Ansätze zur performancebasierten Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose von Ingenieurkonstruktionen

Es werden neue innovative Ansätze zur performancebasierten Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose von Ingenieurkonstruktionen auf Grundlage eines hybriden und modellbasierten Zuverlässigkeitsindex vorgestellt. Die Methode beruht auf der Zusammenführung der Ergebnisse aus rein visuellen Zustandsprüfungen von Ingenieurkonstruktionen mit vorhandenem Expertenwissen aus Versuchen und Berechnungen. Mittels Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) werden die Zustandsklassen aus der heuristischen visuellen Inspektion und das vorhandene Expertenwissen zur verfeinerten Ermittlung des zustandsabhängigen Zuverlässigkeitsindex unter Berücksichtigung der entsprechenden Schadensfolgeklassen (CCn) bei einem bestimmten Lebensalter der Konstruktion herangezogen. Es werden vier unterschiedliche Modelle für die Prognose der zukünftig sich ergebenden Zustandsentwicklung/Degradation und der zu erwartenden Lebensdauer der betrachteten Ingenieurkonstruktion vorgestellt. Diese methodischen Ansätze werden am Beispiel einer bei Zugvorbeifahrt hochgradig dynamisch beanspruchten Lärmschutzwandkonstruktion der Bahn zur Zustandsbeurteilung und Lebensdauerprognose skizziert.

Approaches for the performance-based condition assessment and lifetime prognosis of engineering structures
The contribution discusses approaches for the performance-based condition assessment including consequence class concepts and service life prediction procedures of complex high loaded structural components as used in railway engineering. These approaches are based on hybrid monitoring and modelling based reliability index concepts and includes the merging of the results from purely visual status checks of engineering constructions with existing expert knowledge from tests and calculations. Using artificial intelligence (AI) methods, the condition classes from the heuristic visual inspection and the existing expert knowledge for refined determination of the condition-dependent reliability index under consideration of the corresponding damage consequence classes (CCn) at a certain age are used. Four different models for the prognosis of the future state development / degradation and the expected lifespan of the considered engineering construction are presented. These methodical approaches are outlined using the example of a dynamically stressed noise barrier construction due to train passing for condition assessment and (remaining) service life forecast.