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Damage Identification on the Tilff Bridge by Vibration Monitoring using Optical Fiber Strain Sensors / Reynders, Edwin in Journal of engineering mechanics, Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 185-193 p. Titre : Damage Identification on the Tilff Bridge by Vibration Monitoring using Optical Fiber Strain Sensors Titre original : Endommagement de l'Identification sur le Pont de Tilff par la Surveillance de Vibration à l'Aide des Sondes de Fibre Optique de Contrainte Type de document : texte imprimé Auteurs : Reynders, Edwin, Auteur ; De Roeck, Guido, Auteur ; Bakir, Pelin Gundes ; Sauvage, Claude ; Conte, Joel P., Editeur scientifique Article en page(s) : 185-193 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vibration  Damage  Numerical  models  Model  analysis  Bridges  Monitoring  Sensors  Dommage  Modèles  numériques  Analyse  du  modèle  Ponts  Surveillance  Sondes Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Vibration testing is a well-known practice for damage identification of civil engineering structures. The real modal parameters of a structure can be determined from the data obtained by tests using system identification methods. By comparing these measured modal parameters with the modal parameters of a numerical model of the same structure in undamaged condition, damage detection, localization, and quantification is possible. This paper presents a real-life application of this technique to assess the structural health of the 50-year old bridge of Tilff, a prestressed three-cell box-girder concrete bridge with variable height. A complete ambient vibration survey comprising both vertical accelerations and axial strains has been carried out. The in situ use of optical fiber strain sensors for the direct measurement of modal strains is an original contribution of this work. It is a big step forward in the exploration of modal curvatures for damage identification because the accuracy in calculating the modal curvatures is substantially improved by directly measuring modal strains rather than deriving the modal curvatures from acceleration measurements. From the ambient vibrations, natural frequencies, damping factors, modal displacements and modal curvatures are extracted by the stochastic subspace identification method. These modal parameters are used for damage identification which is performed by the updating of a finite element model of the intact structure. The obtained results are then compared to the inspections performed on the bridge. L'essai de vibration est une pratique bien connue pour l'identification de dommages des structures de génie civil. Les vrais paramètres modaux d'une structure peuvent être déterminés à partir des données obtenues par des essais en utilisant des méthodes d'identification de système. En comparant ces paramètres modaux mesurés aux paramètres modaux d'un modèle numérique de la même structure en condition intacte, la détection, la localisation, et la quantification de dommages est possible. Cet article présente une application réelle de cette technique pour évaluer la santé structurale du pont de 50 ans de Tilff, un pont concret précontraint de poutre en tôle de trois cellules avec la taille variable. Une enquête ambiante complète de vibration comportant des accélérations verticales et des contraintes axiales a été effectuée. L'utilisation in situ des sondes de fibre optique de contrainte pour la mesure directe des contraintes modales est une contribution originale de ce travail. C'est un grand pas en avant dans l'exploration des courbures modales pour l'identification de dommages parce que l'exactitude en calculant les courbures modales est sensiblement améliorée en mesurant directement des contraintes modales plutôt que de dériver les courbures modales des mesures d'accélération. À partir des vibrations ambiantes, des fréquences normales, atténuant des facteurs, des déplacements modaux et des courbures modales sont extraites par la méthode stochastique d'identification de sous-espace. Ces paramètres modaux sont employés pour l'identification de dommages qui est effectuée par la mise à jour d'un modèle fini d'élément de la structure intacte. Les résultats obtenus sont alors comparés aux inspections effectuées sur le pont. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Edwin.Reynders@bwk.kuleuven.be [article] Damage Identification on the Tilff Bridge by Vibration Monitoring using Optical Fiber Strain Sensors = Endommagement de l'Identification sur le Pont de Tilff par la Surveillance de Vibration à l'Aide des Sondes de Fibre Optique de Contrainte [texte imprimé] / Reynders, Edwin, Auteur ; De Roeck, Guido, Auteur ; Bakir, Pelin Gundes ; Sauvage, Claude ; Conte, Joel P., Editeur scientifique . - 185-193 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 133 N°2 (Fevrier 2007) . - 185-193 p. Mots-clés : Vibration  Damage  Numerical  models  Model  analysis  Bridges  Monitoring  Sensors  Dommage  Modèles  numériques  Analyse  du  modèle  Ponts  Surveillance  Sondes Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Vibration testing is a well-known practice for damage identification of civil engineering structures. The real modal parameters of a structure can be determined from the data obtained by tests using system identification methods. By comparing these measured modal parameters with the modal parameters of a numerical model of the same structure in undamaged condition, damage detection, localization, and quantification is possible. This paper presents a real-life application of this technique to assess the structural health of the 50-year old bridge of Tilff, a prestressed three-cell box-girder concrete bridge with variable height. A complete ambient vibration survey comprising both vertical accelerations and axial strains has been carried out. The in situ use of optical fiber strain sensors for the direct measurement of modal strains is an original contribution of this work. It is a big step forward in the exploration of modal curvatures for damage identification because the accuracy in calculating the modal curvatures is substantially improved by directly measuring modal strains rather than deriving the modal curvatures from acceleration measurements. From the ambient vibrations, natural frequencies, damping factors, modal displacements and modal curvatures are extracted by the stochastic subspace identification method. These modal parameters are used for damage identification which is performed by the updating of a finite element model of the intact structure. The obtained results are then compared to the inspections performed on the bridge. L'essai de vibration est une pratique bien connue pour l'identification de dommages des structures de génie civil. Les vrais paramètres modaux d'une structure peuvent être déterminés à partir des données obtenues par des essais en utilisant des méthodes d'identification de système. En comparant ces paramètres modaux mesurés aux paramètres modaux d'un modèle numérique de la même structure en condition intacte, la détection, la localisation, et la quantification de dommages est possible. Cet article présente une application réelle de cette technique pour évaluer la santé structurale du pont de 50 ans de Tilff, un pont concret précontraint de poutre en tôle de trois cellules avec la taille variable. Une enquête ambiante complète de vibration comportant des accélérations verticales et des contraintes axiales a été effectuée. L'utilisation in situ des sondes de fibre optique de contrainte pour la mesure directe des contraintes modales est une contribution originale de ce travail. C'est un grand pas en avant dans l'exploration des courbures modales pour l'identification de dommages parce que l'exactitude en calculant les courbures modales est sensiblement améliorée en mesurant directement des contraintes modales plutôt que de dériver les courbures modales des mesures d'accélération. À partir des vibrations ambiantes, des fréquences normales, atténuant des facteurs, des déplacements modaux et des courbures modales sont extraites par la méthode stochastique d'identification de sous-espace. Ces paramètres modaux sont employés pour l'identification de dommages qui est effectuée par la mise à jour d'un modèle fini d'élément de la structure intacte. Les résultats obtenus sont alors comparés aux inspections effectuées sur le pont. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : Edwin.Reynders@bwk.kuleuven.be