挑战:通过起重机升降臂吊装道路填料会使到断裂临界点的桥梁坍塌,需要寻找一种快速安全测量此时填料重量的方法。
解决方案:将荷重元传感器附在车载起重机悬挂铲斗的承重索上,并与NI WLS-9237 Wi-Fi数据采集(DAQ)模块连接,轻松读取并记录现场的载重数据,从而测量桥梁路基的重量。"由于桥梁坍塌的危险性,测试中最需要关注的问题是安全性。因此,我们采用NI WLS-9237无线数据采集模块,采集荷重元传感器所测量施加到桥梁上路基的重量数据。无线系统在提供快速计算坍塌负载所需精度同时消除了线缆可能导致安全性问题。”
使用NI软硬件开发无线测量系统 Ferguson结构工程实验室拥有一套结构测试工具和各类装载设备,在结构特性领域能够开展广泛研究。在2009年的一次试验中,对一座120英尺长、带有人为裂面的桥进行了三轮坍塌试验,以研究其作为美国国家公路与运输协会制定的临界断裂分类。在三轮测试后,大桥终于承受不了高于360,000磅的加载而坍塌。
该测试目的是观察失效顺序以及确定整体bridge初始坍塌时所需最大负荷。在第一轮动态测试中,我们人为破坏了一侧大梁底部边缘,但没有明显损坏;第二轮动态测试引发了网状扩张的大梁裂纹,然后被顶起部迅速消除;最后一次静态加载直至坍塌,每次增加1,500到3,000磅100多次后,最终达到360,000磅并发生了坍落。
为了确保安全,我们采用WLS-9237无线DAQ模块来实时监控负载信号,并通过LabVIEW软件远程监控。此外,我们设计了一种仪器使用方案来测定变形和材料应力,并且所有硬件均来自美国国家仪器公司(NI)。
经过三个日夜填充,当总负载增加至约360,000磅时,混凝土开始碎裂。当大量材料滑落后,又添加额外3铲斗填料,最终导致整个构件产生连续性的损坏和崩溃。这一系列发现将用于评估双箱形大梁结构bridge强度模型开发。