Sofistikerede sensorer holder broer, dæmninger og bygninger sikre

Story Bridge er 78 år gammel, Sydney Harbour Bridge rammer 95. Australske broer er designet til en levetid på 100 år.

"Designerne af disse broer tillod vækst i trafik og belastning, så sikkerhedsfaktorer for materialestyrke blev bygget ind i broer som Story og Sydney Harbour broer, "QUT civilingeniør professor Tommy Chan.

"Sydney Harbour Bridge er udstyret med 2400 sensorer til at overvåge dets strukturelle helbred.

"Mens denne bro har haft regelmæssig vedligeholdelse, styrkelse og test for at sikre, at det er sikkert, brug af sensorer til at registrere skader forårsaget af trafik, vind, temperatur, vibrationer og ekstreme hændelser tilføjer et ekstra sikkerhedsniveau ved at advare ejere om rettidig vedligeholdelse.

"Nogle defekter eller skader opdages muligvis ikke kun ved hjælp af visuel inspektion, og et sensorsystem kan fortælle os, om strukturen fungerer som forventet."

Professor Chan, fra QUT's Science and Engineering Faculty, sagde de nyeste strukturelle sundhedsovervågningsteknologier (SHM) teknologier, der leverede overvågning af store strukturer døgnet rundt og advarede ejere, når en del af strukturen havde brug for opmærksomhed.

"SHM -teknologier tilføjer ekstra sikkerhedsforanstaltninger ud over den traditionelle rutinemæssige metode, visuelle kontroller, " han sagde.

"Ved hjælp af SHM kan vi bestemme, hvornår strukturer har brug for en eftermontering, genoptræning og styrkelse.

"Det er derfor, det australske netværk for strukturel sundhedsovervågning (ANSHM) fremmer SHM -systemer, der skal implementeres på eksisterende strukturer og indbygges i nye strukturer."

Professor Chan udarbejdede SHM -sektionen i den seneste version af AS5100 (Australian Bridge Design Standard).

"SHM anvender forskellige sanseanordninger og hjælpesystemer til at overvåge en strukturs adfærd in situ for at vurdere og evaluere dens tilstand, "Sagde professor Chan.

"Vi har udviklet ekstra SHM -teknologier til at opdage, finde, og vurdere alvorligheden af ​​skader og forringelse i ikke kun broer og bygninger, dæmninger og tårne.

"At bruge 1 til 5 procent af konstruktionsomkostningerne ved en konstruktion på installation af SHM under byggeriet kan levere minimum til omfattende niveauer til at overvåge strukturer til rettidig vedligeholdelse.

"Det er en effektiv måde at opdage strukturelle problemer og også forudsige strukturenes resterende levetid.

"Vibrationsbaseret skadesøgning bruger accelerometre til at identificere de dynamiske egenskaber ved broer, f.eks. frekvenser og tilstandsformer.

"På hængebroer bruger vi vindmålere til at overvåge vindhastighed og retning, fordi der er meget aerodynamisk samspil mellem vind, struktur og trafik.

"Vi måler trafikbelastningen og broens svar for at vide, om den fungerer i henhold til designforudsætningerne - systemet giver en advarsel, hvis den ikke fungerer korrekt.

"Med en betonbro, for eksempel, vi har brug for at kende temperaturen inde i betonen såvel som ydersiden for at estimere eventuelle udviklende termiske spændinger, for hvis en struktur skal ekspandere, og den stoppes fra at ekspandere, tilføjer den belastninger til strukturen. "

Professor Chan sagde, at broer forværredes i forskellige hastigheder afhængigt af brodesign og anvendte materialer.

"Det betyder, at forskellige SHM -systemer til forskellige overvågningsniveauer skal overvejes og implementeres, " han sagde.

"De nyeste SHM -teknologier kan hjælpe med at bestemme, hvad der skal udskiftes, eftermonteret, eller rehabiliteret. "

Professor Chan sagde, at hans ARC-finansierede forskningsprojekt om udvikling af forspændte betonbroer ved hjælp af identifikation af bevægelig kraft ville have været anvendeligt ved test af Morandi-broen i Genova, der for nylig kollapsede.

"Denne bro var den første moderne forspændte, betonkabelbro. Projektet udviklede tre forskellige metoder til at identificere eksisterende broers forspændingskraft, som vil være nyttig til at evaluere belastningskapaciteten af ​​eksisterende forspændte betonbroer. "