Case Study

Выявление структурных повреждений на скоростной автомагистрали Фукуока с помощью MCGPR

Узнайте, как Nexco East использует многоканальный георадар (MCGPR) для обнаружения и картирования структурных повреждений на этой оживленной скоростной автомагистрали в Японии.

fukuoka-expressway.jpg

Инфраструктура и активы Инспекция бетонных конструкций

Описание карточки

leadmagnet

Newsletter

Get the best NDT and InspectionTech content delivered straight to your inbox


Расширенная оценка недр с помощью многоканального георадара GS9000


Обзор

  • Nexco East необходимо оценить мост на скоростной автомагистрали Фукуока, чтобы оценить состоянии после того, как он пережил несколько сейсмических событий.
  • Многоканальный георадар GS9000 использовался для сканирования скоростной автомагистрали на выбранных участках моста. .
  • Команда собрала ценные структурные данные о состоянии моста, что способствовало эффективному планированию технического обслуживания и обеспечению безопасности и долговечности инфраструктуры.


The East Nippon Expressway Company Limited ( Nexco East) — один из основных операторов скоростных автомагистралей и платных дорог в Японии , занимаясь строительством, обслуживанием и управлением скоростными автомагистралями в регионе.


Задача

Поскольку Япония сохраняет право собственности на более чем 730 000 мостов, значительная часть (50%) из которых, по прогнозам, прослужит более 50 лет. возраста к 2030 году станет очевидной необходимость в передовых решениях для оценки.

Примечательно, что скоростная автомагистраль Фукуока, расположенная в Фукуоке и построенная в 1970-х годах, является примером моста, требующего диагностики структурного состояния. Пережив значительные сейсмические явления, в том числе многочисленные землетрясения, этот мост серьезно пострадал, что привело к его закрытию на месяц в апреле 2016 года. Nexco East в сотрудничестве с Screening Eagle Technologies просканировала скоростную автомагистраль с помощью новейшего многоканального подземного георадара GS9000.

Выбранные для сканирования участки моста находились между деформационными швами, длина каждой секции составляла примерно 25 метров. Репрезентативный результат показан на рисунке 1, где показаны дефекты поверхности на C-скане, наложенном в Google Earth.


Title

Figure 1. C-scan view overlaid in Google Earth, depicting the analysis of surface defects obtained from GPR Insights data collected by the GS9000.


В области георадарных радаров (GPR) преобладающее соглашение о проектировании обычно предполагает использование расстояния между каналами примерно 7,5 см. Эта стандартизация сохраняется в различных конфигурациях, охватывая различные диапазоны частот и распределения каналов. Однако такая традиционная установка часто сталкивается с ограничениями в эффективном обнаружении поверхностных дефектов, таких как трещины и дефекты износа в слоях асфальта/бетона (A/C).

Напротив, КВ антенна GS9000 представляет собой новаторскую парадигму проектирования, которая отклоняется от установленных норм. Примечательно, что эта инновационная конструкция антенны не только обеспечивает более широкий охват высокочастотного спектра, но и обеспечивает заметно уменьшенное расстояние между каналами — 2,5 см. Этот отход от традиционных стандартов расстояния дает многогранные преимущества, глубоко влияющие на возможности и применение технологии георадаров, о чем свидетельствует этот практический пример.


Title

Figure 2 and Figure 3 show the GS9000 system operating on the bridge deck


Результаты

Сеансы сканирования позволили получить бесценную информацию о состоянии моста на скоростной автомагистрали Фукуока. Усовершенствованная функция геопозиционирования «Свободный путь» GS9000 позволила инженерам записывать результаты с точностью до сантиметра, наносить на карту линии на месте и добавлять данные с географической привязкой. Во время прогулки они получили трехмерную карту подземелья.

Подробные отчеты, основанные на данных сканирования, предоставили ценную информацию для оценки структурной целостности и планирования технического обслуживания. Одновременно с этим с помощью высокочастотной антенной решетки инженеры смогли собрать плотные данные, выявить слабые места конструкции и оценить степень повреждения асфальта, включая крупные трещины и узоры, указывающие на выбоины (рис. 2 и рис. 6).

Они также могут обнаруживать дефекты между слоями асфальта и бетона, такие как расслоение, и выявлять области разрушения, вызванные отложениями накипи и разложением компонентов бетона (рис. 7); и проанализировать первый слой арматуры (рис. 8) для создания дополнительной подробной карты состояния (рис. 4), определяющей области, требующие немедленного внимания или обслуживания.

Георадарное картирование, особенно с очень плотными данными, собранными MCGPR GS9000, создает карту разрушения на основе анализа ухудшения амплитуды верхних арматурных стержней (арматуры) в конструкциях моста. Излучая электромагнитные импульсы и оценивая затухание отраженных сигналов от арматуры, георадар позволяет получить представление о разрушении конструкции в соответствии со стандартами ASTM D6087. Традиционно ручной анализ георадарных данных является трудоемким и требует много времени. Чтобы преодолеть эту проблему, механизм искусственного интеллекта автономно обнаруживает вершины арматурных стержней, обеспечивая бесперебойное использование георадарного приложения.

Механизм искусственного интеллекта предназначен для автоматического обнаружения вершины гипербол, связанных с верхней арматурной сталью в бетоне. Поиск выполняется независимо в фоновом режиме, что позволяет пользователю продолжать использовать приложение GPR без перерывов. Как только механизм искусственного интеллекта завершает свой процесс, он генерирует две качественные карты:

  1. Карты вероятности ухудшения (рис. 4): эти карты рассчитываются в соответствии со стандартом ASTM D6087, обеспечивая оценку вероятности ухудшения состояния. разрушение бетона настила моста. Эта информация помогает определить области, которые требуют более тщательного осмотра или потенциального вмешательства по техническому обслуживанию.
  2. Карты состояния типовых железобетонных элементов. Эти карты дают обзор состояния типовых железобетонных элементов в настиле моста. Они дают ценную информацию об общем состоянии инфраструктуры, позволяя принимать обоснованные решения по техническому обслуживанию и ремонту.


Обработка крупномасштабного набора георадарных данных в Программное обеспечение GPR Insights предполагает использование возможностей программного обеспечения для анализа и интерпретации собранных данных. Используя механизм искусственного интеллекта и передовые алгоритмы GPR Insights, данные георадара с настила моста можно эффективно обрабатывать и преобразовывать в содержательные карты и визуализации. Эти результаты предоставляют ценную информацию для оценки состояния железобетонных элементов настила моста, определения приоритетности действий по техническому обслуживанию и обеспечения безопасности и долговечности инфраструктуры.


Title

Figure 4. The most significant output of GPR mapping results is the Deterioration Map, based on the amplitude degradation of the top rebar.

Title

Figure 5. Major surface defects at asphalt layer (cracks)

Title

Figure 6. Extended surface layer defects were found at depths of 4 to 6 cm within the asphalt layer.

Title

Figure 7. Interface defects between Asphalt-to-Concrete (A/C) layers (Delamination.)

Title

Figure 8. Live-Slice view of the first layer rebar mesh.


Проверка

На основании собранных георадарных данных часть сканированной области была отколота для проверки, что выявило высокую корреляцию между георадарными данными и соблюдаются реальные условия. Выявленные структурные недостатки и дефекты близко соответствовали обнаруженным при георадарном сканировании.

Процесс проверки подтвердил точность и надежность георадарного картирования, выполненного с использованием MCGPR GS9000 . Передовая технология позволила получить ценную информацию о состоянии моста, облегчив эффективное планирование технического обслуживания и обеспечив безопасность и долговечность инфраструктуры.



Посетите наш технический центр, чтобы получить больше реальных примеров и рекомендаций по применению геоматика и картографирование недр .

Связанный контент

tech-hub-article-hammer@2x.jpg
ISO 17025 Road.jpg