Die vorliegende Arbeit untersucht die Anwendbarkeit von Schwingungsanalysen für die Zustandsbewertung von Ingenieursbauwerken. Die gesammelten experimentellen Daten von Labor- sowie in situ Versuchen werden vorgestellt. Diese wurden in Tests mit erzwungener Kraftanregung, als auch mittels eines Überwachungssystems mit Wind- und Verkehrserregung kombiniert mit automatisierter Auswertung aufgezeichnet. Die untersuchten Strukturen unter Laborbedingungen sind industriell gefertigte Hohldielen aus Spann- und Stahlbeton, wobei letztere speziell für die Universität Luxemburg angefertigt wurden. Desweiteren wurden in situ zwei Brücken untersucht, eine Zweifeldbrücke in Verbundbauweise und eine vorgespannte Zweifeldbrücke mit Betonhohlkasten. Die Fertigteilplatten und die vorgespannte Hohlkastenbrücke wurden schrittweise bis zur Bruchlast künstlich beschädigt. In den verschiedenen Schadenszuständen mit ausgeprägtem Rissbild, wurden dynamische Tests durchgeführt, um die Anwendbarkeit der untersuchten Methoden zur Schadens- und Zustandsbewertung zu überprüfen. Die modalen Parameter, insbesondere die Eigenfrequenzen und die Eigenformen und ihre Änderungen infolge von Strukturschäden wurden analysiert. Ein besonderer Schwerpunkt dabei sind die Nachgiebigkeitsmatrizen, welche aus den modalen Parametern berechnet werden und welche eindeutig Veränderungen bei den verschiedenen Schadenzuständen im Vergleich zum unbeschädigten Zustand aufweisen. Allerdings muss die Veränderung in dieser Matrix über einem bestimmten empirischen Grenzwert sein, da Umwelteinflüsse und Messunsicherheiten einen nicht zu vernachlässigenden Faktor darstellen. Eben diese Umwelteinflüsse und Unsicherheiten werden anhand von Wiederholungstests an den untersuchten Strukturen gezeigt. Der Einfluss insbesondere der Temperatur auf modale Parameter und die vorgestellten Schadensindikatoren werden durch wiederholte Versuche unter erzwungenen Schwingungen an der Zweifeldbrücke in Useldingen im Winter und Sommer analysiert. Ferner werden diese auch mithilfe von Daten des automatischen Monitoring-Systems an derselben Brücke bestätigt. Bei den Eigenfrequenzen können Veränderungen bis zu ca. 5% durch Messunsicherheiten und bis zu 1% pro Kelvin durch Temperaturschwankungen im intakten Zustand festgestellt werden, was im Vergleich zum Schadenseinfluss sehr viel ist. Betrachtet man die genannte Nachgiebigkeitsmatrix, so sind Abweichungen von 10% durch Messwiederholungen und etwa 2.5% pro Kelvin durch Umwelteinwirkungen nachweisbar. Im Gegensatz dazu verursachen größere reale Schäden an der Struktur über 10% Veränderungen in den Eigenfrequenzen und sogar über 20% in den Nachgiebigkeitsmatrizen, so dass diese Schäden dann auch klar erkennbar sind. Ein weiterer Teil der Arbeit befasst sich mit der sogenannten Finiten Elemente Model-Updating Methode, welche Strukturschäden durch punktuelle Modelländerungen sogar lokalisieren kann. Zusammenfassend besteht eine wichtige Schlussfolgerungen der Arbeit darin, dass bei der Messung und Analyse der Ergebnisse zur Zustandsbewertung Vorsicht geboten ist, da kleine Veränderungen der untersuchten Indikatoren nicht nur auf Strukturschäden zurückzuführen sind, sondern auch auf Umwelteinflüsse und Messunsicherheiten. Des Weiteren werden auch Vorschläge gemacht, wie eben diese Störeinflüsse reduziert werden können.

This thesis examines the vibration analysis used for condition control on civil engineering structures. Experimental data of laboratory and in situ structures are presented. Force excitation tests as well as a monitoring system with an automated analysis were conducted to collect the experimental data. The investigated structures were precast, reinforced and prestressed, slab elements under laboratory conditions, as well as a two span composite bridge and a two span prestressed box girder bridge in situ. The precast slab elements and the prestressed box girder bridge were subjected to artificial damage with crack formation until ultimate load. These structures were measured stepwise to have different damage states in order to quantify the possible use on damage assessment using vibration analysis. The dynamic analysis consisted in yielding modal parameters, especially the eigenfrequencies and the mode shapes, in order to show the changes according to the damage states. A particular focus is given to the flexibility matrices which clearly show the changes caused by gaining damage in contrast to the intact state. However, the damage must be over a certain empiric threshold limit, as environmental impacts and measurement uncertainty also leads to changes of modal parameters, shown by repeated force excitation tests on the investigated structures. Moreover the influence of the environmental impacts, especially the temperature, on the damage indicators are investigated by repeated measurements using force excitation tests in winter and summer, as well as on data captured by a monitoring system on the two span composite bridge in Useldange. In terms of the eigenfrequencies, variations up to approximately 5% for the measurement uncertainty and up to 1% per Kelvin for environmental impacts are noticed without any damage, which is relatively high in comparison to effects of damage. Considering the most significant damage indicator, the flexibility matrix, changes of 10% for repeated measurements and approximately 2.5% per Kelvin for environmental influences are recognised. Contrarily, bigger real damage can cause over 10% changes on the eigenfrequencies and even over 20% changes in the flexibility matrices, which are therefore obviously detectable. Another part is the use of model updating techniques in order to show the damage locations on the investigated structures by finite element models. The main conclusion is that care should be taken when measuring and analysing the results as small variations cannot only be assigned to damage, but could also be caused by the above mentioned environmental and practical influences. To this end, recommendations minimising these effects are proposed.