Monitoring and detection of cracks in steel girders of bridges using a distributed binary crack sensor
Notice bibliographique
Résumé
Bridges are key elements in transportation system. One of the critical deficiencies in aging bridges is formation and propagation of small cracks under cyclic loading. Cracks may form in steel girders due to defects in welding or material in the fabrication time. Over time, cracks may grow into the web of steel girders, propagate spontaneously and finally may result in the failure of the girder. Therefore, to prevent the unpredictable loss of service and associated expenses, it is critical to detect cracks before they reach a length that compromises the safety of the structure. Distributed sensors are required if there are many possible points of crack formation. Available distributed crack monitoring techniques are excessively costly to be applied to typical short and medium span bridges. In this work, an innovative distributed binary crack sensor has been developed. The sensor can be installed on the entire length of steel girders of bridges at a fraction of the cost and is capable of detecting cracks with opening of 0.2 mm or less. The crack sensor is composed of a thin wire- (0.09 mm diameter) and an adhesive. An experimental apparatus has been designed to simulate the crack opening on the web of steel girders and materials have been tested on the apparatus. A Finite Element Model of the sensor has been simulated in ABAQUS to study the effect of different parameters such as bonding properties between wire and epoxy as well as position of the wire in the epoxy on the detected crack opening. The crack sensor has been tested on small-scale girder in the lab in ambient temperature. It also has been tested on the girder in an environmental chamber for two extreme temperatures of -30ºC and +40ºC. The study shows that temperature has minimal effect on the performance of the crack sensor. A Finite Element Model of two typical steel girders from two medium span bridges predicts that a binary cracks sensor 15 cm to 25 cm above the tension flange will detect crack that have grown to a length of 35-40 cm at the threshold of 0.2 mm ABSTRACT ii detection. The FEM analysis also predicts that 35-40 cm long cracks do not compromises the safety of the structure. The distributed binary crack sensor has been field tested for more than a year on a real-scale girder of a bridge in Canada to study the installation procedure and effect of environmental condition on the sensor.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».