Evaluation of existing systems for the long-term measurement of bridge deflections

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: AGB2003/017

Key words (English)

measure, bridge, long-term behavior, deflections, monitoring

Key words (French)

mesure, pont, comportement à long terme, déformations, suivi

Short description (English)

The project has the purpose to inventorize, classify and evaluate existing methods for the long-term monitoring of bridge deflections. The result will be a report allowing a rational approach to the selection of measurement methods applicable to a given application.
Classical measurement methods (topometry, hydrostatic leveling) will be considered along with more recent developments, as for example methods based on inclinometers or optical fibers. The pros and cons of each method will be exposed in relationship with typical applications. Case studies of representative monitoring configurations will be included.

Short description (French)

Le projet se propose de répertorier, classer et évaluer les différentes méthodes de mesure pour le suivi à long terme des déformations des ponts. Le résultat sera un document permettant de sélectionner efficacement les méthodes applicables pour un cas particulier.
Les méthodes de mesure classiques (topométrie, nivellement hydrostatique) seront prises en compte, ainsi que des méthodes développées plus récemment, comme celles basées sur l’inclinométrie ou les fibres optique. Les avantages et faiblesses de chaque méthode en rapport avec les types d’application envisagés seront présentés. Des études de cas de configurations représentatives seront inclues.

Project description (French)

Au cours de ses années d’activité dans le cadre du suivi à long terme des ouvrages d’art, notamment pour les routes nationales, l’IS-BETON a acquis une expérience importante dans le domaine des méthodes de mesure et de leur application in situ dans le cadre d’activités de surveillance, d’intervention ou de simple observation des déformations des ponts. Le projet de recherche se propose d’intégrer ces connaissances avec des informations tirées d’autres sources pour préparer sous forme condensée une évaluation des systèmes de mesure existants pour le suivi à long terme des déformations de ponts ainsi que des recommandations pour leur sélection pour des applications particulières.
Les domaines d’application principaux seront identifiés selon le type d’information et la précision requise, la durée d’intervention, le type de structure et les conditions locales. Pour assurer une bonne représentation des diverses méthodes existantes, celles-ci seront répertoriées en faisant appel aux spécialistes de leur application. Des exemples d’applications relevants seront donnés, permettant d’évaluer l’applicabilité et la pertinence de
chaque méthode pour un objet donné.

Methods (French)

· Recherche bibliographique
· Renseignements auprès des entreprises actives dans le domaine de la mesure
· Etudes de cas

Special tools and infrastructure (French)

aucun

Overview of own research activities (French)

Divers travaux de recherche dans le domaine du suivi à long terme des déformations ont été effectuées au cours des ving dernières années à l'IS-BETON. La recherche a porté tant sur la compréhension des phénomènes liés à la dégradation des ouvrages que sur le développement et l'adaptation de nouvelles méthodes de mesure. L'annexe 1 donne une bibliographie résumée indiquant les principales contributions à la recherche de l'IS-BETON (anciennement IBAP) à ce domaine.

Project aims (English)

Identification, classification and evaluations of measurement methods applicable for the long.term monitoring of bridge deflections.

Project aims (French)

Identifier, classer et évaluer les diverses méthodes de mesure applicables pour le suivi à long terme des déformations des ponts.

Research agenda (French)

Les collaborateurs suivants seront engagés sur ce projet, dont la durée totale est estimée à 12 mois environ :
EPFL : Chef de projet : Prof. Dr Aurelio Muttoni
Collaborateurs : Dr Olivier Burdet, Jean-Luc Zanella
HES-SO : Responsable : Prof. Paul-Henri Cattin
Collaborateur: Didier Jotterand

Le programme de travail suivant est prévu :

1er trimestre 2ème trimestre 3ème trimestre 4ème trimestre
Etude de la littérature Contact avec des MO Etudes de cas Rédaction et
Contact entreprises avec mesure / systèmes Rapport final

Abstract (German)

.

Transfer and application (German)

Le rapport final donnera des indications permettant au maître de l'ouvrages de mieux définir ses besoins en matière de suivi, de formaliser ses exigences et d'identifier les méthodes de mesure potentiellement applicables à un ouvrage particulier. Les études de cas permettront de plus d'avoir une idée plus précise de l'ampleur des coûts et des efforts liés à un cas donné.

Transfer and application (French)

Le rapport final donnera des indications permettant au maître de l'ouvrages de mieux définir ses besoins en matière de suivi, de formaliser ses exigences et d'identifier les méthodes de mesure potentiellement applicables à un ouvrage particulier. Les études de cas permettront de plus d'avoir une idée plus précise de l'ampleur des coûts et des efforts liés à un cas donné

Berichtsnummer (German)

607

Literature (French)

[1] Abdunur C., Godart B., Méthodes d'auscultation pour l'évaluation des ponts, Annales du bâtiment et des travaux publics, 6, 35-50, France, 1998.
[2] Bergmeister K., Rostam S., Monitoring and safety evaluation of existing concrete structures, fib bulletin, 22, 297, Lausanne, Suisse, January, 2003.
[3] Burdet O., Automatic Deflection and Temperature Monitoring of a Balanced Cantilever Concrete Bridge, 5th International Conference of Short and Medium Span Bridges, Calgary, Canada, July, 1998.
[4] Burdet O., Load Testing and Monitoring of Swiss Bridges, Bulletin d'information CEB, Safety and Performance Concepts, 219, Lausanne, Suisse, August, 1993.
[5] Burdet O., Zanella J.-L., Long-Term Evaluation vs Short-Term Measurements : the Case of the Riddes Bridges, fib, Fib Congress 2002, Osaka, Osaka, Japan, to be published, October, 2002.
[6] Burdet O., Zanella J.-L., Automatic Monitoring of the Riddes Bridges using Electronic Inclinometers, IABMAS, First International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management, Barcelona, Spain, July, 2002.
[7] Favre R., Burdet O., Beurteilung von Massivbrücken aufgrund von Belastungsversuchen
und Langzeitbeobachtungen Empfehlung für die Vorspannung, Office fédéral des routes, 522, 1996.
[8] Favre R., Burdet O., Charif H., Hassan M., Markey I.F., Enseignements tirés d'essais
de charge et d'observations à long terme pour l'évaluation des ponts en béton et le choix de la
précontrainte, Office fédéral des routes, Recherche 83/90, Suisse, juillet, 1995.
[9] Favre R., Charif H., Markey I.F., Observation à long terme de la déformation des ponts,
Rapport OFR, 86/88, Suisse, novembre, 1990.
[10] Inaudi D., Vurpillot S., SOFO: Surveillance d'Ouvrages par Fibres Optiques, IAS, 26, Switzerland, 1995.
[11] Markey I.F., Enseignements tirés d'observations des déformations de ponts en béton
et d'analyses non linéaires, Thèse de doctorat, EPFL, N° 1194, Lausanne, Switzerland, 1993.
[12] Patron-Solares A., Godart B., Eymard R., Etude des déformations différées du pont
de Savines (Htes Alpes), Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, 203 réf. 4043,
91-103, France, mai - juin, 1996.
[13] Perregaux N., Vurpillot S., Tosco J.-S., Inaudi D., Burdet O., Vertical Displacement
of Bridges Using the SOFO System: a Fiber Optic Monitoring Method for Structures, ASCE-12th
Engineering Mechanics Conference Procedings: A force for the 21st Century, 791-794, San Diego,
Etats-Unis, May, 1998.
[14] Vítek J. L., Long term deflections of large prestressed concrete bridges, CEB
(Comité euro-international du béton), Thomas Telford Publishing, Serviceability Models, Bulletin 235,
Tchéquie, April, 1997.
[15] Vítek J. L., Kristek V., Deflections and Strains of Prestressed Concerete Bridges,
IABSE, 16th Congress, 94-95, Zürich, Switzerland, September, 2000.
[16] Vurpillot S., Casanova N., Inaudi D., Kronenberg P., Bridge spatial displacement monitoring with
100 fiber optic sensors deformations: sensors network and preliminary results, SPIE - The International
Society for Optical Engineering. Smart Structures ans Materials, 3043-07, San Diego, Etats-Unis, March, 1997.