Kaloop, Mosbeh R.;Elsharawy, Mohamed;Abdelwahed, Basem;Hu, Jong Wan;Kim, Dongwook
Smart Structures and Systems
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제26권5호
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pp.667-680
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2020
This study aims at reporting a systematic procedure for evaluating the static and dynamic structural performance of steel bridges based on a short-period structural health monitoring measurement. Sungsu bridge located in Korea is considered as a case study presenting the most recent tests carried out to examine the bridge condition. Short-period measurements of Structural Health Monitoring (SHM) system were used during the bridge testing phase. A novel symmetry index is introduced using statistical analyses of deflection and strain measurements. Frequency Domain Decomposition (FDD) is implemented to the strain measurements to estimate the bridge mode shapes and damping ratios. Furthermore, Markov Chain Monte Carlo (MCMC) is also implemented to examine the reliability of bridge performance while ambient design trucks are in static or moving at different speeds. Strain, displacement and acceleration were measured at selected locations on the bridge. The results show that the symmetry index can be an efficient and useful measure in assessing the steel bridge performance. The results from the used method reveal that the performance of the Sungsu bridge is safe under operational conditions.
본 연구의 목적은 GPS를 이용하여 장대교량의 거동을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하는데 있다. GPS 센서를 이용하여 장대교량의 실시간 변위를 계측함으로써 장대교량의 3차원적인 거동이 분석 되어지고 관리될 수 있다. 본 연구에서 개발한 장대교량의 실시간 거동 모니터링 시스템은 통합운영센터로 교량의 수평 및 수직 방향 변위와 위험신호를 실시간으로 전송함으로써 장대교량의 안전관리를 가능하게 한다. 또한 GPS를 이용한 장대교량의 절대적 거동을 모니터링하고 전국적인 교량 안전관리네트워크를 구축하는데 활용할 수 있을 것이다.
In this study, in-situ dynamic tests of the world's longest steel box tied-arch bridge over the Yangtze River, China, are reported. The double deck bridge supports highway and monorail systems at upper and lower levels, respectively. Strain, displacement, and acceleration responses were measured and used to investigate the vibration characteristics of the bridge when excited by running trains and/or trucks at a speed of 5-60 km/h, train braking, and truck bouncing. Impact factors were correlated with the running speed of trains and trucks. A three-dimensional finite element model of the coupled monorail-train-bridge vibration system accounting for track irregularities was established to understand the system behavior and validated by the experimental results. Truck bouncing was the dominant impact factor on bridge responses. The running speed of vehicles determined the riding comfort of traveling trains.
구조물의 관리에서 전문 관리 인력이 직접 조사하는 방식은 예산이나 검사 방법 및 주기에 따라 그 효과가 달라진다. 따라서 효과적이며 자동화된 구조물의 유지관리 방안이 필요하다. 교량 관리에서 자동화된 관리 방안으로는 몇몇 교량에 유선통신 방식을 이용한 상시 감시 시스템을 구축, 운영하고 있으나 교량 통합관리 시스템으로서의 성능은 초보적인 수준에 머물고 있다. 본 논문에서는 센서 네트워크를 적용한 교량의 통합관제 시스템을 구현한다. 교량에 설치된 센서를 무선망으로 구성하고 수집된 정보의 상시 모니터링을 위해 교량 관리자를 위한 기능과 관리시스템 관리용 기능, 그리고 비전문가용 웹 기반 모니터링 시스템을 구축하였다. 본 연구의 결과는 실험대상 교량에 적용하여 그 효과를 분석하고 있다.
This study presents an experimental technique to monitor the dynamic behavior of the railway bridge system simultaneously using multiplexed fiber Bragg grating (FBG) sensors. The measuring quantities include stains, curvatures, vertical deflections, and vertical accelerations. The strains are directly measured from multiplexed FBG sensors at various locations of the test bridge followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the Bernoulli beam theory and regression analysis. Finally, vertical accelerations are obtained from the numerical differentiation in time domain. In order to verify the proposed method, several conventional electric strain gauges, displacement transducers, and accelerometers are installed at the mid-span of the bridge for comparisons. A test train is passed over the bridge to monitor the dynamic response of the bridge. The monitoring results show that the multiplexed FBG sensing system is able to capture the essential behavior of the test bridge while resolving wiring problem in practice.
Maintenance plays a critical role in the bridge industry, but actual practices show many limitations because of traditional, 2D-based information systems. It is necessary to develop a new generation of maintenance information management systems for more reliable decision making in bridge maintenance. Enhancing current work processes requires a BIM-based 3D digital model that can use information from the whole lifecycle of a project (design, construction, operation, and maintenance) through continuous exchanges and updates from each stakeholder. This study describes the development of a data scheme for maintenance of cable-stayed bridges. We implemented the proposed system for a cable-stayed bridge and discussed its effectiveness.
This paper improves seismic fragility of a typical steel-concrete composite bridge with the deck-to-pier connection joint configuration at the concrete crossbeam (CCB). Based on the quasi-static test on a typical steel-concrete composite bridge model under the SEQBRI project, the damage states for both of the critical components, the CCB and the pier, are identified. The finite element model is developed, and calibrated using the experimental data to model the damage states of the CCB and the bridge pier as observed from the experiment of the test specimen. Then the component fragility curves for both of the CCB and the pier are derived and combined to develop the system fragility curves of the bridge. The uncertainty associated with the mean system fragility has been discussed and quantified. The study reveals that the CCB is more vulnerable than the pier for certain damage states and the typical steel-concrete composite bridge with CCB exhibits desirable seismic performance.
지금까지 실습선의 선교가 운항의 안전성과 효율적인 항해실습교육을 동시에 담보할 수 있도록 설계되었는지 검토하였던 연구는 전무한 상태이다. 본 연구는 국내 실습선의 선교를 주항해선교와 실습선교의 배치형태에 따라 전후형 선교배치, 상하형 선교배치, 단일형 선교배치의 3가지 배치형태로 분류하였다. 또한 설문조사를 통하여 실습선 선교 배치형태에 따라 항해실습교육의 운영형태가 서로 어떻게 달라지는지 검토하였고, 운항과 항해실습교육을 병행하는 데 있어 야기되는 장 단점을 도출하였다. 이를 바탕으로 운항의 안전성을 확보하고 효율적인 항해실습교육을 위해 새로운 형태의 실습선 선교 개선 모델을 제시하였다.
Mustaf, Abdelfattah;El-Desouky, Beih S.;Taha, Ahmed
International Journal of Reliability and Applications
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제17권2호
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pp.121-135
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2016
In this paper, we study a system of five components. One of them is a bridge network component. Each of these components is identical and has a failure rate as a function of time. The system components have non-constant failure rates. The given system is improved by using the reduction, hot duplication, and cold duplication methods. We derive the equivalence factors of the bridge structure system to be as another system improved according to these different methods. The ${\beta}-fractiles$ are obtained to compare the original system with these improved systems. Finally, we present numerical results to show the difference between these methods.
GPS has become an established technique in structural health monitoring. This paper presents the application of an on-line GPS RTK system on the Zhujiang Huangpu Bridge (China) for monitoring bridge deck and towers movements. In this study, both the form and functions of movements of the deck and towers of the bridge under affecting loads were monitored in lateral, longitudinal and vertical directions. Such movements were described in time and frequency domains by determining the trend, torsion, periodical of the series using probability density function (PDF). The results of the time series GPS data are practical and useful to bridge health monitoring.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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