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BMBF-Verbundprojekt: Multiparameter-Überwachung und Echtzeit-Risikobewertung von Wasserkraftwerken in der Kirgisischen Republik – MI-DAM

BMBF-Verbundprojekt: Multi-parameter monitoring and real-time risk assessment of hydroelectric DAMs in the Kyrgyz Republic – MI-DAM

Lupe [1]

Förderkennzeichen: 03G0877B

 

Gefördert durch das Bundesministerium Bildung und Forschung

Lupe [2]

Betreut durch Projektträger Jülich

Kurpsai-Talsperre

Lupe [3]

Informationen

Verbundkoordinator: Prof. Dr. Stefano Parolai [4]

Ansprechpartner TU Berlin: Prof. Yuri Petryna [5], Prof. F. Rackwitz [6]

Laufzeit: 10.2017 - 09.2020

Projektpartner

TU Berlin

Lupe [7]

Institut für Bauingenieurwesen
Fachgebiet Statik und Dynamik

Verantwortlicher:
Prof. Y. Petryna [8]

Mitarbeiter:
M.Sc. Waldemar Elsesser
[9]

Kontaktdaten:
Technische Universität Berlin
Sekr. TIB1-B5
Gustav-Meyer-Allee 25
13355 Berlin
Tel. 030 314-72320
Fax 030 314-72321
E-Mail: yuri.petryna@tu-berlin.de [10]
Internet: www.statik.tu-berlin.de
[11]

 

Institut für Bauingenieurwesen
Grundbau und Bodenmechanik

Verantwortlicher:
Prof. Frank Rackwitz [12]

Mitarbeiter:
Dr. Ioanna-Kleoniki Fontara [13]

Kontaktdaten:
Technische Universität Berlin
Sekr. TIB1-B7
Gustav-Meyer-Allee 25
13355 Berlin
Telefon: 030 314-72341
E-Mail: frank.rackwitz@tu-berlin.de [14]
Internet: www.grundbau.tu-berlin.de [15]

Helmholtz Centre Potsdam, GFZ German Research Centre for Geosciences Germany

Lupe [16]

Centre for Early Wanring Systems

Internet: www.gfz-potsdam.de [17]

Ansprechpartner:
Dr. Marco Pilz [18]

Alberding GmbH

Lupe [19]

Internet: www.alberding.eu [20]

Airbus DS Geo GmbH

Lupe [21]

Internet: www.intelligence-airbusds.com [22]

Ansprechpartner:
Dr. Diana Walter
E-Mail: diana.d.walter@airbus.com [23]

CAIAG

Lupe [24]

Central Asian Institute for Applied Geosciences

lokaler Partner Bishkek, Kirgistan

Internet: www.caiag.kg [25]

Zusammenfassung

Die Kirgisische Republik plant derzeit den Bau mehrerer Wasserkraftwerke. Um im Notfall wichtige Informationen zur Überwachung der Bauwerke und der nahegelegenen Hänge zur Verfügung zu stellen, insbesondere im Hinblick auf Erdbeben und Hangrutschgefahren, wird das Projekt MI-DAM ein robustes, kostengünstiges und flexibles System entwickeln, das Bauwerksüberwachung, Frühwarnung und eine zeitabhängige Fragilitätsanalyse ermöglicht. Das System wird kontinuierlich den Zustand der Talsperre und der umliegenden Hänge überwachen. Dabei werden umfassende Messungen durchgeführt, die wichtigsten Parameter hinsichtlich der Stand- und Erdbebensicherheit des Bauwerks identifiziert und bewertet und Informationen in Echtzeit an die zuständigen Behörden (z.B. Katastrophenschutz) übermittelt.

Für die Bewertung vom Erdbebenrisiko werden typischerweise Fragilitätsfunktionen für individuelle Gefährdungsszenarien verwendet, entweder empirischer Art aus Beobachtungen oder numerischer Art aus Computersimulationen. Da mehrere Gefährdungsszenarien gleichzeitig auftreten können, z.B. Erdbeben und Hangrutschungen, wäre deren gekoppelte Betrachtung sinnvoll.

Die dynamische Antwort eines Tragwerks auf die Erdbebeneinwirkung stellt eine der schwierigsten Herausforderungen für die Simulationsverfahren dar. Sie erfordert eine Kombination der nichtlinearen Werkstoff- und Strukturmechanik mit effizienten stochastischen Simulationsmethoden, um vielfältigen Unsicherheiten Rechnung zu tragen und den Bauwerkszustand wahrscheinlichkeitstheoretisch vorherzusagen. Eine Boden-Bauwerks-Interaktion erschwert die Problemstellung noch erheblich mehr. Im Projekt MI-DAM sollen die Modellaussagen direkt mit den Messdaten abgeglichen werden, was den Rechenaufwand erheblich steigert.

Messtechnische Tragwerksüberwachung oder „Structural Health Monitoring“ (SHM) ist ein weltweit schnell wachsendes Forschungsgebiet mit noch wenigen praktischen Anwendungen im Bauingenieurwesen, da Bauwerke als Unikate individuelle Überwachungskonzepte benötigen, im Gegensatz zu den Serienproduktionen im Maschinenbau. Ein SHM-System soll typischerweise die Aufgaben der Schadensdetektion, -lokalisation, -identifikation, -bewertung und –prognose abdecken und damit eine zuverlässige Zustandsbewertung des Bauwerks liefern. Die Überwachungstechnik beinhaltet in dem Projekt faseroptische Sensoren, satellitengestütze Verformungsmessungen an der Oberfläche der Geo- und Bauobjekte mittels GPS-, GNSS- und InSAR-Technologie.

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