In order to validate the practical usage of passive and active infrared thermography for bridge inspection, a number of experimental studies have been conducted. Concrete slab of dimension of 60×60×10 cm made of concrete of strength class C35/45 was the object of research. Steel bars type B500SP with a diameter of ø10 and ø12 mm were used as reinforcement of analyzed slab. Four structure discontinuities imitating damages were implemented inside the slab. Using various methods of thermal excitation, the sensitivity of the slab response using infrared cameras was investigated. The paper presents the results of experiment and FEM simulation.
W artykule przeprowadzono analizę możliwości zastosowania termografii w podczerwieni jako narzędzia wspomagającego badania diagnostyczne elementów konstrukcyjnych oraz elementów wyposażenia obiektów mostowych. Istotą termografii w podczerwieni jest pomiar promieniowania elektromagnetycznego emitowanego przez powierzchnię danego ciała, który przetwarzany jest w mapę termalną przedstawiającą rozkład temperatury (termogram). Moc promieniowania ciała zależy od jego temperatury, zaś przepływ ciepła zależy od przewodności, pojemności cieplnej i dyfuzyjności danego materiału. Wszelkie anomalie rozkładu temperatury, rejestrowane na powierzchni ciała przez kamerę, mogą być powiązane ze znajdującymi się pod powierzchnią defektami. Najczęściej są to wtrącenia materiałów o innych właściwościach przewodzenia ciepła, wewnętrzne pustki, delaminacje warstw lub inne nieciągłości struktury badanego ciała. Stąd termografię w podczerwieni stosuje się do wykrywania wad materiałowych, pustek wewnętrznych, mostków termicznych, rozwarstwień materiału (np. kompozytów) czy różnic właściwości powierzchni (spowodowanej np. zawilgoceniem lub zmienną grubością powłok ochronnych).
EN
The aim of the article is to analyze the applicability of infrared thermography as a diagnostic tool to support the inspections of the structure and equipment elements of bridges. Infrared thermography consists of recording the power of electromagnetic radiation emitted by the surface of a given body. Thanks to the IR camera, the energy of the infrared radiation is converted into an electrical signal whose value depends on the temperature of the object. The starting point is the assumption that the distribution of temperature anomalies, recorded by IR camera, may be associated with located under the surface hidden defects. This article briefly outlines the basic physical laws applicable to radiation thermometry, the characteristics of two types of IR cameras, and the most commonly used research techniques. In-situ and laboratory tests were performed to document the use of this NDT tool in bridge diagnostics.
W pracy przedstawiono problematykę wyznaczania niepewności pomiaru przemieszczeń pionowych przęsła mostu (służące do wyznaczenia ugięcia) rejestrowanych podczas przeprowadzania próbnego obciążenia statycznego. Oprócz potrzebnej terminologii z obszaru metrologii podano podstawowe wzory i metody szacowania niepewności pomiaru. Sformułowano różne grupy czynników wpływających na pomiar, a do określenie ich niepewności posłużono się odpowiednimi dokumentami, wiedzą ogólną, własnymi analizami numerycznymi i doświadczeniem zawodowym. Wykonano przykłady oszacowania wielkości niepewności przemieszczenia pionowego (określonego teoretycznie) dla różnych technik pomiarowych i przy założonych, różnych zewnętrznych czynnikach wpływających.
EN
In the paper the problem of determining the uncertainty of vertical displacements measurement of bridge span recorded during static load test is presented. In addition to the required terminology of metrology, basic formulas and methods of estimating measurement uncertainty were given. Various groups of factors affecting the measurement were defined. In order to determine the standard uncertainties referred to the absolute of error using the relevant documents, the results of own numerical analyses or knowledge and professional experience were used. Several examples of estimation of the vertical displacement uncertainty (calculated theoretically) were performed. The specificity of the different measuring techniques with the assumption of influence of many external factors was as well taken into account.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono zastosowanie transformacji falkowej do wykrywania uszkodzeń w konstrukcjach inżynierskich na przykładzie belki spoczywającej na podłożu sprężystym. Sformułowano i rozwiązano zadania statyki belki Eulera-Bernoulliego z uszkodzeniami oraz zlokalizowano te uszkodzenia przy zastosowaniu dyskretnej transformacji falkowej. Uszkodzenia belek modelowano przez lokalną redukcję sztywności. W wybranym punkcie belki (punkcie kontrolnym) śledzono parametry geometryczne (przemieszczenie pionowe, kąt obrotu przekroju) w funkcji poruszającego się po belce obciążenia skupionego. Tak przygotowany sygnał odpowiedzi konstrukcji poddano dyskretnej transformacji falkowej.
EN
The method of localization of damage is proposed in the paper. The method is based on the analysis of the response signal of a structure which is induced by moved set of external loading. The basis for discussion is the assumption that any damage (e.g. as a fatigue crack, corrosion) produces some disturbance in the registered signal (e.g. deflection or acceletarion). The main advantage of presented approach of damage detection is exertion of the response signal of "damaged" structure and measuremet is realized in one selected point. In the future this procedure is planned to implement to the identification of bridge structures. The paper presents the application of wavelet transformation to detect defects in engineering structures on the example of a beam resting on elastic foundation. The aim of the study was the formulation and solution of the problem of static Euler-Bernoulli beam with damage and localization of its by using discrete wavelet transformation. The local damage is modeled as local stiffness reduction. A continuous beam is modelled by two-node finite elements with twho degree of freedom per node where the bending is described by polinominals of third order corresponding to Euler-Bernoulli beam fields of deformation. In a selected point of a beam (control point for example the node of a finite element) the geometric parameters (deflection, angle of rotation) were monitored as the functions of moving set of the concentrated loading. The results of calculations using discrete wavelet analysis are presented in graphical form.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uderzenia pojazdów drogowych w obiekty mostowe zdarzają się ostatnio coraz częściej. Znaczne nieraz uszkodzenia wymagają podjęcia natychmiastowych działań w postaci wstrzymania ruchu na obiekcie lub jego części i przeprowadzenia specjalistycznych badań w celu oceny dalszej przydatności użytkowej uszkodzonej konstrukcji i określenia sposobu naprawy. W przypadku wiaduktów kolejowych zdarzenia te prowadzą do sytuacji bardzo niebezpiecznych, grożących katastrofą kolejową. W artykule opisano zakres czynności rozpoznawczych, prac projektowych i działań zabezpieczających w stosunku do trzech obiektów kolejowych.
EN
Hitting the road vehicles in bridge structures occur nowadays more and more often. Considerable damage often require immediate action in the form of suspension of traffic on the object or its parts and perform specialized tests to assess the suitability of use of damaged structures and determine how to repair. In the case of railway viaducts, these events lead to a very dangerous situation, threatening the railway disaster. The article describes the range of activities exploratory design work and hedging activities in relation to the three railway structures.
W pracy poruszono zagadnienia dotyczące oceny możliwości wykorzystania metod aktywnej termografii w podczerwieni do wykrywania defektów materiałowych takich np. jak pęknięcia, rozwarstwienia, rysy. Posłużono się analizą falkową jako „narzędziem matematycznym” umożliwiającym generowanie obrazów parametrycznych odwzorowujących te defekty. Przeprowadzono badania symulacyjne i doświadczalne, które pokazały, że identyfikacja wad lub uszkodzeń materiału, przy wykorzystaniu dwuwymiarowej dyskretnej transformaty falkowej funkcji opisującej powierzchniowy rozkład temperatury, może być skutecznym narzędziem do ich wykrywania i identyfikacji. Stwierdzono, że istotny wpływ na skuteczność detekcji wad materiałowych może mieć poziom szumów generowanych w torze pomiarowym systemu termograficznego.
EN
The possibility of detection the hidden defects or damage applying the methods of dynamic infrared thermography and the 2D discrete wavelet transform of data measured in thermal processes has been described. Besides of theoretical information about application of these transforms results of MES digital simulations as well as qualitative experimental has been presents.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Creep of concrete causes stress redistribution in particular cross-sections of steel-concrete composite girder, and in statically indeterminate structures - also hyper-static variables. According to PN-EN creep effects may be assessed using equivalent relationship of elasticity module of steel and concrete: [formula]. It is shown that coefficient ,,ψL” is a function. In design constant values of ,,ψL” may be used. They depend only on the reason of creep. PN-EN gives only one value of ,,ψL” or each reason of creep. The paper shows that using two values of the coefficient is correct. In PN-EN the terms of primary creep effects and secondary creep effects are introduced. They were not used before in Polish technical and scientific literature. The paper explains meaning of the terms. Algorithms and examples of computation of creep effects in continuous composite girders due to dead loads and concrete shrinkage are given. The algorithms consist of two stages. In the first stage primary effects of creep are computed and in the second stage - secondary effects. It enables easy approach to the analysis of statically indeterminate structures.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Designing of light footbridges, sometimes with an innovative and complicated form, it is now quite popular. The relatively low weight of the superstructure and its small stiffness adversely affect the dynamic behaviour. Even the proper design and execution of the footbridge structure, in accordance with current standards does not provide a sufficient guarantee of non-occurrence of excessive vibration due to the random nature of the impact of pedestrians or wind. In this paper the recommendations of the dynamic analysis of footbridges contained in PN-EN 1991, EN 1991-2, EN 1991-1-4, PN-EN 1995-2 and basic standard PN-EN 1990 with current patches and existing national attachments are presented. The main purpose of this article is synthesis and analysis of computational methods in dynamics on footbridges and some proposal for algorithm of dynamic design.
The possibility of detection the hidden defects or damage applying the methods of dynamic infrared thermography and the 2D discrete wavelet transform of data measured in thermal processes has been described. Besides of theoretical information about application of these transforms results of MES digital simulations as well as qualitative experimental has been presents.
In the present paper mechanically loaded 1-D structures and thermally loaded 2-D structures are considered. In case of 1-D members, response signals in the form of displacements are processed, whereas in 2-D structures temperature fields are used. Employing the discrete wavelet transform of the response signals the damage zones are discovered and localized. In case of 1-D structures the Lipschitz exponent was estimated using the local maxima of the wavelet transform modulus as an intensity factor, which served to assess the magnitude of damage.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A non-destructive method of damage detection based on heat transfer experiments and 2-D Discrete Wavelet Transform (DWT) is discussed. In this paper real experiments with the use of thermography measurement techniques are substituted by numerically simulated experiments. The plates were modeled as 2-D and 3-D structures. Two kinds of structures are considered: homogeneous in undamaged state and non-homogenous. Measurement errors are accounted for by introduction of a white noise. The efficiency of the method is demonstrated by the way of numerous examples. Keywords: damage detection, wavelet transformation, infrared thermography
Praca poświęcona jest efektywnemu wykorzystaniu dyskretnej transformacji falkowej do wykrywania defektów w układach prętowych i powierzchniowych. Rozważano różne typy falek w celu określenia ich przydatności w identyfikacji uszkodzeń. Analizowanym sygnałem jest "odpowiedź" konstrukcji, którą otrzymuje się z eksperymentu. Stosowano dyskretną transformację falkową jedno- i dwuwymiarową. Badano układy prętowe, które poddawano testom statycznym i dynamicznym oraz układy tarczowe, gdzie wykorzystywano wymuszenia fal i zjawiska przepływu ciepła. Eksperymenty przeprowadzono numerycznie w oparciu o MES. W testach numerycznych do analizowanego sygnału "odpowiedzi" konstrukcji dodano biały szum symulujący niedokładności pomiaru rzeczywistego.
EN
The paper is devoted to the effectiveness of the discrete wavelet transform in damage detection in structures. Discrete 1-D and 2-D wavelet transforms were used. The experiments were computer simulated using the FEM. The structural responses from numerical experiments were analyzed. Static and dynamic test were used in damage detection in beams and in the case of plates the wave propagation and thermal problems were considered. To analyze signals the with noise was added to account for measurement errors.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.