Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Civil structural health monitoring: strategies, methods and applications
Luleå University of Technology, Department of Civil, Environmental and Natural Resources Engineering, Structural and Construction Engineering.
2007 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

This thesis describes a Civil Structural Health Monitoring (CSHM) method for assessment of civil structures by using a combination of advanced monitoring equipment with probabilistic based assessment. The numbers of civil structures such as bridges, tunnels, retaining walls, dams, etc. have increased dramatically the last 30 years since an increase in construction were present in the fifties and sixties. In the last decades new strategies in maintenance, inspection and assessment of out infrastructures have been developed to make it possible to continue to use the structures longer than the designed service life. Also the demands of the structures are different now compared to when they were erected, for example the loads are higher, fewer disturbances in traffic are accepted and higher traffic flows are present. Therefore new technologies for inspection, assessment, maintenance, strengthening are needed. Civil Structural Health Monitoring is defined as method for in-situ monitoring and performance evaluation of civil structures. Without CSHM it will not be possible to assess old structures in an effective way and the cost for rebuilding will have enormous impact of the society. Therefore it is motivated to use and continue to develop CSHM methods in the future. CSHM is also a very useful tool to evaluate the performance of constructions built with new materials and constructions which are strengthened with novel strengthening systems. In this thesis a new strategy to combine probabilistic evaluation of the structural performance with monitoring is described. Ideas how a strategic thinking can be done regarding inspections, investigations, monitoring and evaluation are also described in the presented CSHM method. Five cases have been used to develop, apply and validate my suggested CSHM method. The cases are testing different aspects of the model. - The first case shows a model application where the model is analysed in a recent performed strengthening and assessment project - The second case shows that it is possible to use CFRP strengthening without or with minor traffic disturbance. This is a important part of CSHM since proposed actions to continue use the structure as intended is the last step in the CSHM model - The third case is analysing tests, modelling, and verification of a composite hybrid bridge. - The forth case is testing of a new developed sensor type used to test the longterm effect of a strengthening system. The outcome of this paper is that the temperature effect was of major importance. - In the fifth case inspection, assessment and monitoring is used in a strengthening project where the goal was to evaluate the stiffness change of a bridge after it being strengthened. - The last case is an example of damage detection where the outcome point out the difficulties in global damage detection. Especially the first case shows the advantages of using probabilistic based evaluation in combination with monitoring.

Abstract [sv]

Den svenska översättningen av titeln på denna avhandling blir Tillståndsbedömning av konstruktioner med hjälp av avancerade mätmetoder vilket är ett vitt begrepp som omfattarvilket är ett vitt begrepp som omfattar kunskapen att vårda och ta hand om befintlig infrastruktur. För att kunna sätta in rätt åtgärd vid rätt tillfälle används mätning, övervakning, diagnoser och skadedetektering som verktyg i tillståndsbedömningen. Den, från engelska översatta, förtkortning som brukar användas är CSHM (Civil Structural Health Monitoring). CSHM är ett kraftfullt verktyg att bedöma in situ tillståndet eller aktuell prestanda (performance) på konstruktioner där nya nedbrytningsmotståndiga material används eller för konstruktioner som förstärkts med hjälp av oprövade metoder. Motiveringen till att forska och utveckla mätmetoder är den dramatiska byggboomen som skedde på femti- och sextitalet. Många av de konstruktionerna som byggdes under denna tid används än idag trots att de byggdes för helt andra krav och påfrestningar som var aktuella då. De laster som idag påverkar våra konstruktioner är större, snabbare och sker oftare. Den beräknade livslängden på många av våra konstruktioner har redan passerats. Det är omöjligt för samhället att byta ut alla de konstruktioner som kan vara i riskzonen nu eller inom en snar framtid. Därför behövs bättre metoder att bedöma tillståndet så att rätt åtgärder kan sättas in vid rätt tidpunkt. De senaste decennierna har nytt tänkande angående underhåll, inspektioner och tillståndsbedömningar utvecklats. Allt för att fortsatt användande av vår allt mer åldrade infrastruktur skall vara möjligt. I denna avhandling presenteras en CSHM modell där stokastiska beräkningsmetoder kombineras med avancerade mätningar. Idéer om hur planering, inspektioner, mätstrategier och utvärdering beskrivs också i metoden. Fem artiklar och en fallstudie har använts för att utveckla och bekräfta olika delar av modellen. - Fallstudien visar hur man har utfört ett projekt där inspektion, förstärkning och tillståndsbedömning genom mätning av förstärkningseffekten har skett på en bro och hur man kunde ha gjort annorlunda om man använt CSHM modellen. - Den första artikeln visar att det går att förstärka utan eller med liten inverkan på trafiken - Den andra artikeln behandlar analys, provning, modellering och verifikation av en bro byggd i fiberkompositmaterial. - Den tredje artikeln visar långtidseffekterna på ett förstärkningssystem. Slutsatsen från artikeln är att temperaturen har stor inverkan på konstruktionens beteende. - Den fjärde artikeln visar ett fall av inspektion, förstärkningsåtgärd och tillståndsbedömning där mätning använts för att bedöma effekten av förstärkningen. - Det sista fallet är ett exempel på skadedetektering. Slutsatserna från artikeln visar på svårigheter att detektera skador med globala mätmetoder Framför allt visar fallstudien på klara fördelar med att använda CSHM metoden speciellt om stokastiska beräkningsmodeller kan kombineras med avancerade mätmetoder.

Place, publisher, year, edition, pages
Luleå: Luleå tekniska universitet, 2007. , 97 p.
Series
Doctoral thesis / Luleå University of Technology 1 jan 1997 → …, ISSN 1402-1544 ; 2007:10
Research subject
Structural Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-18109Local ID: 6eae1880-d6f0-11db-8550-000ea68e967bOAI: oai:DiVA.org:ltu-18109DiVA: diva2:991115
Note
Godkänd; 2007; 20070320 (ysko)Available from: 2016-09-29 Created: 2016-09-29Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3775 kB)12 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3775 kBChecksum SHA-512
7b65139d81f045be4a8a43843e4f5afbd29c81c5a4072840cc3987db59e74a16fecfab877cd4af757c52b6c0b4f5f1f821bbdbdde0f017731b4cc888d58791b6
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Hejll, Arvid
By organisation
Structural and Construction Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 12 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 24 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link