Mechanical evaluation of a prestressed deck slab by means of curvature measurements
Evaluation mécanique d'une dalle précontrainte par mesure de la courbure
Résumé
The structural evaluation of a bridge was carried out by the joint use of two curvature meter prototypes from the LPC research network; for the first time, this technique was performed on an isostatic prestressed concrete slab. The evaluation has been based on measurements taken at several cross-sections. The curvature variations were caused by controlled traffic loads. From a practical standpoint, the easy-to-use curvature meters, which are straightforward to install on the pavement, enable overcoming the obstacles related to traffic. Moreover, measurements are processed almost instantaneously, thereby making it possible to immediately identify any possible abnormal structural behaviour. From a metrological standpoint, the devices gave consistent results. The minor deviations detected between measurement readings from the two types of meters may be attributed to local deformations in the pavement due to the proximity of point loads. An analysis of experimental results, obtained for ten static load cases and one dynamic case, reveals no signs of mechanical dysfunction in the deck slab, within the test load limits. A "plate" model of the mechanical behaviour of the deck slab using a finite element computation software was devised in order to compute the theoretical curvature distributions corresponding to the various loading cases. The apparent stiffness of the slab was then estimated by comparing experimental results with computed values. The present article is intended as a sequel and complement to the article by the same authors published in Ponts et Chaussées Bulletin No. 224 entitled: "Measurement of bridge curvature: Application to the Luzancy Bridge"
L'évaluation mécanique d'un ouvrage d'art a été réalisée en utilisant conjointement, et pour la première fois sur une dalle isostatique en béton précontraint, deux prototypes de courburemètre du réseau des LPC. Cette évaluation s'est appuyée sur des mesures, faites en plusieurs sections, des variations de courbure causées par la circulation sur l'ouvrage d'un convoi de caractéristiques connues. D'un point de vue pratique, la facilité d'utilisation des courburemètres, simplement posés sur la chaussée, permet de s'affranchir des sujétions liées à l'exploitation de l'ouvrage. Par ailleurs, le traitement des mesures est quasi instantané et permet d'identifier immédiatement d'éventuelles anomalies de fonctionnement de la structure. D'un point de vue métrologique, une bonne concordance a été observée entre les appareils. L'origine des faibles écarts relevés entre les mesures effectuées par les deux types de courburemètre peut être attribuée à des déformations locales de la chaussée sous l'effet de la proximité des charges ponctuelles. L'analyse des résultats expérimentaux, obtenus pour dix cas de charge statiques et un cas de charge dynamique, montre que, dans les limites des sollicitations d'épreuve, le tablier ne présente pas de dysfonctionnement mécanique. Une modélisation " en plaque " du comportement mécanique de la dalle par un logiciel de calcul aux éléments finis a été réalisée afin de calculer les distributions de courbures théoriques correspondant aux cas de chargement. La rigidité apparente de la dalle a été ensuite estimée en comparant les résultats expérimentaux aux valeurs calculées. Le présent article fait suite et complète l'article des mêmes auteurs, paru dans le Bulletin des laboratoires des Ponts et Chaussées n° 224 et intitulé " Mesures de courbures sur ouvrages d'art. Application au cas du pont de Luzancy "
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