پل Humber


تست لرزش محیطی برای پل Humber
 
پل Humber در انگلیس در زمان افتتاحش در سال 1981 بزرگترین پل تک دهانه ای با طول کلی 2220 متر در دنیا بود. فاصله ی جاده ای بین Hull و Grimsby در انگلیس با این پیشرفت حمل و نقلی در حدود 80 کیلومتر کاهش پیدا کرد. به تدریج دیگر کشورها شروع به تبعیت از انگلستان کردند به طوری که در حال حاضر پل Humber از نظر آماری در جایگاه 5 قرار گرفته است، که 4 پل دیگر به ترتیب حروف الفبا Akashi-Kaikyo، Great Belt، Runyang و Xihoumen می باشند. اگرچه هنوز پل Humber بزرگترین پل با پایه کوتاه و مسیر دوچرخه سواری دو طرفه می باشد. با تغییرات تکنولوژی و گذار از حالت آنالوگ به دیجیتال، مانیتورینگ پل وارد قرن 21 شده است.
این تکنولوژی های جدید با خود نیاز به بررسی مجدد مناسبترین راه حل های مانیتورینگ را به همراه می آورند. در این پروژه، ارزیابی مجدد ویژگی های مودالی پل و قابلیت پایداری ثبات های مجزا که زمان خود را توسط GPS تنظیم می کنند، جهت تهیه سوابق واکنش از طریق آنالیز چنین سازه فضای باز گسترده ای مورد نیاز بود. فاکتور ایمنی پل Humber طوری در نظر گرفته شده است که می تواند حرکات و خمش های بیش از 3 متر را به صورت مداوم در بادهایی با سرعت 129 کیلومتر بر ساعت تحمل کند و این در حالی است که برج های پل، اگرچه هر دو عمودی، موازی نیستند و کمتر از 50 میلی متر در بالا بیشتر از پایین از هم فاصله دارند.

یک گروه بین المللی که شامل :
پروفسور JMW Brownjohnاز دانشگاه شفیلد انگلیس
دکتر Paul Reynolds از دانشگاه شفیلد انگلیس
آقای Chris Middleton از دانشگاه شفیلد انگلیس
آقای Filipe Magalhaes از FEUP Porto پرتقال
پروفسور Elsa Caetano از FEUP Porto پرتقال
پروفسور Ivan Au از دانشگاه شهری هنگ کنگ
پروفسور Paul Lam از دانشگاه شهری هنگ کنگ

با حمایت دکتر Ivan Munoz Diaz، پروفسور Aleksandar Pavic، دکتر Stana Zivanovic، خانم Eunice Lawton، خانم Tuan Norhayati Tuan Chik و آقای Mr. Mohammad Muaz Aldimashki از شفیلد، پروفسور Alvaro Cunha از FEUP و آقای John Cooper، آقای Peter Hill و آقای Ian Allenby از بورد پل هامبر، پل را از 14 تا 18 جولای 2008 به عنوان بخشی از پروژه تحقیقاتی با حمایت مالی EPSRC مورد آزمایش قرار دادند.

EP/F035403/1، سیستم نوین داده کاوی و تشخیص عملکرد برای پایش سلامت ساختاری پل های معلق

این آزمایش چندین هدف را دنبال می کرد:
• ارزیابی مجدد خواص مودالی پل و ارائه یک نمونه مودالی به صورت دیجیتال، که به عنوان پایه کالیبراسیون مدل المان محدود پل استفاده می شود
• ارزیابی قابلیت پایداری ثبات های مجزا که زمان خود را توسط GPS تنظیم می کنند، جهت تهیه سوابق زمانی واکنش ها که می تواند جهت آنالیز مودالی زمان بهره برداری چنین سازه ی فضای باز گسترده ای مورد استفاده قرار گیرد
• ارزیابی مشکلات روش های آنالیز مودالی زمان بهره برداری در تخمین پارامترهای مودالی برای سازه های با فرکانس بسیار پایین با طول داده های کوتاه و همچنین ارزیابی تاثیر پارامترهای ساختاری غیر ایستا (کیفیتی) از طریق روش چسباندن قطعات شکل مد (mode shape) در آزمایش سال 1985 تنها سه دستگاه شتاب سنج Schaevitz LSOC، حدود 2 کیلومتر کابل، یک طیف سنج 2 کاناله و یک دستگاه ضبط آنالوگ 4 کاناله مورد استفاده قرار گرفت. پروسه آزمایش 2 هفته، و پردازش داده ها برای تشخیص مدها، باز پخش نوارهای داده ها در طیف سنج و به کاربردن روشی معروف به "peak picking" در حدود 6 ماه به طول انجامید.
بعد از گذشت بیش از 20 سال، نوار های آنالوگ دیگر مورد استفاده قرار نمی گیرند و نمونه های مودالی دیجیتال هم در فرآیند ارتقا روش های ذخیره اطلاعات از بین رفتند. بنابراین درحالی که مدهای فرکانسی و فرم کلی بیشتر شکل مدها مفید هستند متاسفانه به صورت دیجیتال وجود ندارند. همچنین وضوح آنها کم و تخمین های نسبت میرایی به واسطه عدم تکامل تکنولوژی از دقت پایینی برخوردار بوده است، نسبت های سیگنال به نویز سنسورها پایین بوده و این شرایط با محدوده دینامیکی کم دستگاه ضبط بدتر هم می شد، شکل مد های پیچشی با به کار بردن فقط سه سنسور قابل حل نبوده و اندازه گیری های همزمان بر روی چند نقطه روی پایه ها، دهانه اصلی و دهانه های کناری امکانپذیر نبود، بنابراین، به دلایل زیادی مطالعه ی به روزی بر روی پل مورد نیاز بود.

مطاله جدید با استفاده از 10 دستگاه ثبات GSR-24 با شتاب سنج های داخلی یا خارجی انجام شد.

آزمایش به 28 اندازه گیری در طول 5 روز تقسیم شد: برای مثال در روز 2، اندازه گیری ها بر روی قسمت جنوبی پل، در جهت شهر Barton، متمرکز شد. هر کدام از مقاطع جعبه ای پل، توسط یک عدد فرد با پیشوند b (برای Barton، جنوب) یا h (برای Hessle، شمال) مشخص شده اند. اندازه گیری ها در محل های متناوب کابل های مهارکننده فولادی انجام شدند ، که در هر مورد حداقل یک نقطه ثابت به عنوان نقطه مبنا بر روی دهانه اصلی حفظ می شد. مجموعه 7 اندازه گیری انجام شده در روز دوم، یک جفت نقطه در سمت (Hessle 21h ) و یک جفت در سمت (Barton 49b) را به عنوان مرجع به کار برد، که سه جفت رکوردر باقی مانده در سمت Barton برای اندازه گیری های 1 ساعته ظرف مدت 10 دقیقه از نقطه ای به نقطه ای دیگر، جابجا شده اند. اندازه گیری ها شامل یک جفت در برج سمت (Barton 78b) به همراه دو جفت در موقعیت های 77b/79b در طول تکیه گاه ها بود و پس از آن به سمت دهانه Barton منتقل شد.