Finite element modelling of bridge structures based on non-destructive and non-contact assessment methods
Keywords:
structural state, bridge structures, gain,Abstract
This paper presents an assessment of the structural response of bridges without access to required information relating to structural properties. The complex structure of the Pentagon Road Bridge in Chatham, Kent in the UK in parallel with the lack of access to structural details of the bridge have led the health monitoring of the bridge into a sophisticated problem. The dynamic structural response of the bridge was instigated by a moving lorry with enforced full traffic control. The magnitude of deflection due to vibration was measured both by a non-contact measurement method (Image by Interferometric Survey of Structures (IBIS-S) system) and by accelerometers and then compared with deflections obtained numerically. The modified numerical model was then enhanced by introducing structural cracks simulating the actual condition of the bridge. This development therefore proposes a reliable method of assessment of bridge structures with limited availability of structural details.References
Bernardini, G., Gallino, N., Gentile, G. and Ricci, P. 2007. Dynamic monitoring of civil engineering structures by microwave interferometer, 4th Conceptual Approach to Structural Design Venice, Italy.
Bernardini, G., Ricci, P. and Coppi, F. 2007. A ground based microwave interferometer with imaging capabilities for remote measurements of displacements, Proceedings of the 7th International Geomatic Week, Barcelona, Spain.
Chopra, A. K. 1995. Dynamics of Structures, Prentice Hall, N.J.
Diamanti, N., Giannopoulos, A. and Forde, M. C. 2008. Numerical modelling and experimental verification of GPR to investigate ring separation in brick masonry arch bridges, NDT&E International, Vol. 41, pp. 354–363.
Gentile, C. and Bernardini, G. 2008. Output-only modal identification of a reinforced concrete bridge from radar-based measurements, NDT&E International, Vol. 41, pp. 544– 553.
Gucunski, N., Feldmann, R., Romero, F., Kruschwitz, S., McDonald, N. and Abu-Hawash, A. 2010. Multimodal condition assessment of bridge decks by non-destructive evaluation. Partnership annual meeting, 2010 Midwest Bridge Preservation, France.
Helmerich, R., Niederleithinger, E., Trela, C., Bien, J., Kaminski, T. and Bernardini, G. 2012. Multi-tool inspection and numerical analysis of an old masonry arch bridge, Structure and Infrastructure Engineering. Taylor and Francis online. Vol. 8, Issue 1, pp. 27-39.
Lam, H.F., Ng, C.T. and Veidt, M. 2007. Experimental characterization of multiple cracks in a cantilever beam utilizing transient vibration data following a probabilistic approach, Journal of Sound Vibration, Vol. 305, pp. 34–49
Lanbo L. and Tieshuan G. 2005. Seismic non-destructive testing on a reinforced concrete bridge column using tomographic imaging techniques, Journal of Geophysics and Engineering, Vol. 2(1).
Lubowiecka I., Armesto J., Arias P., Lorenzo H. 2009. Historic bridge modelling using laser scanning, ground penetrating radar and finite element methods in the context of structural dynamics. Engineering Structures. Vol. 31(11), pp. 2667-2676.
Lynch, J. P., Law, K. H., Kiremidjian, A. S., Carryer, E., Farrar, C. R., Sohn, H., Allen, D. W., Nadler, B. and Wait, J. R. 2004. Design and performance validation of a wireless sensing unit for structural monitoring applications, Structural Engineering and Mechanics, Vol. 17, pp. 393-408.
Meng X., Meo M., Roberts, G. W., Dodson, A., Cosser, E., Iuliano, E. and Morris, A. 2003. Validating GPS Based Bridge Deformation Monitoring with Finite Element Model, GNSS2003 conference, Gratz, Austria.
Parmar, D.S. and Sharp, S.R. 2009. Acoustic Emission for Non-Destructive Testing of Bridges and other Transportation Infrastructure, Beyond the Crossroads: A National Conference on Transportation Infrastructure & Regulatory Policy, University of Denver, Denver, CO.
Pieraccini, M., Fratini, M., Parrini, F., Atzeni, C. and Bartoli, G. 2008. Interferometric radar vs. accelerometer for dynamic monitoring of large structures: An experimental comparison, NDT&E International, Vol. 41, pp. 258–264.
Rens, K. L., Wipf, T. J. and Klaiber, F. W. 1997. Review of Non-destructive Evaluation Techniques of Civil Infrastructure, Journal of Performance of Constructed Facilities, Vol. 11(4), pp. 152-160.
Roberts, G. W., Meng, X., Meo, M., Dodson, Cosser, E., Iuliano, E. and Morris, A. 2003. A Remote Bridge Health Monitoring System Using Computational Simulation and GPS Sensor Data, Proceedings, 11th FIG Symposium on Deformation Measurements, Santorini, Greece.
Scott, M., Rezaizadeha, A., Delahazab, A., Santos, C.G., Moored, M., Graybeal, B. and Washer, G. 2003. A comparison of non-destructive evaluation methods for bridge deck assessment, NDT&E International, Vol. 36, pp. 245–255.
Teughels, A. and De Roeck, G. 2005. Damage detection and parameter identification by finite element model updating, Arch Computer Methods Eng., Vol.12(2), pp.123–164.
Thakkar, S. K., Ghosh, G. and Singh, Y. 2006. Structural damage identification and health monitoring and damage identification of bridges, Advances in Bridge Engineering.
White, K. R., Minor, J., and Derucher, K. N. 1992. Bridge Maintenance Inspection and Evaluation, Marcel Dekker, Inc., New York.
Wilkins, R., Bastin, G. and Chrzanowski, A.2003. Alert: A Fully Automated Real Time Monitoring System, Proceedings of the 11th FIG Symposium on Deformation Measurement, Santorini, Greece.
Willam, K. J. and Warnke, E. D. 1975. Constitutive Model for the Triaxial Behavior of Concrete, Proceedings, International Association for Bridge and Structural Engineering, Vol. 19, ISMES, Bergamo, Italy, p. 174.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Редакція Видання категорично засуджує прояви плагіату в статтях та вживає всіх можливих заходів для його недопущення. Плагіат розглядається як форма порушення авторських прав і наукової етики.
При виявлені у статті більш ніж 25% запозиченого тексту без відповідних посилань та використання лапок, стаття кваліфікується як така, що містить плагіат. У цьому випадку стаття більше не розглядається редакцією, а автор отримує перше попередження.
Автори, в статтях яких повторно виявлено плагіат, не зможуть публікуватися в усіх журналах Видавництва ДВНЗ «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури».
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
