Le ministère des Transports de l'Utah étudie l'effet sur la durée de vie des ponts de tiges en polymère de fibre de verre renforcée (glass-fiber-reinforced polymer - GFRP) dans les tabliers de pont. Les tiges GFRP résistent à la corrosion engendrée par le sel utilisé contre le gel l'hiver, ainsi elles peuvent prolonger la durée de vie du pont de 45 à 100 ans. La résistance à la corrosion est le facteur le plus important dans la réduction du coût de maintenance sur le long terme des tabliers de pont. Le pont de Beaver Creek a été construit en utilisant des poutres en béton précontraint et de dalles de béton armé préfabriqué avec des barres de GFRP afin d'accélérer la construction du pont.

L'UDOT a choisi le Beaver Creek Bridge comme sujet de cette enquête pour deux raisons : (1) il a été construit à l'aide de panneaux préfabriqués en béton renforcé par des barres GFRP, et (2) des techniques de construction de ponts accélérés avec des poutres en béton précontraint ont été utilisées, et le DOT voulait également tester cette méthode. L'Université de l'Utah a instrumenté le pont pendant la construction et effectué des tests pour déterminer si les nouvelles méthodes et les matériaux de construction GFRP ont fourni les performances requises.

Les tests ont débuté pendant la phase de construction et ont continué après que la construction ait été terminée. Des jauges de contrainte ont été installées sur les tiges GFRP de deux des panneaux du pont avant qu'elles soient noyées dans le béton, et les centrales de mesure ont enregistré les données des jauges de contrainte chaque fois que les panneaux ont été levés. Lorsque les panneaux ont été mis en place sur le pont, les jauges à corde vibrante (VWSGs) ont été installées pour enregistrer les paramètres suivants :

  • Les déformations induites sur le béton précontraint
  • Les déformations pendant les tests de passage des camions
  • Changement de la contrainte causée par le fluage et d'autres facteurs sur le long terme

Les chercheurs de l'université ont utilisé des accéléromètres aux bouts de certaines poutres pour :

  • L'enregistrement des accélérations maximales pendant les tests de charge des camions
  • L'enregistrement des vibrations pendant le suivi à long terme
  • Le déclenchement de la caméra

La caméra enregistre les images des véhicules qui ont causé les plus grandes mesures d'accélération.

Les chercheurs ont également installés des capteurs de déplacement (LVDT) au-dessus des diaphragmes entre les poutres pour mesurer la déviation du pont. Durant les tests de charge, ils ont également utilisé un équipement d'arpentage pour mesurer la déviation des poutres.

Ce projet a utilisé une interface à corde vibrante AVW200 (pour gérer les signaux provenant des cordes vibrantes), trois multiplexeurs AM16/32A, deux CR3000 Microloggers®, et une centrale de mesure CR1000. Pendant le levage et le transport des panneaux du pont, les enregistreurs de données ont transmis les données enregistrées sur un ordinateur portable à l'aide des radios RF401. Pour le test de charge avec les camions les enregistreurs étaient connectés directement à l'ordinateur portable. Pour le suivi du projet sur le long terme, un modem cellulaire connecté aux centrales d'acquisition de données via Internet, permet aux données d'être récupérées à partir de n'importe où avec un accès Internet.

Les données recueillies comprennent les jauges de contrainte dans les panneaux de pont, les mesures de déplacements relatifs aux panneaux par rapport aux poutres, et les accélérations verticales. En utilisant les paramètres de courbure, de déplacement, et d'accélération, les conclusions ont été faites concernant la réponse du pont et des poutres en comparant les résultats des tests afin de d'alimenter les modèles informatiques.

Les modèles informatiques générés par les données de capteurs du pont ont montré ; la réponse à la flexion des panneaux du pont, la réponse dynamique par rapport aux passages des véhicules, et les déplacements relatifs statiques à mi-portée. Il a été montré qu'après deux années de service, la performance du pont, y compris le pont préfabriqué, était bien en deçà des exigences des concepteurs.

Photos courtesy of Dr. Chris P. Pantelides, Civil And Environmental Engineering, University of Utah