Testler sırasında Bridge Strain Gauges'den Nasıl Yorum Yapılır

Giriş: Bridge Safety'deki Strain Data'nın Eleştirel Rolü

Köprülü çatlaklar, yaşlanma altyapısının yapısal bütünlüğünü değerlendirmek için en güvenilir araçlar arasındadır. zorunlu denetimler sırasında - iki yıllık rutin ziyaretler veya depremler sonrası yapılan değerlendirmeler, seller veya ağır kamyon aşırı yükleme verilerinin gerçek dünya dalgalandırması ile ilgili olarak nasıl yanıt verdiğine dair ayrıntılı kanıtlar sunar.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki sensör destekli köprülerin genişleyen filosu – Federal Otoyolu Yönetimi'nin Uzun Süreli Köprü Performansı programı gibi programlara dayanıyor – her zamankinden daha kritik bir şekilde yorum yapıyor.Bir çatlaklar olarak geçici bir artış hazırlamak veya bu sinyallerin temel yerleşimini azaltmak, yanlış alarmlara yol açabilir veya yanlış alarmlar kaçırabiliriz. İşte bu boşlukları veri toplama ve yapısal anlayış arasında yoğunlaştırıyoruz.

Strain Gauge Teknolojisinin Köprü İncelemeleri için Temelleri

Strain Gauges Çelik ve Beton Köprüleri üzerinde Nasıl Çalışıyor

Bir su basıncı, yüksek çözünürlükte bir sabit metal folyo modeli oluşturan, köprü elementleri yük altındayken, betonlar veya betonlar için en yaygın bir basınçtır.Bu direnç değişiklikleri, yüksek basınçtaki bir gerilimin ölçülmesinde kullanılan bir basınçtır.

Optik fiber Bragg, son on yılda birden fazla kabloya sahip oldu, tek bir fiber boyunca hızlı ölçümler sunmak için çok sayıda ölçümler ve çevresel koruma sağlamak için temel avantajı, birden fazla ölçüm noktasının bir kabloda yer alma yeteneğidir, yükleme işi ve kablolama karmaşıklığına bakılmaksızın, tüm su hatlarının tek bir kabloya, doğru yapıştırıcıya veya montaja ve güvenebileceğiniz verileri üretmek için dikkatli bir yüzey hazırlığı gerektirir.

Data Quality Quality'i Doğrudan Etkileyen Faktörler

Yorumdaki ilk adım nerede ve ölçüm kurulu olduğunu bilmektir. Eleştirel konumlar - zümrelerin ortasında, internet sertleri ve üst düzey pier kapakları - denetim sırasında yüzey sıcaklığının hedefleri ile eşleşmeli ve ölçümler çelikten uzakta olup olmadığını, yeniden çubuğuna veya beton yüzeyinin kendisini kötü bir şekilde kıran bir bölgeye yerleştirmelidir.

Sıcaklık tazminatı, hafif bir sıcaklık sensörüne dayanan bir yazılım düzeltmesi ile en modern sistemlere yapılır.Dönetici ölçümleme alanı verilerine göre, her zaman tazminatın aktif olup olmadığını kontrol edin - 200 ⁇ günlük termal salaklar gösterir, kolayca 50 ⁇ yükleme sinyalleri.

Data Acquisition and Pre processinging: Raw Signal

Örnekler ve Filtreleme Gereksinimleri

Köprülü akış verileri iki rejime düşüyor: statik (veya yarı-sıkırıklık) ölü yükten, uzun vadeli ürpertici ve günlük sıcaklık döngülerinden ve trafikten dinamik bir şekilde, rüzgardan ve sismik olaylardan 10-50 Hz'ye kadar statik eğilimler ve 100-200 Hz'e kadar, her stres döngüsüne göre, 100 Hz'e kadar örnekleme yapan yüksek performanslı bir akıştan kaçınmak için tavsiye edilir.

Dijital düşük frekanslı filtreler -Butterworth veya Chebyshev - elektrik gürültüsü (60 Hz güç hatları, kaynak müdahalesi) ve yüksek frekanslı ortamlar titreşimleri ile filtreler, filtre tipi ve frekansının açık bir kaydı ile, özellikle de bir genişleme barajı gibi anlık etkiler.En iyi uygulama, bir yedekleme olarak filtrelenmemiş ham verileri depolamak ve filtreler uygulamaktadır.

Sıcaklık Açıklama ve Drift Düzeltme

Dummy ölçümler ile bile, geleneksel termal etkiler genellikle kalır. Çelik'in termal genişleme katsayısı (11.7 × 10 -6 /°C) 10°C sıcaklık değişikliği yaklaşık 117 ⁇ - ağır kamyonlardan canlı yüksilebilir. Kontrollü bir şekilde monte edilmelidir.

Strain Data Under Different Load conditions

Statik (Dead Load) vs. Dynamic (Live Load) Strain

Ölü yük basıncı köprünün kendi ağırlığından gelen stresi temsil eder, süperiposed güverte ve kalıcı fikstürler. Çelik bir telde, ölü yük basıncının, bir geçiş kamyonuyla üretilen 150 ⁇ olabileceğini gösterir, canlı yük yükünün azalmasını garanti eder.

Bir kamyon haçı geçtiğinde, su geçirmez zaman-history karakteristik bir model gösterir: kamyon yaklaşımları olarak kademeli bir artış, doğrudan ölçüm üzerinden zirveye ve bir kurtarma. Asymmetric zirveleri - bir tarafta yüksek- yük dağıtım sorunlarını ortaya çıkarır. Örneğin, bir çapraz-girişsel bir yük altında kalandan% 20 daha yüksekse, yapı yukarı kaldırma veya bozulmamış transist bağlantıları olabilir.

Termal Strains ve Onların Yorumu Cautions

Sıcak sular uzun vadeli rekorlara hükmediyor. Sürekli 48 saatlik bir iz, aşırı ısı dalgaları sırasındaki bir sinüssel döngüyü gösteriyor: ısı ve ısıtımı arasındaki etkileşimde dikkat edin. Çelik köprüler için, form hava sıcaklığına doğru genişletilebilir; beton köprüler için, aşırı ısıtılmış ısınmış ısınmış ısınmışlığı nedeniyle 1-3 saat boyunca varılabilir.

Anahtar Yapısal Göstergeler Strain Data'dan Türlü

Neutral Axis Konum: Hassas Erken Savaş

Çelik bir optik zümre için, teorik- tarafsız eksen (NA) dönüştürülmüş bölüm özelliklerinden hesaplanır. Ancak üst ve alt flanges'e yerleştirilen gerçek NA'ları ölçür, NA geçişleri doğru bir şekilde uçabilir veya kırılabilir.Süresel bağlantının % 5-10'unu daha fazla soruşturmanın değiştirilmesini önerir.

Yük Dağıtım Faktörleri ve Transverse Davranışları

Modern köprü tasarımı, birden çok zürücünin yükü paylaştığını varsayıyor.Geçmiş bir yük testi altında bulunan Strain ölçümleri, belirli bir kamyon için gerçek dağıtım faktörü (DF) belirli bir kamyon için, her bir zürperde üst üsteki yüksek basınç miktarını ölçtüyse, o zaman her bir dağıtım faktörüyle karşılaştırır. 0.40'tan 0,5'e kadar ölçülmüş bir dağıtım faktörüdür.

Şişmanlık ve Cumulative Hasar

Çelik Falls köprüleri, her kamyon geçişi, günde 5.000+ döngüsünde başarısız oluyor. Yağmur Akışı saymak, B, C, vb.) periyodik otoyol trafiği için, yaklaşık 500-2,000 döngüler yaygın, ancak yoğun trafik sıkışıklığıyla ilgili olarak, stres aralığına göre mühendisler Miner'in son derece yaklaştığını hesaplayabilirler.

Filo-Scale Interpretation için Gelişmiş Analiz Teknikleri

Zaman serisi Trend Analizi ve Baseline Drift

Bir köprü filosunun uzun süre izlenmesi, bir temel hattı oluşturmak önemlidir. Normal trafik ve mevsimsel sıcaklık aşırılıkları altında en az iki hafta boyunca su toplama verileri toplamak. Günlük varyasyonları düzgünleştirmek için bir akış penceresi kullanın. Ortalama mikrostrain aşırı aylar boyunca artan ölü yükü (örneğin, su absorpsiyonunu) veya bölüm kaybı. Ani bir süre durgunluk, bir destek yerleşimi veya bir taşıma hattını kullanarak birçok otomatik istatistiksel kontrol (SPC) kullanır.

Hasar için Modal Strain Şekili Yerelleşme

Bir köprü yoğun bir dizi gerginlik ölçümleriyle (örneğin, her 5 m bir zürper boyunca), su modu şekilleri, alt noktası hasar yerini ölçebilir.Grup titreşim altında, yapının doğal frekansları ve mod şekilleri, su geçirmez bir modal analizinde ortaya çıkabilir.

Makine Öğrenme Yaklaşımları: Yük Etkinliklerinin Sınıflandırılması

Sensörlerin filosundan yıllar sonra, manuel yorumlar pratik hale gelir. Süpervizit öğrenme modelleri (bir zamanlar ormanlar, destek makineleri) insan incelemesini garanti eden sıra dışı olayları sınıflandırmak için zaman serisini sınıflandırmak için: normal trafik, aşırı kamyon, sismik, termal şok. Özellikleri zirveye sahip, büyüme süresine ve alanın modele giriş olduğunu göstermiştir.

Strain Gauge Data Interpretation'daki ortak Pitfalls

Statik Strain ile Statik Uyarı

En sık hatalardan biri, yapıştırıcının uzun vadeli bir sürüsü veya yapısal bir değişiklik için geri çekilmesi yanlış.Eğer bir ölçümün sıfır okuma değişimi 20 ⁇ üzerinden bir ay boyunca değişir, ancak diğer tüm ölçümler istikrarlı kalır, konu yerel ve muhtemelen ölçümle ilgilidir.

Taşınmanın Etkisini Neglecting the Influence of Havuz Restraints

Köprüler bozulmamış veya donmuş yatakları transfer yükleri farklı şekilde transfer edilir. Bir eğime yakın bir ölçüm, bu zürücüye karşı daha düşük bir akışa sahip olacaktır, çünkü yataklı taşımalara veya mutlak hareketlere yük vermek veya sert bir şekilde gülücüküreme etkisi olabilir.Theriging:0AASHTO Bridge Evaluation Manual[Dönder)[Dönemli bir noktaya kadar kılavuzluk sağlar.

Ignoring Road Surface Koşulları

Bir kamyona yapılan su basıncı ve yaklaşımın kabalığı üzerine yapılan baskı tepkisi, ölçümler arasında bir yol onarımı yapan bir delik 30 m önce köprünün dinamik cevabı, ölçülen zirvenin 20-40% ile doğrulanması mümkün olduğunda.

Bridge Fleet Strain Data Interpretation için en iyi uygulamalar

Standartlaştırılmış bir Data Protokolü Oluşturma

Bir filodaki anlamlı karşılaştırmalar yapmak, üniforma veri formatlarını, örnekleme oranları tanımlamak ve sıfır-referans prosedürlerini tanımlamak.The California Department of Transportation's (Caltrans) Bridge Watch Guide, herhangi bir yeni ölçüm yükleme için en az 30 temel veri önerir, günlük bir raporla, max ve ortalama mikrosing verilerinin tüm gelecekteki denetimler için referans haline gelir. Birden fazla köprüden veri alan ve otomatik olarak hesapsız eksen, dağıtım faktörleri ve otomatik olarak hesaplayın. Birkaç ticari sistem şimdi bu yeteneği sunar;

Görsel Muayene ve Yıkıcı Olmayan Testlerle Strain Data Combining Strain Data with Visual testing and Non-Destructive Test

Strain verileri sadece bir çatlakları doğrulayamaz - sadece yük yolunda bir şeyin değiştiğini gösterir. Bir bayraklı anomaly, ultrasonik test, manyetik parçacık denetimi veya zemin temizleme radarını doğrulamaya karşılaştırıldığında, kanıtlanmış bir örnek: bir web boşluğun yakınında bir kesintiye uğramanın yüzde 30 artışını gösteren bir gerginlik göstergesi, çıplak gözle görünmez olan 2 inçlik bir kırılmış bir kırılmış kırılmış bir kırılmış kırılmış kırılmış bir yorgunluk çatlakları buldu.

Kalibrasyon ve Periyodik Doğrulama

Strain ölçümleri yıllar boyunca sürükleniyor. Plan, her üç ila beş yıl boyunca yeniden dengeleniyor veya sensörü zarar verebilecek herhangi bir olaydan sonra (gösteren inşaat titreşimi, selsöpürücü etkisi) Kalibrasyon, bilinen bir yük (bilinçli bir yük kamyonu) ve kuvvetlendirme yanıtını ölçmek, o zaman, ilk kalibrasyon faktörüne kıyasla karşılaştırır.

Gerçek Dünya Vaka Çalışmaları: Alandan Öğrenilen Dersler

Vaka 1: Neutral Axis Shift tarafından yazılmış bir Kompozit Deck'ın Dekorulması

30 yaşındaki çelik-koncrete kompozit köprünün rutin bir incelemesinde, bir mühendis, nötr eksenin 80 mm'yi (bölüm derinliğinin yaklaşık% 8'i) iki yıl boyunca doğruladığı belirtildi. Üstten gelen veriler, üst düzey flange kadar, alt flange gerginlik stabil kaldı.Bu model çelik-koncrete arayüzünde oar bağlantı kaybı için klasik.

Vaka 2: Peak Strain Oranları ile Overloadinged

Bir ağırlıkta bir köprünün bayrakını yakalayan bir kamyonun 450 ⁇ ürettiğini gösteriyor - neredeyse iki kez bu detay için tasarım stresi aralığına ulaştı. Olay 3 arsa sıcaklığının düşük olduğu zaman, kamyonun lisansı plakasını yakaladığı ve aşırı kilo verme analizi için alıntılandı.

Sonuç: Raw Strain'i Akıllı Varlık Yönetimine Dönüştürmek

Köprülü kesme ölçüm verileri pasif bir okuma eylemi değildir - marries sensör fiziğinin, yapısal mekaniklerin ve pratik denetim bilgilerini yerine getirmenin aktif bir teşhis sürecidir. köprülerin filosu için, burada açıklanan tekniklerin tutarlı kullanımı - hem de daha hızlı ve daha de savunma döngüsü sayılması.

Köprü sensörleri daha ucuz ve daha sağlam hale geldiğinde, verilerin hacmi sadece artacaktır. Şimdi veri yorumlarında inceleme ekiplerine yatırım yapan ajanslar - yazılım araçları ve referans protokolleri ile artırılmış - daha güvenli yapılar elde edecek daha düşük yaşam döngüsü maliyeti. nihai ödül: kamuya sürpriz başarısızlıkları olmadan hizmet etmeye devam eden köprüler, uzun geçmiş tasarım yaşam hayatlarına hizmet edecek.

Daha fazla okuma için, [[DÜSÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız:0)FHWA Bridge Engineering Portal[DÜT:1) ve [[ŞUYGÜNÜSÜSÜye Olmayanlar Arası Değerlendirme Prosedürleri (DÜye Olmayanlar)