智慧城市

光纤光栅在桥梁健康监测中的应用

2018-07-25

 

桥梁是公路、铁路运输线路、城市交通网络上的关键设施,是国家经济命脉。他们国民经济及社会生活中起着重要的作用,如何确保桥梁特别是大型桥梁处于健康状态这一问题越来越受到桥梁工程界的重视。由于传统传感技术自身的缺点,已不能满足人们对桥梁可靠、分布、实时地监测要求,桥梁和传感专家不断寻求更先进的技术,光纤光栅传感技术正是在这种背景下在桥梁方面得到广泛地应用。

在桥梁监测按目的通常分成三类:
  1、 施工监控、成桥荷载试验监测和运营阶段的健康监测。施工监控是对施工关键阶段的桥梁结构状态进行监控,以保证桥梁施工安全、施工质量、发现桥隐患;
  2、 成桥荷载试验是桥梁建设完成,运行前检验桥梁承载力与受力及变形状态,荷载实验所获得的实验值是反映了结构初始状态的档案资料。
  3、 运营阶段的健康监测是随着桥梁服役龄期的增长,材料性能的老化以及结构性能的不断退化,监测系统实时监测各节点变形、应力、应变等数据与基准状态进行比较,以便对桥梁结构实际的安全状态做出评估。

 

 

 

     

以斜拉桥为例,桥梁结构安全监测系统监测内容可能包括:
   1、钢箱梁截面内部应力分布、温度分布监测;
   2、部分斜拉索拉力; 
   3、主跨钢箱梁的位移; 
   4、温度变化导致的桥梁应力变化
   5、监测交通载荷、风载荷引起的桥梁振动和应力; 
   6、南北主塔位移;
 

 

FBG1550光纤光栅传感产品应用在桥梁健康监测上的技术优点有:
   1、避免了电阻应变片的零点漂移和电阻误差,精度高,响应速度快;
   2、抗电磁干扰,稳定性高;
   3、可串接,布线工作量大大减少,可组成传感网络;
   4、可远程传输,桥梁现场和控制室可直接通过光缆传输,无需中继。