Assessment and maintenance of bridges – requirements, objectives, and strategies - SLUB Dresden

Media type: E-Book; Thesis

Title: Assessment and maintenance of bridges – requirements, objectives, and strategies

Contributor: Dette, Grischa [VerfasserIn]; Sigrist, Viktor [AkademischeR BetreuerIn]; Schmidt-Döhl, Frank [GutachterIn]

Corporation: Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Massivbau

imprint: Hamburg, 2016

Extent: 1 Online-Ressource (387 Seiten); Illustrationen, Diagramme, Karten

Language: English

DOI: 10.15480/882.1308

ISBN: 9783844043099

Identifier:

Keywords: Brücke > Technische Überwachung > Instandhaltungsplanung

Origination:

University thesis: Dissertation, Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Massivbau, 2016

Footnote:

Description: From an ideal point of view, bridges should be designed, constructed and operated in such a way that they fulfil requirements from the fields of function, economy, environment, society, and culture. The present thesis wants to contribute to this matter by illuminating the manifold requirements and by developing a practicable approach to multi-objective maintenance planning for bridges. Starting with a literature review and a survey on practical maintenance planning by bridge owning agencies in Hamburg (Germany) and Chennai (India), the investigation reveals that until today practical approaches for the identification of bridge specific requirements as well as for strategy assessment and evaluation are not at hand. Instead of accounting for the whole range of performance aspects, the current investigations of maintenance strategies are commonly confined to functional and economic aspects. In exceptional cases where societal, cultural and also environmental issues are considered, these aspects are usually treated in monetary terms. A common monetary evaluation of the different aspects, however, inevitably causes a distorted perception of reality. As a solution to this problem, the present thesis develops a practical approach to multi-objective maintenance planning. The aim of this approach is to develop customed strategies in order to fulfil the bridge specific requirements. At its core is the newly invented SAMS program, which allows for simulation based assessment of maintenance strategies. The program uses Monte Carlo simulation technique and thoroughly takes into account the interdependen-cies between structure, deterioration, and maintenance effects, which occur in the bridge specific context. As a result, it provides value distributions of indicators, which give a description of the strategy-depended bridge performance relating to condition, structural safety, economy, society, and culture. The SAMS program is effectively combined with a specifically developed method for true and undistortive multi-objective strategy evaluation. In addition to this, a questionnaire for identifying bridge specific requirements is applied—a tool newly developed for the survey in Hamburg and Chennai. The experimental application of the approach on two case study bridges shows that suitable strategies for fulfilling the bridge specific requirements can be identified. It is also found that the bridge specific context decisively influences the extent, to which strategies can play out their specific strengths.

Idealerweise sollten Brückenbauwerke so geplant, errichtet und betrieben werden, dass sie ein breites Anforderungsspektrum erfüllen – insbesondere hinsichtlich der Dimensionen Funktionalität, Wirtschaftlichkeit, Umwelt, Gesellschaft und Kultur. Die vorliegende Untersuchung will hierzu einen Beitrag leisten, indem sie die vielfältigen Anforderungen genauer beleuchtet und einen praktikablen Ansatz für eine mehrzielige Instandhaltungsplanung für Brücken entwickelt. Ausgehend von einer Literaturrecherche und einer Datenerhebung zur Instandhaltungspraxis, die in Kooperation mit Brückenverwaltungen in Hamburg (Deutschland) und Chennai (Indien) durchgeführt wurde, zeigt die Studie, dass bis heute weder für die Identifizierung von brückenspezifischen Anforderungen noch für die Auswirkungsprognose und Bewertung von Instandhaltungsstrategien praktikable Ansätze zur Verfügung stehen. Anstatt das gesamte Leistungsspektrum der Bauwerke zu betrachten, beschränken sich aktuelle Untersuchungen üblicherweise auf funktionale und wirtschaftliche Aspekte. Dort, wo ausnahmsweise auch gesellschaftlich-kulturelle oder auch umweltbezogene Aspekte berücksichtigt werden, erfolgt üblicherweise eine monetäre Transformation und Bewertung. Eine gemeinsame monetäre Bewertung der unterschiedlichen Dimensionen jedoch führt zwangsläufig zu einem verzerrten Abbild der Wirklichkeit. Als Lösung entwickelt die vorliegende Untersuchung einen praktikablen Ansatz für eine brückenspezifische und mehrzielige Instandhaltungsplanung. Dieser ermöglicht die Erarbeitung maßgeschneiderter Strategien zur optimalen Erfüllung bauwerksspezifischer Anforderungsprofile. Den Kern dieses Ansatzes stellt das neuentwickelte SAMS Programm dar, mit dem eine simulationsbasierte Prognose der Auswirkungen von Instandhaltungsstrategien durchgeführt werden kann. Dieses Programm beruht auf der Monte-Carlo-Simulationstechnik und berücksichtigt umfassend die wechselseitigen Abhängigkeiten zwischen Bauwerk, Schädigungsentwicklung und Instandhaltungsmaßnahmen, wie sie sich im brückenspezifischen Kontext ergeben. Als Ergebnis liefert es Häufigkeitsverteilungen für Kennzahlen, die das strategieabhängige Leistungsvermögen von Brücken bezüglich der Aspekte Zustand, Tragsicherheit, Wirtschaftlichkeit, Gesellschaft und Kultur beschreiben. Wirkungsvoll kombiniert wird das SAMS Programm mit einer eigens hierfür entwickelten Methode für eine unverzerrte mehrzielige Strategiebewertung. Ergänzend kommt ein Fragebogen zur brückenspezifischen Identifizierung von Anforderungen zum Einsatz, der für die Datenerhebung in Hamburg und Chennai erstellt wurde. Eine experimentelle Anwendung dieses Ansatzes im Rahmen zweier Fallstudien zeigt, dass bei den betrachteten Brückenbauwerken geeignete Instandhaltungsstrategien identifiziert werden können, um das brückenspezifische Anforderungsspektrum zu erfüllen. Ebenfalls zeigt eine vergleichende Betrachtung, dass der brückenspezifische Kontext entscheidenden Einfluss darauf hat, in welchem Umfang Strategien ihre spezifischen Stärken ausspielen können.

Access State: Open Access

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