Development of a Vibration Measurement System for Bridges

Authors

Keywords:

bridge, vibration measurement

Abstract

Traditionally, the bridge survey has been carried out based on visual inspections, which usually do not detect hidden structural failures. This work describes the development of a structural monitoring system to measure the bridge's dynamical behavior, to support structural verification and retro-analysis procedures. Also, the motivation for this research is the absence of cost-effective methods in Brazil to perform this structural evaluation. To define the hardware requirements, a bibliographic review about modal analysis and structural identification is carried out. Beyond the hardware project of the electronic device has considered variables associated with the operational modal analysis, and observing the steps of construction of the sensors, microcontroller, and computational communication, as well as the budget restrictions. The laboratory calibration tests were performed in order to grant the device reliability. The performance evaluation has indicated that the device is able to acquire 303 samples per second, with 16 bits precision from the three-axis, as well as to support a +-8G range. The sensors calibration was accomplished using a shaker device and calibrated PCB accelerometer attached to a high-performance data acquisition system. The device validation was performed in a bridge located in Passo Fundo, southern Brazil, which has been detailed studied in the literature

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Author Biographies

Ricardo Schleder Tozetto, Universidade de Passo Fundo

Ricardo Schleder Tozetto é formado em Engenharia Elétrica com ênfase em Eletrônica pela Universidade de Passo Fundo (UPF), mestre em Engenharia pela Universidade de Passo Fundo e Doutorando em Engenharia pela Universidade de Passo Fundo. Tem interesse nas linhas de pesquisa relacionadas a Internet das Coisas, Telecomunicações, Instrumentação, Sensores, Ciência de Dados e Aprendizado de Máquina.

Zacarias Chamberlain Pravia, Universidade de Passo Fundo

Zacarias Chamberlain Pravia é Professor titular da Universidade de Passo Fundo, Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental / UPF. Engenheiro Civil pela UNAN (Nicarágua), M.Sc. Engenharia civil na área de estruturas na COPPE/UFRJ, D.Sc. em Engenharia Civil na área de estruturas na COPPE/ UFRJ. Atua na área de monitoração e processamento de vibrações de edificações, pontes e grandes estruturas.

Adriano Toazza, Universidade de Passo Fundo

Adriano Toazza possui graduação em Engenharia Elétrica: Eletrônica pela Universidade de Passo Fundo (1995), mestrado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1998), doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade Estadual de Campinas (2010) e MBA em Gestão de Projetos pela Faculdade Meridional (2013). Atualmente é professor titular do curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Passo Fundo. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Instrumentação Eletrônica, atuando principalmente nos seguintes temas: sistema de aquisição de dados, sistemas embarcados e microcontroladores.

Francisco Dalla Rosa, Universidade de Passo Fundo

Francisco Dalla Rosa é docente/pesquisador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental. Engenheiro Civil pela Universidade de Passo Fundo (UPF), doutor em Geotecnia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e pós-doutor em Gerência de Infraestrutura pela Texas A\&M University (USA). Desenvolve pesquisas principalmente na área de gerenciamento de obras de infraestrutura rodoviária.

Published

2021-06-07

How to Cite

Schleder Tozetto, R., Chamberlain Pravia, Z., Toazza, A., & Dalla Rosa, F. (2021). Development of a Vibration Measurement System for Bridges. IEEE Latin America Transactions, 19(5), 790–797. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/3988