• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Sofistikerade sensorer håller broar, dammar och byggnader säkra

    Upphovsman:Queensland University of Technology

    Story Bridge är 78 år gammal, Sydney Harbour Bridge når 95. Australiska broar är konstruerade för en livslängd på 100 år.

    "Konstruktörerna för dessa broar möjliggjorde tillväxt av trafik och belastning, så säkerhetsfaktorer för materialstyrka byggdes in i broar som Story och Sydney Harbour broar, "QUT civilingenjör professor Tommy Chan.

    "Sydney Harbour Bridge är utrustad med 2400 sensorer för att övervaka dess strukturella hälsa.

    "Även om denna bro har haft regelbundet underhåll, förstärkning och tester för att säkerställa att det är säkert, användning av sensorer för att upptäcka skador orsakade av trafik, vind, temperatur, vibrationer och extrema händelser ger en extra säkerhetsnivå genom att uppmärksamma tillgångsägare på rätt underhåll.

    "Vissa defekter eller skador kanske inte bara upptäcks med hjälp av visuell inspektion och ett sensorsystem kan meddela oss om strukturen fungerar som förväntat."

    Professor Chan, från QUT:s naturvetenskapliga och tekniska fakultet, sa att den senaste tekniken för strukturhälsoövervakning (SHM) gav 24/7 övervakning av stora strukturer och varnade tillgångsägare när någon del av strukturen behövde uppmärksamhet.

    "SHM -tekniken lägger till extra säkerhetsåtgärder utöver den traditionella rutinmässiga metoden, visuella kontroller, " han sa.

    "Med hjälp av SHM kan vi avgöra när strukturer behöver en eftermontering, rehabilitering och förstärkning.

    Upphovsman:Queensland University of Technology

    "Det är därför Australian Network of Structural Health Monitoring (ANSHM) främjar SHM -system som ska implementeras på befintliga strukturer och byggas in i nya strukturer."

    Professor Chan utarbetade SHM -sektionen i den senaste versionen av AS5100 (Australian Bridge Design Standard).

    "SHM använder olika avkänningsanordningar och tilläggssystem för att övervaka in-situ-beteendet hos en struktur för att bedöma och utvärdera dess tillstånd, "Sade professor Chan.

    "Vi har utvecklat extra SHM -teknik för att upptäcka, lokalisera, och bedöma allvaret av skador och försämringar i inte bara broar utan även byggnader, dammar och torn.

    "Att spendera 1 till 5 procent av byggnadskostnaden för en konstruktion för att installera SHM under bygget kan ge minsta till heltäckande nivåer för att övervaka strukturer för tidigt underhåll.

    "Det är ett effektivt sätt att upptäcka strukturella problem och också förutsäga strukturen kvarvarande livslängd.

    "Vibrationsbaserad skadedetektering använder accelerometrar för att identifiera de dynamiska egenskaperna hos broar, t.ex. frekvenser och lägesformer.

    "På hängbroar använder vi vindmätare för att övervaka vindhastighet och riktning eftersom det finns mycket aerodynamisk interaktion mellan vind, struktur och trafik.

    "Vi mäter trafikbelastningen och bryggans svar för att veta om den fungerar enligt konstruktionsantaganden - systemet varnar om det inte fungerar korrekt.

    "Med en betongbro, till exempel, vi måste känna till temperaturen inuti betongen såväl som utsidan för att uppskatta eventuella utvecklande termiska påfrestningar, för om en struktur behöver expandera och den stoppas från att expandera, tillför den spänningar till strukturen. "

    Professor Chan sa att broar försämrades i olika takt beroende på brodesign och material som används.

    "Detta innebär att olika SHM -system för olika övervakningsnivåer måste övervägas och implementeras, " han sa.

    "Den senaste SHM -tekniken kan hjälpa till att avgöra vad som behöver bytas ut, eftermonterad, eller rehabiliterad. "

    Professor Chan sa att hans ARC-finansierade forskningsprojekt om utveckling av förspända betongbroar med hjälp av rörlig kraftidentifiering skulle ha varit tillämpligt vid testning av Morandi-bron i Genua som nyligen kollapsade.

    "Denna bro var den första moderna förspända, betongkabelbro. Projektet utvecklade tre olika metoder för att identifiera förspänningskraft för befintliga broar som kommer att vara användbart för att utvärdera lastkapaciteten för befintliga förspända betongbroar. "


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com