Brücken sind als wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Eine dauerhafte Sicherstellung ihrer Leistungsfähigkeit mit dem Ziel minimaler Ausfallzeiten stellt eine große Herausforderung dar. Nur durch eine effektive Bauwerkserhaltung kann die Nutzungsdauer maximiert werden. Hierfür werden regelmäßige Inspektionen durchgeführt, welche die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Verkehrssicherheit der Bauwerke gewährleisten. Ein kontinuierliches Monitoring wird derzeit meist nur anlassbezogen einge¬setzt und nur an konkreten Fragestellungen orientiert ausgewertet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Unterstützung eines Lebenszyklusmanagements (LZM) von Brücken mit Monitoringdaten. Durch Clusterbildung sind über den gesamten Brückenbestand die relevanten Bauteile und die dazugehörigen Grenzzustände zu definieren. Es werden die Potenziale von Monitoringverfahren zur Gewinnung von Zustandsinformationen ermittelt. Das Monitoring einer Brücke führt nicht nur dann zur Verbesserung des LZM auf Netzebene, wenn die Restnutzungsdauer verlängert wird, sondern auch, wenn der Zeitpunkt einer Instandsetzungsmaßnahme frühzeitig erkannt werden kann. Die Auswertung von Monitoringdaten liefert gezielt Informationen über relevante Bauteilzustände, die wiederum mithilfe von zielgerichtet definierten Key Performance Indikatoren (KPI) zu Aussagen über den Zustand des Bauwerkes aggregiert werden können. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Verknüpfung mit typischen Erhaltungsmaßnahmen zur Berücksichtigung im LZM. Beispielhaft wird für typische Brückenschädigungen der Einsatz von sensor- und bildbasierten Monitoringsystemen erläutert, welche die Entscheidungsgrundlage für eine zustandsbasierte prädiktive Erhaltungsplanung von Brücken liefern können. Dies kann dann durch Aussagen zu Restnutzungsdauern und der Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen über die Gesamtheit aller Brückenbauwerke in eine fortschrittliche Erhaltungsplanung überführt werden
Aktualisiert: 2023-06-19
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Brücken sind als wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Eine dauerhafte Sicherstellung ihrer Leistungsfähigkeit mit dem Ziel minimaler Ausfallzeiten stellt eine große Herausforderung dar. Nur durch eine effektive Bauwerkserhaltung kann die Nutzungsdauer maximiert werden. Hierfür werden regelmäßige Inspektionen durchgeführt, welche die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Verkehrssicherheit der Bauwerke gewährleisten. Ein kontinuierliches Monitoring wird derzeit meist nur anlassbezogen einge¬setzt und nur an konkreten Fragestellungen orientiert ausgewertet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Unterstützung eines Lebenszyklusmanagements (LZM) von Brücken mit Monitoringdaten. Durch Clusterbildung sind über den gesamten Brückenbestand die relevanten Bauteile und die dazugehörigen Grenzzustände zu definieren. Es werden die Potenziale von Monitoringverfahren zur Gewinnung von Zustandsinformationen ermittelt. Das Monitoring einer Brücke führt nicht nur dann zur Verbesserung des LZM auf Netzebene, wenn die Restnutzungsdauer verlängert wird, sondern auch, wenn der Zeitpunkt einer Instandsetzungsmaßnahme frühzeitig erkannt werden kann. Die Auswertung von Monitoringdaten liefert gezielt Informationen über relevante Bauteilzustände, die wiederum mithilfe von zielgerichtet definierten Key Performance Indikatoren (KPI) zu Aussagen über den Zustand des Bauwerkes aggregiert werden können. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Verknüpfung mit typischen Erhaltungsmaßnahmen zur Berücksichtigung im LZM. Beispielhaft wird für typische Brückenschädigungen der Einsatz von sensor- und bildbasierten Monitoringsystemen erläutert, welche die Entscheidungsgrundlage für eine zustandsbasierte prädiktive Erhaltungsplanung von Brücken liefern können. Dies kann dann durch Aussagen zu Restnutzungsdauern und der Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen über die Gesamtheit aller Brückenbauwerke in eine fortschrittliche Erhaltungsplanung überführt werden
Aktualisiert: 2023-06-19
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Diese Arbeit befasst sich mit der hocheffizienten Erzeugung solaren Wasserstoffs mittels direkter Verschaltung von III-V-Mehrfachsolarzellen mit PEM-Elektrolysezellen (PEM: Polymer-Elektrolyt-Membran). Hierzu wurden neuartige nanostrukturierte Anodenkatalysatoren elektrochemisch auf ihr Leistungsverhalten bei verschiedenen Betriebsbedingungen untersucht. Zusätzlich wurden stationäre und instationäre Lebensdauermessungen durchgeführt. Durch Voruntersuchungen an verschiedenen Flowfieldgeometrien konnte ein kostengünstiges und effizientes Flowfielddesign gefunden werden, das für den Aufbau eines HyCon.-Sechsermoduls (HyCon.: Hydrogen Concentrator) zur solaren Wasserstoffproduktion zum Einsatz kam. Auf eine elektronische Leistungsanpassung für das passiv betriebene HyCon.-Modul konnte durch geeignete Wahl der Kennlinienabstimmung zwischen Solarzelle und PEM-Elektrolysezelle verzichtet werden. Der Umwandlungswirkungsgrad von Sonnenlicht in überführten Wasserstoff wurde für das umgesetzte HyCon.-Modul unter Feldbedingungen in Freiburg bestimmt sowie eine Kostenanalyse zur Berechnung der Wasserstoffgestehungskosten durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bauwerke sind verschiedenen Umwelteinflüssen und Schädigungsmechanismen ausgesetzt und erfordern daher regelmäßige Überprüfungen. Zur Erfassung des Tragwerkszustandes können sensorbasierte Monitoringsysteme eingesetzt werden. Diese Messsysteme sind bisher sehr teuer und erfordern Expertenwissen, sodass das Monitoring nur ausgewählten Tragwerken (z. B. Brücken) vorbehalten ist. Bestandsbauwerke bedürfen infolge intensiver Beanspruchung aber auch der kontinuierlichen Überwachung. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden wissenschaftliche und anwendungsbezogene Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von kostengünstigen Neigungssensoren und Mikrocomputern zur effizienten Bauwerksüberwachung bearbeitet. Ziel des Forschungsprojektes war es, ein sensorbasiertes Messsystem zu entwickeln, das zukünftig für die Tragwerksüberwachung von Bestandsbauwerken eingesetzt werden kann. Neuartige, auf der MEMS-Technologie basierende Sensoren und moderne Mikrocomputer bildeten dabei die Grundlage des innovativen Monitoringsystems.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Bauwerke sind verschiedenen Umwelteinflüssen und Schädigungsmechanismen ausgesetzt und erfordern daher regelmäßige Überprüfungen. Zur Erfassung des Tragwerkszustandes können sensorbasierte Monitoringsysteme eingesetzt werden. Diese Messsysteme sind bisher sehr teuer und erfordern Expertenwissen, sodass das Monitoring nur ausgewählten Tragwerken (z. B. Brücken) vorbehalten ist. Bestandsbauwerke bedürfen infolge intensiver Beanspruchung aber auch der kontinuierlichen Überwachung. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden wissenschaftliche und anwendungsbezogene Fragestellungen im Zusammenhang mit dem Einsatz von kostengünstigen Neigungssensoren und Mikrocomputern zur effizienten Bauwerksüberwachung bearbeitet. Ziel des Forschungsprojektes war es, ein sensorbasiertes Messsystem zu entwickeln, das zukünftig für die Tragwerksüberwachung von Bestandsbauwerken eingesetzt werden kann. Neuartige, auf der MEMS-Technologie basierende Sensoren und moderne Mikrocomputer bildeten dabei die Grundlage des innovativen Monitoringsystems.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Diese Arbeit befasst sich mit der hocheffizienten Erzeugung solaren Wasserstoffs mittels direkter Verschaltung von III-V-Mehrfachsolarzellen mit PEM-Elektrolysezellen (PEM: Polymer-Elektrolyt-Membran). Hierzu wurden neuartige nanostrukturierte Anodenkatalysatoren elektrochemisch auf ihr Leistungsverhalten bei verschiedenen Betriebsbedingungen untersucht. Zusätzlich wurden stationäre und instationäre Lebensdauermessungen durchgeführt. Durch Voruntersuchungen an verschiedenen Flowfieldgeometrien konnte ein kostengünstiges und effizientes Flowfielddesign gefunden werden, das für den Aufbau eines HyCon.-Sechsermoduls (HyCon.: Hydrogen Concentrator) zur solaren Wasserstoffproduktion zum Einsatz kam. Auf eine elektronische Leistungsanpassung für das passiv betriebene HyCon.-Modul konnte durch geeignete Wahl der Kennlinienabstimmung zwischen Solarzelle und PEM-Elektrolysezelle verzichtet werden. Der Umwandlungswirkungsgrad von Sonnenlicht in überführten Wasserstoff wurde für das umgesetzte HyCon.-Modul unter Feldbedingungen in Freiburg bestimmt sowie eine Kostenanalyse zur Berechnung der Wasserstoffgestehungskosten durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-03-31
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