2007年8月1日,明尼苏达州明尼阿波利斯市密西西比河上的I-35W St. Anthony Falls桥在高峰时段倒塌,杀死了13人,并关闭了重要的运输走廊。取代桥梁,了解为什么失败,并监视新的桥梁以防止将来的灾难成为利益相关者的关键优先事项。
随之而来的是一项巨大的合作努力,以快速安全地替换桥梁,包括坎贝尔科学仪器系统,这些仪器系统继续洞悉桥梁性能和长期健康。
该计划的第一部分涉及Southbound Pier 2列和基础。安装了应变量量计和温度计来监视桥梁和基础系统:(1)基础元素的内部混凝土固化温度,(2)施工负载和(3)长期性能。
第1阶段涉及内部混凝土温度监测,其中热敏电阻验证了混凝土温度在可接受的范围内。
第2阶段依赖于每个粉底轴四个高程的应变量簇(总计48幅)。量规集群设计用于识别支撑桥的各种土壤层的载荷贡献。
每个群集由四个振动线应变量量计组成,该量子量尺寸位于轴横截面周围的四分之一点和两个电阻应变量。此外,在两个柱子的两个高程中安装了四个振动线应变量量的簇,支撑了两个南行桥梁。中级量尺寸通过电阻应变量量重复。颤音蛋白缠绕量量规提供了稳定的长期测量,而电阻量规则使研究人员可以测量短期动态事件,例如交通或风负载。
来自第2阶段监控的数据显示,随着施工的进行,基础的负载增加以及如何分配了这些载荷。该图显示了码头2脚下的一个轴之一的负载,与施工里程碑相关。仅在末端轴承中抵抗了3,000千ip的施加轴负荷的800 kip,大约一半的剩余载荷由岩层侧剪切载。5月29日至7月9日之间的负载步骤显示了15个盒子段段中每个阶段的位置。
第三阶段正在进行中。它使用在第2阶段中得出的校准和相关性来监测桥梁的长期健康。轴和柱负荷的变化可以识别异常条件,并提醒官员采取适当的措施。
振弦式(包括内部thermistors) are read with a Campbell Scientific AVW200 and recorded with a CR1000 datalogger. The resistive gages are measured with Campbell Scientific’s CR9000 high-speed data-acquisition system. Both systems are self powered with solar panels and deep-cycle batteries, and each system uploads data to a remote host server via Verizon cellular modem. This arrangement is designed to (1) allow the data-acquisition systems to operate independently of on-site construction power and communications, and (2) not interfere with day-to-day construction or operational activities.
Key aspects to both data-acquisition systems are remote data monitoring, remote program downloading, and remote reconfiguration as the data-acquisition requirements change.
该项目证明了读取振动线传感器的光谱分析方法的好处。臭名昭著®技术消除了这种关注。该系统距离1,000 kW发电机五英尺。即使在附近的大发电机中,由于噪声也不会丢失数据,也不需要额外的分析来确定噪声是否损害了测量结果。实际上,原始数据每15分钟都会自动发布到公开可用的网站,而无需审查或资格。
由于该项目中新方法的成功,该计划经理已经计划将其成为两个未来的桥梁监测项目的一部分。