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光纤光栅传感技术在桥梁监测中的应用

更新时间:2016-03-15 01:08:01点击次数:4024次字号:T|T

目前,光纤光栅传感器在土木工程中应用较多的领域是桥梁的安全监测。实践表明,对桥梁工程进行客观、准确、及时地监测,是保证在建桥梁工程质量的重要技术手段,有时甚至是施工中必不可少的步骤之一;同时也是了解成桥(特别是病害桥)的健康状况、查清病害程度与原因的重要手段。为了实现对桥梁结构的健康监测,传感系统应具有如下功能:评定荷载,检查预先的性能设计,标定异常状态或行为和制定维修预案。

大桥监测使用了光纤光栅传感器进行了监测。主要监测了桥梁内部的三种预应力筋:传统钢筋、碳纤维复合筋、绞索筋。这个3车道双跨桥有26根预应力梁,其中6根使用了碳纤维复合筋。光纤光栅传感器安装在这些预应力筋上后埋入了混凝土中。在这个项目中一个重要的目的是监测预应力筋/混凝土长期特性以评价桥梁所采用的新型CFRP材料的可靠性。而且,通过光纤光栅应变传感器阵列,可以监测桥梁的交通状况,异常荷载情况以及记录桥梁结构的荷载状况。通过传感器的监测数据,比较设计荷载和实际荷载的差别,有助于评价桥梁设计效果。

光纤光栅传感器安装于碳纤维筋的表面上,通过测量传感器的应变变化可以监测碳纤维筋的长期可靠性。由于碳纤维筋被预拉至8000με,在其服役期间将会出现应力释放的过程,从而使光纤光栅传感器处于压应力状态中。

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