Crack Monitoring in Dapped-End Beams: A Study of Sensor Technologies under Corrosive Conditions and Numerical Modelling of Crack Formation

Abstract

Verouderende bruginfrastructuur brengt aanzienlijke veiligheidsrisico’s met zich mee, vooral door corrosie die scheuren veroorzaakt in balken met een inkeping aan het uiteinde. Traditionele monitoringssystemen werken vaak onbetrouwbaar in corrosieve omgevingen, wat de noodzaak voor duurzame sensortechnologieën benadrukt die scheur- en roestvorming op lange termijn kunnen detecteren. Als eerste stap is er een literatuuronderzoek uitgevoerd naar sensortechnologieën die bestand zijn tegen corrosie. Dit leidde tot de keuze voor Fiber Bragg Grating- (FBG) sensoren, vanwege hun hoge precisie, stabiliteit op lange termijn en weerstand tegen corrosieve omgevingen. Als tweede richt dit onderzoek zich op het monitoren van corrosie-geïnduceerde scheuren in balken met een inkeping aan het uiteinde door het ontwikkelen van DIANA-eindige-elementenmodellen. Acht verschillende modellen werden ontwikkeld, elk met een andere treksterkte van de wapening volgens de Eurocode-classificaties en een verschillende wapeningsconfiguratie. De analyse toont aan dat de scheurpatronen grotendeels overeenkomen, maar het theoretische model faalt eerder en vertoont meer kleine scheuren door de lagere betonsterkte. Dit onderzoek biedt een basis voor het beoordelen van de nauwkeurigheid van scheurvoorspellingen en de integratie van corrosiebestendige sensoren. Dit is essentieel vanwege de beperkte kennis van dit soort balken, vooral wat betreft structurele berekeningen en scheurgedrag, die cruciaal zijn voor het verbeteren van de veiligheid.