Monitoring światłowodowy DFOS w konstrukcjach kablobetonowych

• Autorzy: Piątek Bartosz

Warianty tytułu

EN

DFOS fiber optic monitoring in post-tensioned structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Obiekty mostowe wykonane w technologii kablobetonu to obecnie jeden z najpowszechniej stosowanych rodzajów konstrukcji przy realizacji nowych szlaków komunikacji drogowej. Pomimo wieloletnich doświadczeń w ich wykonywaniu wciąż niejednokrotnie pojawiają się problemy związane z ich uszkodzeniami spowodowanymi głównie korozją cięgien sprężających. W referacie przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem monitoringu z użyciem czujników światłowodowych DFOS do wykrywania uszkodzeń w elementach kablobetonowych. Wbudowanie czujników na etapie wytwarzania elementów pozwala na uzyskanie wielu cennych informacji na temat ich pracy we wszystkich fazach budowy i eksploatacji.

EN

Bridges made in post-tensioned concrete technology are currently one of the most commonly used types of structures in the construction of new road communication routes. Despite many year s of experience in their implementation, there are still problems related to their damage caused mainly by corrosion of the prestressing tendons. The paper presents the results of research on the application of monitoring with the use of DFOS fiber optic sensors to detect damages in post-tensioned concrete elements. The incorporation of sensors at the stage of manufacturing elements allows for obtaining a lot of valuable information about their work in all phases of construction and operation.

Słowa kluczowe

PL

kablobeton; mosty sprężone; monitoring; czujniki światłowodowe; DFOS

EN

post-tensioned concrete; prestressed bridges; monitoring; DFOS; fiber optic sensors

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Drogownictwo
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 5-7
• Strony: 43--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Piątek Bartosz

• Politechnika Rzeszowska

• https://orcid.org/0000-0001-5824-1892

Bibliografia

• [1] Portal informacyjny Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad, Stan obiektów mostowych na drogach krajowych zarządzanych przez GDDKiA https://www.gov.pl/web/gddkia/stan-obiektow-mostowych-na-drogach-krajowych-zarzadzanych-przezgddkia [dostęp: 12.07.2023 r.]
• [2] Jarominiak, A. (2019). Zagrożenia cięgien sprężających w mostach kablobetonowych. Inżynieria i Budownictwo, 75.
• [3] Jarominiak, A. (2019). Zagrożenia mostów kablobetonowych powodowane wadliwym iniektem. Drogownictwo, (9), 243-249.
• [4] NCHRP 14-28. Condition Assessment of Bridge Post-Tensioning and Stay Cable Systems Using NOE Methods. Final Report. 2016.
• [5] Powers R.G.. Sagi.ies A.A ., Virmani Y.P.: Corrosion of Post-Tensioned Tendons in Florida Bridges. Florida Department of Transportation. Tallahassee, 2002.
• [6] Żółtowski, K., & Binczyk, M. (2017). Most Cłowy w Szczecinie–awaria, która przesądziła o przyszłości konstrukcji sprężonej.
• [7] Madaj, A., Mossor, K., & Siekierski, W. (2018). Awaria kabla sprężającego estakady drogowej. Przyczyny i skutki. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej.
• [8] Jarominiak, A. (2019). Nieniszczące metody kontroli stanu kabli mostów kablobetonowych i podwieszonych. Drogownictwo, (12).
• [9] D.M. Frangopol, D. Saydam, S. Kim, Maintenance, management, life-cycle design and performance of structures and infrastructures: a brief review, Structure and Infrastructure Engineering. 8 (2012) 1–25. https://doi.org/10.1080/15732479.2011.628962.
• [10] W. Derkowski, R.Walczak, Problem of condition assessment of precast, posttensioned concrete crane beams in an extender period of use. In: Proceedings of the fib Symposium, Krakow, Poland (2019), 1507 –1514.
• [11] Alj, I.; Quiertant, M.; Khadour, A.; Grando, Q.; Benzarti, K. Environmental Durability of an Optical Fiber Cable Intended for Distributed Strain Measurements in Concrete Structures. Sensors 2022, 22, 141. https://doi.org/10.3390/s22010141.
• [12] Buda-Ożóg, L.; Zięba, J.; Sieńkowska, K.; Nykiel, D.; Zuziak, K.; Sieńko, R.; Bednarski, Ł. Distributed fibre optic sensing: Reinforcement yielding strains and crack detection in concrete slab Turing column failure simulation. Measurement 2022, 195, 111192. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2022.111192.
• [13] Sieńko, R.; Bendarski, Ł.; Howiacki, T. Distributed fibre optic sensing for safety monitoring of concrete, steel and composite bridges. In Bridge Safety, Maintenance, Management, Life-Cycle, Resilience and Sustainability, 1st ed.; Casas, J.R., Frangopol, D.M., Turmo, J., Eds.; CRC Press: London, UK, 2022. https://doi.org/10.1201/9781003322641.
• [14] Barrias, A.; Casas, J.R.; Villalba, S. Embedded Distributed Optical Fiber Sensors in Reinforced Concrete Structures–A Case Study. Sensors 2018, 18, 980. https://doi.org/10.3390/s18040980.
• [15] Alj, I.; Quiertant, M.; Khadour, A.; Grando, Q.; Terrade, B.; Renaud, J.-C.; Benzarti, K. Experimental and Numerical Investigation on the Strain Response of Distributed Optical Fiber Sensors Bonded to Concrete: Influence of the Adhesive Stiffness on Crack Monitoring Performance. Sensors 2020, 20, 5144. https://doi.org/10.3390/s20185144.
• [16] Ł. Bednarski, R. Sieńko, T. Howiacki, Analysis of post-tensioned girders structural behaviour using continuous temperature and strain monitoring, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 92 (2017) 012003. https://doi.org/10.1088/1755-1315/92/1/012003.
• [17] Bado, M.S.; Casas, J.R.; Kaklauskas, G. Distributed Sensing (DOFS) in Reinforced Concrete members for reinforcement strain monitoring, crack detection and bond-slip calculation. Eng. Struct. 2021, 226, 111385. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.111385.
• [18] Bednarski, Ł.; Sieńko, R.; Howiacki, T.; Zuziak, K. The Smart Nervous System for Cracked Concrete Structures: Theory, Design, Research, and Field Proof of MonolithicDFOS-Based Sensors. Sensors 2022, 22, 8713. https://doi.org/10.3390/s22228713.
• [19] Sieńko, R.; Bednarski, Ł.; Howiacki, T. About Distributed Internal and Surface Strain Measurements Within Prestressed Concrete Truck Scale Platforms. In Proceedings of the 3rd World Multidisciplinary Civil Engineering–Architecture–Urban Planning Symposium WMCAUS, Prague, Czech Republic, 18–22 June 2018.
• [20] Rodríguez, G.; Casas, J.R.; Villalba, S. Cracking assessment in concrete structures by distributed optical fiber. Smart Mater. Struct. 2015, 24, 035005. https://doi. org/10.1088/0964-1726/24/3/035005.
• [21] Liu, T.; Huang, H.; Yang, Y. Crack Detection of Reinforced Concrete Member Using Rayleigh-Based Distributed Optic Fiber Strain Sensing System. Adv. Civ. Eng. 2020, 2020, 8312487. https://doi.org/10.1155/2020/8312487.
• [22] Fischer, O.; Thoma, S.; Crepaz, S. Distributed fiber optic sensing for crack detection in concrete structures. Civ. Eng. Des. 2019, 1, 97–105. https://doi.org/10.1002/cend.201900008.
• [23] Howiacki, T. Analysis of cracks in concrete structures with the use of distributed optical fibre measurements (Analiza zarysowań w konstrukcjach betonowych przy zastosowaniu światłowodowych pomiarów rozłożonych). Rozprawa doktorska, Politechnika Krakowska, Kraków, 2022.
• [24] SHM System, karta techniczna czujnika EpsilonRebar https://www.shmsystem.pl/wp-content/uploads/2021/02/Epsilonrebar-druk.pdf [dostęp: 12.07.2023 r.]
• [25] SHM System, karta techniczna czujnika EpsilonSensor https://nerve-sensors.com/wp-content/uploads/2021/04/EpsilonSensor-1.pdf [dostęp: 12.07.2023 r.]
• [26] SHM System, karta techniczna czujnika 3D Sensor https://nerve-sensors.com/wp-content/uploads/2021/04/3DSensor-1.pdf [dostęp: 12.07.2023 r.]