren infolge steigender Verkehrszahlen vor allem im Bereich des Güterverkehrs deutlich erhöht und werden laut aktuellen Studien in den nächsten Jahren weiter ansteigen. In diesem Forschungsvorhaben erfolgte daher die kurzfristige Verifikation verschiedener weitergehender Bemessungsansätze zur Nachrechnung von Brücken unter Querkraft- und überlagerter Torsionsbeanspruchung. Hierfür wurden neben neueren Forschungserkenntnissen auch Nachweise auf Basis wissenschaftlicher Methoden nach Stufe 4 der Nachrechnungsrichtlinie aus gutachterlichen Stellungnahmen ausgewertet und mögliche Modifikationen aktueller Nachweise und alternative Nachweise verifiziert. Die modifizierten und verfeinerten Nachweise wurden an verschiedenen Brückenbauwerken beispielhaft angewendet und unter Berücksichtigung festgelegter Anwendungsgrenzen und unter Einhaltung des geforderten Sicherheitsniveaus für die Anwendung in der Stufe 2 der Nachrechnungsrichtlinie vorgeschlagen, um die Erhaltungs- und Instandsetzungsplanung für die Stahlbeton- und Spannbetonbrücken im Bundesfernstraßennetz effizienter und wirtschaftlicher zu gestalten.
    Publicationtype: Conference Paper
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