光纤光栅传感器在桥梁工程中的应用与研究现状

概述了光纤Bragg光栅传感器的基本原理及特点。介绍了目前光纤Bragg光栅传感器在国外、国内桥梁结构健康监测中的研究及应用情况;探讨了光纤Bragg光栅传感器在研究和应用过程中存在的问题及解决办法;展望了光纤光栅传感器技术在桥梁结构健康监测领域的应用前景。     

分布式光纤检测桥梁裂缝研究

光纤传感技术由于能实现空间立体监测和连续性监测,是目前裂缝监测领域研究的重点。本文在深入研究布里渊传感原理基础上,基于光纤传感器精巧、纤细难于适用于混凝土粗放施工的特点,采用基于FRP封装的分布式光纤传感器,对这种传感器在在用桥梁及在建桥梁的敷设方式、对混凝土裂缝从萌生到开展过程的监测响应及裂缝宽度与布里渊频移之间的规律展开了探索性科学研究。并在试验中加入了光纤光栅传感器,研究光纤光栅传感器对分布式光纤传感器的补充作用。通过理论及试验研究,采用FRP封装的分布式光纤传感器适用于在用及在建桥梁的混凝土裂缝监测,光纤传感器对裂缝的开展有很好的感知性能,初步得到了裂缝宽度与布里渊频移之间的规律。光纤光栅传感器与分布式光纤传感器相结合可以实现长距离与局部高精度的互补作用。     

基于分布式传感光纤的隧道二次衬砌全寿命应力监测方法

应用气吹灌浆铺设技术将分布式光纤传感器埋入二次衬砌混凝土内部,并将光纤传感器时变应力场监测结果与施工初期埋入的传统传感器初始应力场叠加,得到隧道二次衬砌的长期真实应力水平;通过对采用气吹灌浆铺设的光纤传感器进行标定试验,对二次衬砌长期应力场的监测断面进行应力水平分析,提出将时间序列分析方法应用于所有监测断面健康状态评估。结果表明:所提出的方法能够实现对隧道二次衬砌的全寿命健康诊断与评估。     

桥梁体外FRP索应力的分布式光纤检测试验研究

以单模光纤测量AFRP索的应变为例，对BOTDR分布式光纤传感技术用于检测桥梁体外FRP拉索应力（应变）的可行性进行了试验研究。单根索的循环张拉试验表明，50次循环后BOTDR所得应变与位移计所得应变的相关系数仍迭0．998。体外预应力T形截面桥梁模型受弯试验中，BOTDR对体外四折线形预应力AFRP拉索应变的测量结果与应变计测量结果的相对误差基本在5％以内。研究表明，紧套单模光纤柔软纤细，粘贴工艺简单，能准确地测得被测索的应变。     

斜拉桥拉索健康监测技术综述

拉索是斜拉桥的主要传力结构,索的健康状态将直接决定着桥梁的正常运营。现系统阐述了基于压力传感器的索力监测法、基于振动频率的索力监测法、基于电磁传感器的索力监测法、光纤光栅监测法及声发射监测法等几种主要的拉索健康监测技术的基本原理,并对其适用性进行了讨论,为斜拉桥拉索健康监测提拱了有力依据。     

光纤光栅传感技术在桥梁结构健康监测中的应用

概述了光纤Bragg光栅传感器的基本原理及特点。介绍了目前光纤Bragg光栅传感器在国外、国内桥梁结构健康监测中的研究及应用情况。指出了光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测领域的应用前景。     

一种新型平行钢丝智能拉索

在制备纤维增强塑料(FRP)筋的过程中,沿筋长度方向埋入光纤Bragg光栅传感器,制成了光纤光栅-纤维增强塑料复合筋(FRP-OFBG筋)。拉索制作过程中,将FRP-OFBG筋布设到平行钢丝拉索中,并利用冷铸锚锚杯内的环氧砂浆固定FRP筋的两端,得到一种新型平行钢丝智能拉索。利用智能筋与平行钢丝的协调变形,实现拉索的应力应变测量,监测拉索的工作状态。试验结果证明,该方法是可行的、有效的,且采用光栅传感器测量拉索应变测量精度较高。     

光纤Bragg光栅传感器在冷饭盒大桥的应用

分析了光纤Bragg光栅波长变化与应变的关系，通过等强度梁试验具体验证了这种关系；研究了光纤Bragg光栅传感器的布设工艺，并在冷饭盒大粱的施工过程中成功地布设了100多个光纤Bragg光栅应变传感器与20个温度传感器；布设的传感器监测了施工过程的钢筋应变历程，监测结果表明埋入的光纤Bragg光栅传感器可以方便地监测，具有良好的稳定性与耐久性，为桥梁结构的健康诊断提供可靠的依据。     

聚合物光纤结冰传感器设计与路面冰层厚度检测方法

为定点检测极端天气状况下沥青路面结冰状况与结冰厚度,该文首先通过比较聚合物光纤与石英光纤的各项性能指标,选用聚合物光纤作为光传输介质,选择同轴式传感器探头分布模式,并且设计微弱信号检测电路,最终完成聚合物光纤道路结冰传感器的设计;其次,验证了温度对结冰检测结果的影响可忽略不计,在模拟光照下进行不同光照强度下的结冰试验,得到结冰特性曲线;最后在自然光照下对结冰特性曲线进行验证试验,得到传感器输出电压-结冰厚度曲线函数关系式,可为道路养护和管理部门以及出行者提供实时的路面安全信息,降低交通事故的发生。     

应用光纤传感器的智能桥梁

智能结构是近年来土木工程领域研究的热点,随着光纤传感科学、材料科学、信号解析科学等科学的不断发展,以智能结构为主体的各类智能建筑物也逐步付诸实践.法布里·珀罗光纤传感器(FPI)以其高灵敏度、高精度、高分辨率、高稳定性等优点,率先在智能结构领域得到了广泛的应用.重点介绍了采用光纤传感器等的多种技术的智能桥梁的原理和结构,并结合具体工程介绍了应用光纤传感器以及应用FRP、CFRP等新型加固材料的智能桥梁的工程实例.实践表明应用光纤传感技术的智能桥梁在性能监测、健康诊断、预警和智能修复中有着广泛的应用前景.