2007年8月1日,I-35W圣安东尼在明尼苏达州明尼阿波利斯的密西西比河瀑布桥瀑布,在高峰时段中间崩溃,杀死了13人,折叠了一个重要的运输走廊。更换桥梁,了解为什么它失败,并监控新桥以防止未来的灾害成为利益相关者的主要优先事项。
遵循的是,快速安全地取代桥梁,包括坎贝尔科学仪器系统,这些乐器系统继续深入了解桥梁性能和长期健康。
该计划的第一部分涉及南行码头2列和基础。安装应变计和温度计以监测桥梁和基础系统:(1)基础元件的内部混凝土固化温度,(2)施工载荷,(3)长期性能。
第1阶段涉及内部混凝土温度监测,热敏电阻验证了混凝土温度在可接受的范围内。
阶段2依赖于在每个基础轴(48种总计48个测量值)的四个凸起的应变计簇。旨在识别来自支持桥梁的各种土层的载荷贡献。
每个簇由四个振动线应变计组成,位于轴横截面周围的四分之一点,以及两个电阻应变计。此外,在支撑两个南行桥梁梁的两列的两个高度中安装了四个振动线应变计的簇。中级计量与电阻应变计重复。振动素-GWIRE测量仪提供稳定,长期测量,而电阻计允许研究人员测量交通或风量的短时动态事件。
来自阶段2监测的数据显示了基础中的载荷增加以及这些负载如何将轴的长度分布在轴上作为施工进展。该图显示了码头2下面的一个轴上的负载,与施工里程碑相关联。在端轴承中仅抵抗3,000 kip施加的轴载荷的800 kips,并且通过岩层侧剪切承载约一半剩余负载。在5月29日和7月9之间的装载步骤显示了15个箱梁段中的每一个的放置。
第3阶段正在进行中。它使用第2阶段期间导出的校准和相关性监测桥梁的长期健康。轴和列负荷的变化可以识别异常条件和警报官员采取适当的行动。
振动线计(包括内部热敏电阻)用Campbell Scientific AVW200读取,用CR1000数据记录器记录。电阻率计的测量使用坎贝尔科学公司的CR9000高速数据采集系统。这两个系统都由太阳能电池板和深循环电池自行供电,每个系统都通过威瑞森移动调制解调器将数据上传到远程主机服务器。这种安排旨在(1)允许数据采集系统独立于现场施工电源和通信运行,以及(2)不干扰日常施工或操作活动。
两个数据采集系统的关键方面是远程数据监控、远程程序下载和远程重构,以满足数据采集需求的变化。
该项目展示了读取振动线传感器的光谱分析方法的益处。振动线测量值众所周知地易于电气干扰,但坎贝尔的专利VSPET®技术消除了这个问题。该系统距离1,000千瓦发生器5英尺。即使附近的大发电机,由于噪音也没有数据丢失,并且不需要额外的分析来确定测量是否受到噪声损害。事实上,原始数据每15分钟自动发布到公开的网站,没有审查或资格。
由于该项目的新方法的成功,计划经理已计划使其成为两个未来的桥梁监控项目的一部分。