Wykorzystanie geometrycznie ciągłych pomiarów światłowodowych (DFOS) w diagnostyce i monitoringu konstrukcji sprężonych

• Autorzy: Piątek, Bartosz , Howiacki, Tomasz , Hanaczowski, Marek , Siwowski, Tomasz

Warianty tytułu

EN

Distributed fiber optic sensing (DFOS) as a part of diagnostics and monitoring of prestressed structures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Geometrycznie ciągłe pomiary światłowodowe (DFOS - distributed fiber optic sesnsing) to technologia pomiarowa, która w ostatnich latach przeżywa dynamiczny rozwój, i jest coraz powszechniej stosowana w wielu dziedzinach przemysłu, również w budownictwie. Dzięki możliwości wbudowania czujników już na etapie wytwarzania elementów z betonu sprężonego, można uzyskać istotne informacje na temat ich zachowania podczas betonowania, sprężania i dojrzewania betonu, a także pod wpływem reologii. Czujniki DFOS pozwalają na analizę zachowania konstrukcji pod obciążeniem i zmian zachodzących w czasie na poziomie dokładności nieosiągalnym dotychczas stosowanymi metodami. W artykule przedstawiono wyniki badań nad implementacją tej technologii w elementach strunobetonowych i kablobetonowych. Głównym celem badań było zweryfikowanie możliwości wykorzystania czujników DFOS do identyfikacji uszkodzeń (np. w postaci rys oraz pustek w kanałach kablowych) oraz monitorowania stanu odkształceń i przemieszczeń elementów z betonu sprężonego.

EN

Distributed Fiber Optic Sensing (DFOS) is a measurement technology that has experienced dynamic development in recent years and is increasingly used in various industries, including construction. By embedding sensors during the manufacturing stage of prestressed concrete elements, significant insights can be gained into their behavior during concrete pouring, prestressing, curing, and under rheological influences. DFOS sensors allow for the analysis of structural behavior under load and changes occurring over time with a level of accuracy previously unattainable with conventional methods. The paper presents research results on the implementation of this technology in pre-tensioned and post-tensioned elements. The main objective of the research was to verify the feasibility of using DFOS sensors to identify damages (e.g., cracks and simulated voids in cable ducts) and monitor the state of deformations and displacements in prestressed concrete elements.

Słowa kluczowe

PL

czujnik; pomiar światłowodowy; DFOS; detekcja uszkodzeń; monitorowanie; światłowód; konstrukcja sprężona; element konstrukcyjny

EN

sensor; DFOS; damage detection; monitoring; optical fibre; prestressed structure; structure element

• Czasopismo: Inżynieria i Budownictwo
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 5
• Strony: 305--311
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Piątek, Bartosz

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

autor

Howiacki, Tomasz

• Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej

autor

Hanaczowski, Marek

• HAMAR Marek Hanaczowski

autor

Siwowski, Tomasz

• Politechnika Rzeszowska, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury

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-przez-gddkia [dostęp: 01.03.2024 r.].
• [2] Jarominiak A.: Zagrożenia cięgien sprężających w mostach kablobetonowych. Inżynieria i Budownictwo, 2019.
• [3] Madaj A., Mossor K., Siekierski W.: Awaria kabla sprężającego estakady drogowej. Przyczyny i skutki. Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej, 2018.
• [4] Howiacki T.: Światłowody w monitorowaniu konstrukcji inżynierskich. Technical lssues, 2016.
• [5] Sieńko R. i in.: Pomiary deformacji mostu podwieszonego z wykorzystaniem światłowodowych czujników geometrycznie ciągłych DFOS. Seminarium Wrocławskie Dni Mostowe WDM2018, Wrocław, 2018.
• [6] Sieńko R. i in.: Most Uniwersytecki w Bydgoszczy: światłowodowe pomiary odkształceń DFOS stalowych zakotwień w trakcie ich naprawy. W: M. Kaszyńska (red.), Monografia awarie budowlane: zapobieganie, diagnostyka, naprawy, rekonstrukcje, s. 721-732. Szczecin, 2022.
• [7] Bednarski Ł. et al.: The smart nervous system for cracked concrete structures: theory, design, research, and field proof of monolithic DFOS-based sensors. Sensors, 22(22), 8713, 2022. hltps://doi.org/10.3390/s22228713.
• [8] Rodriguez G., Casas J.R., ViIIalba S.: Cracking assessment in concrete structures by distributed optical fiber. Smart Mater. Struct., 24, 035005, 2015. https://doi.org/10.1088/0964-1726/24/3/035005.
• [9] Piątek B. et al.: Strain, crack, stress and shape diagnostics of new and existing post-tensioned structures through distributed fibre optic sensors. Measurement, 221, 113480, 2023. https://doi.org/10.1016/j.measurement.2023.113480.
• [10] Piątek B.: Monitoring światłowodowy DFOS w konstrukcjach kablobetonowych. Drogownictwo, nr 5-7/2023.
• [11] The International Federation For Structural Concrete (fib): fib Model Code for Concrete Structure. March, 2012.
• [12] CiviIFEM® powered by Marc® - program obliczeniowy firmy Ingeciber zawierający solver do analizy nieliniowej Marc® firmy HEXAGON® (www.civilfem.com).
• [13] European Committee For Standardization (CEN); Polski Komitet Normalizacyjny (PKN).: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu - Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków; PN-EN 1992-1-1:2008. Warszawa, 2010.
• [14] European Committee For Standardization (CEN); Polski Komitet Normalizacyjny (PKN).: Eurokod 2: Projektowanie konstrukcji z betonu - Część 2: Mosty z betonu - Obliczanie i reguły konstrukcyjne; PN-EN 1992-2:2010. Warszawa, 2008.
• [15] Rijkswaterstaat Ministry Of Infrastructure And The Environment: Guidelines for Nonlinear Finite Element Analysis of Concrete Structures, Rijkswaterstaat Technical Document (RTD) 1016-1:2020, 2 April, 2020.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0054.7154