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光纤光栅传感在建筑结构监测中的应用

更新时间:2016-03-15 01:56:57点击次数:3375次字号:T|T

大型土木工程结构和基础设施,如桥梁、超高层建筑、大跨空间结构、大型水坝、核电站、海洋平台以及输油、供水、供气等生命线系统,由于环境荷载作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响,结构不可避免的会产生损伤累积、抗力减小,甚至突发事故。目前我国土木工程事故频繁发生,如桥梁的突然折断、房屋骤然倒塌等,造成了重大的人员伤亡和财产损失,已经引起人们对于重大工程安全性的关心和重视。

由于土木工程结构的特殊性,如结构形式多样、服役周期长、影响结构性能的因素复杂多变等,对其进行监测较一般的机械系统要复杂得多。目前,光纤光栅传感器已经在很多实际土木工程健康监测中得到应用,但应用最多的领域当数桥梁的安全监测, 而在房屋建筑结构上应用的较少。

由于光纤光栅监测系统的成本高,我国仅在一些大跨桥上安装使用,而在房屋建筑中较少应用。以上介绍的光纤光栅传感器在房屋建筑上的应用都局限于将传感器粘贴于结构的表面,与布设在结构内部的传感器相比,其传感器的成活率高,布设工艺也相对简单很多。本节基于光纤光栅的工作原理对裸光纤光栅进行封装,并将封装好的光纤光栅传感器应用到一幢5层的混凝土框架结构建筑上,系统研究了提高传感器成活率的封装方法与现场布设工艺,以及光纤传感网络的布设与传输光纤的保护措施等,在施工的过程中对该结构的温度与应变变化进行了长期监测,为建立基于光纤传感器长期的结构健康监测奠定了基础。
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