پایش دینامیکی پل فولادی با کرنش‌سنج ارزان؛ نمونه گرانادا

کرنش‌سنج‌های ارزان می‌توانند رفتار دینامیکی یک پل فولادی را تقریباً به اندازه شتاب‌سنج‌های گران‌تر شناسایی کنند. به گزارش INGENIO، نشریه تخصصی ساخت‌وساز ایتالیا، که در ۲۸ اکتبر ۲۰۲۶ (۶ آبان ۱۴۰۵) منتشر شد، آنتونیو سانچز در سومین همایش FABRE 2026 درباره پل‌ها، ویادوک‌ها و تونل‌ها، با همکاری دانیل تریانا کاماچو، فیلیپو اوبرتینی، خوان چیاچیو روآنو و انریکه گارسیا ماسیاس نتایج این پژوهش را ارائه کرد. متن نشریه با کمک ابزار هوش مصنوعی از ویدیوی سخنرانی تهیه شده و پیش از «گزارش کامل» قطع می‌شود؛ بنابراین فقط بخش در دسترس آن در این مطلب آمده است. وابستگی سازمانی نویسندگان، ابعاد پل، تعداد حسگرها، مقادیر فرکانس و هزینه ذکر نشده است.

پل و روش آزمایش

سازه یک پل عابر فولادی در گرانادا در جنوب اسپانیا است که دهانه اصلی خرپایی و رمپ‌ها و پله‌های دسترسی فرعی دارد. مدل اجزای محدود در SAP2000 از روی مدارک طراحی اولیه ساخته شد و هنوز واسنجی نشده بود. مرجع مقایسه، شتاب‌سنج‌های با حساسیت بالا و سامانه داده‌برداری National Instruments در هشت آرایش مختلف بود و جای حسگرها با الگوریتم EFI (استقلال مؤثر) انتخاب شد. سامانه کرنش‌سنج شامل کرنش‌سنج‌های متعارف با الکترونیک ارزان، یعنی پل وتستون، مبدل آنالوگ به دیجیتال و پلتفرم مبتنی بر آردوینو بود و جای آن‌ها با همان الگوریتم و تمایل به نقاطی با کرنش مورد انتظار بیشتر انتخاب شد. نویز حدود ۰٫۲۵ میکروکرنش بود.

نتایج

تحلیل مودال عملیاتی با روش SSI-COV، که به دانستن نیروی تحریک نیاز ندارد، انجام شد. در مجموع ۱۸ شکل مود به دست آمد که شش تای آن‌ها بیشتر به دهانه اصلی و بقیه به رمپ‌ها و پله‌ها مربوط بود. هر شش مود کلی دهانه اصلی که شتاب‌سنج‌ها یافته بودند، با کرنش‌سنج‌ها نیز شناسایی شد. فرکانس‌های کرنش‌سنج «کمی کمتر» بود و نویسندگان بخشی از آن را به حدود ۱۵ درجه گرم‌تر بودن هوای آزمایش‌های کرنش‌سنج نسبت دادند. برای مود سوم، معیار MAC میان کرنش‌سنج و شتاب‌سنج حدود ۰٫۷۵ بود و همبستگی آن با مدل اجزای محدود کمتر؛ نویسندگان این را به مدل نسبت دادند، نه به اندازه‌گیری.

محدودیت‌ها

پژوهش اعتبار شناسایی پارامترهای مودال روی یک سازه واقعی با سامانه ارزان را نشان می‌دهد، ولی تشخیص یا مکان‌یابی آسیب را در بهره‌برداری ثابت نکرده است. نویسندگان پایداری بلندمدت، اثر شرایط محیطی، حساسیت به سناریوهای آسیب و مقیاس‌پذیری برای زیرساخت‌های پیچیده را نیازمند پژوهش بیشتر می‌دانند و می‌گویند کیفیت شناسایی دینامیکی به ترکیب فناوری اندازه‌گیری، طراحی شبکه حسگر و تفسیر رفتار سازه بستگی دارد. هزینه سامانه با وجود عنوان «ارزان» با رقم ذکر نشده است.

چرا برای مهندسان مهم است؟

پایش سلامت سازه با حسگر ارزان می‌تواند کنترل دوره‌ای پل‌ها و سازه‌های موجود را ممکن‌تر کند. در ایران نگهداری و ارزیابی ساختمان‌های موجود در مبحث بیست‌ودوم و ضوابط طراحی سازه‌های فولادی در مبحث دهم طرح و اجرای ساختمان‌های فولادی آمده است. این پژوهش درباره یک پل عابر است و باید پیش از استفاده برای ساختمان‌ها با قضاوت مهندسی و آزمون‌های بیشتر سنجیده شود.

برای مرور ضوابط ارزیابی و نگهداری، اپلیکیشن قوانین ساخت‌وساز را ببینید.