Deformation monitoring and numerical simulation of prestressed concrete beam with local corrosion and fracture of prestressed steel

To understand the influence of corrosion and fracturing of prestressed steel on structural deformation, accelerated corrosion testing was carried out using a self-made test beam and applying DC power. Distributed optical fibre sensing technology based on pulse prepumped Brillouin optical time-domain analysis (PPP-BOTDA) was used to monitor the deformation of the prestressed concrete beam in the process of corrosion and fracture in real time. The finite-element model of local corrosion fracture of prestressed steel is established, and the monitoring results are verified based on various corrosion fracture simulation methods. The results show that when the sensing optical fibre pasted on the beam is less than 150 mm from the prestressed steel, the significant change of concrete strain when the steel breaks can be monitored and the fracture location can be determined at the same time. However, when the distance is greater than 150 mm, the change in monitoring data with the strain is not obvious. The distributed optical fibre sensing technology has high monitoring efficiency and abundant measurement data, and the underwater environment does not affect the transmission of monitoring data. This technology is applicable to the deformation monitoring of large prestressed concrete structures and could be widely used in practical engineering. Pour comprendre l'influence de la corrosion et de la fracturation de l'acier precontraint sur la deformation structurelle, des tests de corrosion acceleres ont ete effectues a l'aide d'une poutre d'essai fabriquee par nos soins et en appliquant une alimentation electrique continue. Une solution de detection sur une fibre optique a l'aide d'un reflectometre optique dans le domaine temporel a effet brillouin (PPP-BOTDA) a ete utilisee pour surveiller la deformation de la poutre en beton precontraint pour les processus de corrosion et de rupture en temps reel. Un modele par elements finis de la rupture par corrosion locale de l'acier precontraint a ete construit et les resultats de la surveillance sont verifies sur la base de diverses methodes de simulation. Les resultats montrent que lorsque la fibre optique de detection collee sur le faisceau est a moins de 150 mm de l'acier precontraint, le changement significatif de deformation du beton lorsque l'acier casse peut etre detecte et l'emplacement de la fracture peut etre determine en meme temps. Cependant, lorsque la distance est superieure a 150 mm, l'evolution des donnees de surveillance de la deformation n'est pas mise en evidence de maniere certaine. La technologie de detection a fibre optique distribuee est une solution efficace pour la surveillance des ouvrages. Elle produit egalement des donnees de mesure abondantes et l'environnement sous-marin n'affecte pas la transmission des donnees de surveillance. Cette technologie est applicable a la surveillance de la deformation de grandes structures en beton precontraint et pourrait etre largement utilise dans de nombreux projets d'ingenierie.