犹他州运输部正在研究在桥面使用玻璃纤维增强聚合物(GFRP)制成的棒的好处。GFRP杆能抵抗由除冰盐引起的腐蚀,因此可以将甲板的寿命从45年延长到100年。抗腐蚀能力是降低桥面长期造价的最大因素。
UDOT选择海狸溪大桥作为这项调查的对象有两个原因:(1)它是用用GFRP筋加固的预制混凝土面板建造的,(2)使用预应力混凝土梁的加速桥梁施工技术,DOT也想测试这种方法。犹他州大学(U of U)在施工过程中对桥梁进行了检测,并进行了测试,以确定新方法和GFRP建筑材料是否提供了所需的性能。
测试在施工阶段开始,施工完成后继续进行。在浇铸前,将箔应变仪安装在两个面板的GFRP杆上,数据记录器记录面板每次提升时的应变数据。当面板安装在桥上时,安装振动线应变仪(VWSGs)来记录:
密歇根大学的研究人员在一些大梁的底部安装了加速计,以便:
摄像机记录下了造成最大加速度测量的车辆的图像。
研究人员在主梁之间的横膈膜上方安装了线性变量微分传感器(LVDTs),以测量桥面的挠度。在荷载测试中,他们还使用测量设备来测量大梁的挠度。
该项目使用了两个CR3000微日志记录器®1个CR1000数据记录器、1个AVW200振线接口(用于管理VWSGs的信号)、3个AM16/32A多路复用器和1个CC640数码相机。在甲板板的提升和运输过程中,数据记录器使用RF401无线电将记录的数据传输到一台笔记本电脑。在卡车负载测试中,数据记录器直接连接到笔记本电脑上。在项目的长期监测部分,一个手机调制解调器将数据记录器连接到互联网,允许从任何接入互联网的地方检索数据。
收集的数据包括桥面板的混凝土应变、面板相对于主梁的位移和垂直加速度。利用曲率、位移和加速度参数,通过对比试验结果和设计要求,以及计算机生成模型的有限元分析,得出了关于桥面和主梁响应的结论。
计算机生成的桥梁模型显示了桥面板的弯曲响应,相对于车辆位置的动力响应,以及跨中静态相对位移。研究表明,经过两年的使用,该桥的性能,包括预制桥面,都在设计要求之内,验证了GFRP筋作为桥梁建设的可行选择。
照片由犹他大学土木与环境工程专业的Chris P. Pantelides博士提供