在广阔的农田和牧场中，来自蒙大拿州交通部(MDT)的桥梁设计师认识到一个独特的机会来评估公路桥面设计。在蒙大拿州的Saco小镇附近，沿着蒙大拿州243号公路这条高速公路，建造了三座相隔不到一英里的桥梁。因此，每座桥梁在天气、交通和冬季维护方面都将经历相同的需求。每座桥都有三座15米跨度的桥面，结合了钢筋混凝土甲板-预应力纵梁设计，具有相同的整体尺寸和下部结构组件。它们之间唯一的区别是钢筋混凝土桥面的组成。“常规”桥面代表了在蒙大拿州使用的标准桥面——一种带有标准钢筋图案的常规混凝土。“经验”桥面也使用传统的混凝土，但使用了大约三分之一的钢筋。“HPC”甲板使用标准的钢筋模式与高强度混凝土。MDT与蒙大拿州立大学的西部运输研究所(WTI)签订合同，设计和安装一个仪器系统，从该系统获取数据，并进行后续分析，以评估三个桥面的性能。
仪表
在项目规划阶段，对三层桥面结构进行了有限元分析，以确定在桥面放置应变片的关键位置。基于此分析，该仪器主要集中在每座三跨桥梁的一个15米跨径的单一行车车道上。桥的六分之一)。在浇筑混凝土之前，每个桥面都放置了应变片。这些测量仪的位置是为了监测通过甲板厚度的三个不同深度的纵向和横向应变。每座桥采用了三种不同的应变片技术:35个粘接在钢筋上的Vishay箔应变片，7个悬挂在混凝土中的Vishay预埋式应变片，16个悬挂在混凝土中的Geokon振动钢丝应变片。此外，通过振动线应变计内部的热敏电阻记录16个温度。为了监测周围的环境条件，一个气象站被建立在Saco公立学校，距离桥梁地点大约一英里。温度、气压、风速/风向及相对湿度值每十五分钟量度一次，并上载互联网供市民浏览。
数据采集
所有的应变数据都是通过安装在每个桥架下的单个CR5000测量和控制系统收集和存储的。粘结和嵌入压力表需要WTI设计和制造的惠斯通桥装置。相应的电压通过单个AM16/32多路复用器路由。通过一个AVW1振动线接口和一个AM16/32多路复用器来读取振动线应变和温度。所有量规每小时读取一次。每个桥的数据通过基于Saco学校的RF400扩频无线电网络定期传输到WTI。气象数据使用CR10X测控系统进行监测，并通过互联网直接传输到WTI。
长期的评估
Saco桥面评估的主要目标之一是对长期桥面性能进行比较分析。这一目标将通过对两年内桥面条件的定性和定量分析来实现。理想情况下，该项目将延长数年，以便更全面地评估甲板在整个使用寿命期内的相对性能。定性分析包括裂缝测绘和测量作业。定量分析主要集中在桥面的应变如何变化时，暴露在变化的天气条件和车辆荷载事件。除了每小时监测甲板状况外，应变仪的一个子集仍在持续活动，以捕捉“大型车辆事件”。当与便携式动态称重(WIM)交通记录进行校准时，大型事件数据将提供交通荷载对桥梁累积需求的估计。
活负载测试
这个项目的第二个目标是比较三种桥面的承载机制。这一目标正在通过一系列的活载测试来实现。在开放交通之前，载重车辆沿着几条不同的纵向路径沿着每座桥的全长缓慢行驶。在每个测试事件中，记录了41通道钢筋粘结和混凝土预埋应变片数据。为了适应每个桥的传感器数量和快速的数据采集速率，所有三个cr5000在活载测试期间同时使用。在测试过程中，卡车的纵向定位通过一个手持电子按钮记录下来，当测试卡车在甲板上每两米行驶时，该按钮就会被激活。除了内部应变仪记录的甲板局部应变外，桥诊断公司(Bridge Diagnostics, Inc.， BDI)还提供了临时贴在纵梁底部的应变仪，对整体应变进行了监测。大多数试验是使用一辆联轴自卸卡车进行的。为了模拟“最坏情况”的行为，两辆车在桥上并排行驶。一辆卡车以每小时60英里的速度通过大桥，进行了高速测试。 A second live load test is scheduled to take place after the bridges have been in service for two years.
结果
目前，用这种水平的细节和变量控制来比较研究桥面行为是有限的。这项研究提供了一个独特的机会，以发展更好的理解当地钢筋混凝土桥面行为和荷载路径通过桥面和下部结构。研究人员和交通部门都将受益于对桥面在车辆装载和变化的长期天气条件下的性能的高度了解。应用这些知识将有助于更好地规划基础设施的健康状况以及改善桥面设计。