基于分布式光纤传感技术的钢板桩施工全过程演化规律

布里渊光时域分析仪(BOTDA)分布式光纤技术近年来广泛应用于结构健康监测,该技术能够准确有效地监测结构体的温度和应变。该文将此技术应用于钢板桩围堰施工过程中应变、弯矩和挠度等检测;开展了光纤传感器室内应变标定试验;提出了一套光纤传感器的埋设工艺;通过工程实例验证了分布式光纤传感技术应用于围堰钢板桩检测的可行性。研究结果表明:该技术对钢板桩的分布式检测是行之有效的方法,与土压力盒、应变片等传统监测手段比较,分布式光纤传感器的优点有分布式测量、抗磁干扰、耐高温、防水、抗腐蚀、便于安装、容易实现长距离监测等优点。分布式光纤测试方法可作为一种新型钢板桩围堰测试技术,具有重要的应用和推广价值。     

BOTDA光纤传感技术监测钢筋锈蚀损伤的试验研究

基于钢筋锈蚀后钢筋及其周围混凝土的应力、应变发生变化的事实,提出了一种混凝土中钢筋腐蚀监测的新方法,即应用基于布里渊光时域分析计(BOTDA)的光纤传感技术监测钢筋混凝土结构的应变,通过应变分布的变化实现对钢筋锈蚀的监测.通过试验梁对该方法的可行性进行了验证,并对比分析了钢筋局部锈蚀对应变分布的影响,对试验梁的锈蚀位置进行了识别.结果表明,利用BOTDA系统的识别效果与荷载大小,锈蚀位置,锈蚀长度有关,荷载越大,锈蚀段长度越大,越靠近跨中,识别效果越好.因此,BOTDA光纤传感技术能够识别钢筋的锈蚀损伤,实现混凝土结构中钢筋锈蚀的分布式监测.     

分布式光纤传感器用于连续配筋混凝土路面健康监测的试验研究

介绍了一种先进的分布式光纤传感器技术。即布里渊光时域反射计（BOTDR）。在连续配筋混凝土路iN（CRCP）中布置了BOTDR分布式光纤传感系统,对路面板中连续钢筋和混凝土应变进行实时监测。研究结果表明,BOTDR在公路桥梁等一些土木工程结构的健康监测中具有重要的应用前景。     

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。     

分布式光纤在公路隧道火灾监控中的应用研究

分布式光纤相对于传统的温度传感系统具有灵敏度高、抗干扰能力强的优点。基于光纤拉曼散射效应和布里渊光时域分析技术的测温原理,对分布式光纤温度传感系统的优点进行了对比分析。针对公路隧道火灾的特点,结合某隧道火灾监控需求,设计了一套隧道火灾监控预警消防系统。通过模拟点火试验,对监控数据进行分析,验证了该隧道火灾监控预警消防系统的可靠性。     

基于汉堡车辙试验的分布式光纤信号响应-荷载规律研究

引入分布式光纤传感技术用于沥青路面荷载响应监测,提出一种浸入式的沥青路面荷载响应监测方案.为研究不同荷载和不同温度下沥青混凝土中光纤传感信号的变化规律,建立一套包含光源、传感元件、沥青混凝土结构、光电探测模块和数据采集模块的分布式光纤传感测试系统.将封装好的光纤传感器埋置于沥青混凝土车辙试件中,采用室内汉堡车辙试验的方...     

基于BOTDA的抗滑桩受力分析研究

以某高速公路边坡为例,基于BOTDA分布式光纤传感技术对抗滑桩进行长期、高精度、分布式的应变监测,以光纤监测数据为基础反分析抗滑桩受力状态下的内力分布情况,对比抗滑桩相应的材料强度设计指标以评价抗滑桩的工作状态。结果表明,采用BOTDA的桩身应力应变计算方法,无需过多的经验性参数,即可获取抗滑桩的桩身内力分布情况。在此基础上,通过对比分析抗滑桩的轴向应力与材料设计强度指标,发现抗滑桩目前处于安全状态,且有一定安全储备。     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

由于隧道工程所处环境的特殊性与复杂性,为保证安全运营,须对其进行长期变形监测,提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法。该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部,同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

混凝土桥梁预埋分布式传感光缆应变监测研究

以安阳绕城高速公路桥为背景,在预制T梁时,成功地将金属铠装光缆预埋进钢筋混凝土结构中,桥梁建设完成后,将预埋的分布式传感光缆连接分布式光纤解调设备。通过荷载试验将分布式光缆测量结果与传统的光纤光栅应变片做对比,结果表明,分布式光纤传感技术测得的应变值不仅与应变计测值相一致,而且能够得到桥梁纵向的连续应变分布,通过预制分布式传感光缆技术可以实现桥梁全寿命周期的应变监测。     

分布式光纤传感技术在混凝土基础设施健康监测中的研究进展

混凝土基础设施安全关系到人类的生命和财产安全,即时掌握其健康状态是混凝土基础设施安全可靠的重要保障。本文简要概述了混凝土基础设施结构健康监测的必要性,综述分布式光纤传感技术在混凝土基础设施健康监测中的研究进展。本文介绍了分布式光纤传感技术的主要类型和特点,着重讨论了国内外在其应变传递性能、封装存活率、混凝土耐久性监测指标以及结构力学监测指标等方面的研究和应用现状,最后对分布式光纤传感器技术在混凝土基础设施健康监测中的几个重要问题做了展望。     

光纤光栅测力环在悬索桥索力监测中的应用

桥梁索力监测一直是工程界亟待解决的难题。现有检测手段仅能用于短期测试,无法满足工程长期测试需求。提出了一种基于光纤光栅传感技术的差动式结构的测力装置—光纤光栅测力环,该装置运用了光纤光栅传感新技术和差动式结构设计,解决了索力长期监测的技术瓶颈,即信号的远距离传输和温度补偿。试验研究表明,该测力环信号传输距离超过10 km,温度补偿误差不超过满量程的0.1‰/℃,而且测量精度高,长期稳定性好,可以实现索力的分布式测量。该装置应用于阳逻悬索桥的锚跨索力测量,安装使用方便,实现了索力的远程、长期、实时在线监测,满足了工程测试需求。     

分布式光纤传感技术在桥梁静载试验中的应用

在混凝土预制T梁静载试验中,采用分布式光纤应变传感监测技术,将其测量结果与点式数码应变传感器、光纤光栅实测值和有限元软件midas的建模分析计算对比。结果表明,分布式光纤传感技术局部测量值与应变计和理论测试相吻合,且可测得混凝土T梁静载试验时梁底应变的连续分布结果。     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

文章提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法,该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部。同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

光纤传感技术在城市地铁工程监测中的应用

以广州地铁五号线小北站工程为例,介绍光纤传感技术的基本原理及光纤传感监测系统的组成,阐述其在城市地铁工程监测的应用方法和监测成果,通过对温度、混凝土应变规律、钢筋应变计的监测结果分析,表明光纤传感器耐腐蚀,反应灵敏且数据稳定,能够细微地反映出各种变化,在地下工程监测中具有广阔的应用前景,但由于首次将光纤传感器应用在地下工程监测,还存在测点选择不典型、光纤传感器对应变和温度交叉感应、对测点保护不够等不足之处。     

光纤传感技术用于桥梁监测

为保证大跨桥梁结构的安全性与耐久性，需要在施工及运营阶段对桥梁进行监测。桥梁在运营阶段的实时监测对传感技术提出了更高的要求，而传统的电子传感技术往往难以满足。光纤传感器用光作为信息的载体，用光纤作为传递信息的介质，具有灵活轻巧、抗电磁干扰、耐久性好、传输带宽大等优点，并可沿同一根光纤复用多个传感器，实现对结构的准分布式测量，是实现桥梁健康监测的理想传感装置。本文介绍了光纤传感技术的基本原理，并详细地介绍了其中最具优势的光纤布喇格光栅传感技术。最后对国外近10年来采用光纤传感技术，进行桥梁监测的典型工程实例作了归纳。     

承台大体积混凝土温度场数值模拟及监控

文中依托某桥主墩承台大体积混凝土工程,对大体积混凝土进行了温度场数值模拟和现场温度监测结果分析。通过ANSYS有限元分析软件,采用SOLID70热单元,选定与施工温度监测相同的断面进行有限元分析。此外,利用实测温度和冷却水管出入口水温温差,对本工程的大体积混凝土温控技术进行评价。     

公路边坡分布式智能光纤监测技术及应用

如何准确高效监测与研判高速公路建设与运维过程中边坡失稳与滑坡等灾害信息，是公路边坡工程中极为重要的工作内容。分布式光纤传感技术，因其可远距离对监测对象进行全覆盖动态监测等特点，成为境内外重大边坡工程灾害监测预警的手段。基于云南曲靖东过境段公路边坡实时在线健康监测系统项目研究与实践，简要阐述了分布式光纤传感监测技术的基本原理、方法、数据采集、研判及系统施工中的关键技术，建立了一套完整的监测预警体系。通过近5年的运维监测及数据研判，表明分布式光纤监测系统技术可靠、采集实时、传输稳定、灵敏度高，可满足公路潜在滑坡的变形动态监测及预警预报，可供类似工程借鉴与推广，具有较高的经济价值及安全价值。     

基于BOTDR监测技术的数据筛选机制研究

为研究布里渊光时域反射技术(BOTDR)在工程项目中的监测效果,通过对BOTDR设备内部数据解调机制进行测试分析,提出了一种适用于自动化分布式监测的去尖峰数据筛选机制,并搭建隧道模型进一步验证该机制的实际应用效果。多组对比实验证明,该机制可以有效去除应变分布中产生的异常尖峰,为后续实际项目中的自动化在线监测奠定了基础。     

分布式长标距FBG传感技术在桥梁结构监测中的应用研究

为了在桥梁健康监测中准确获得结构变形,对基于分布式长标距光纤光栅(FBG)传感技术进行研究。该方法对FBG传感器进行二次开发,增长其测量标距,采用耐久、力学性能良好的封装材料对其进行封装;根据共轭梁法原理,利用FBG测量到的应变分布计算结构变形。在试验用混凝土"T"梁上安装标距长度为50cm的长标距FBG分布式传感器,并同时安装百分表实测挠度,两者测量结果表明:分布式长标距FBG传感技术可有效监测结构的受力和变形,与百分表所测到的挠度值误差在5%之内。     

基于分布式光纤形状传感的沥青混合料车辙变形监测研究

车辙是沥青路面典型的病害形式，其现有的检测及评估方法大多存在表观性。因此，对沥青路面结构内部车辙的演变过程、横断面形状进行监测和评估具有重要意义。引入分布光纤形状传感技术，研发了可用于沥青路面的柔性分布式光纤形状传感器，通过理论分析和标定试验明确了其形状测试原理。将分布式光纤形状传感器植入车辙试件，采用光频域反射设备(OFDR)对室内车辙试验进行了加载全过程的实时监测，获取了沿车辙横断面上各测点的时程应变数据。进而，采用空间曲线理论中的Frenet-serret方程，提出基于分布式光纤传感技术的车辙横断面二维形状重构算法，得到发生累积变形时分布式光纤形状传感器的形态演变曲线。提取重构曲线中荷载作用位置处的位移与车辙仪位移传感器数据进行对比，平均相对误差仅为0.981%,证实上述方法可以实现车辙变形的准确监测。最后基于重构得到的车辙横断面形状，分析车辙变形的演变规律，结果表明其与沥青路面永久变形发展阶段中的压密、流动过程具有较好的对应关系。创新性地提出了基于分布式光纤形状传感技术的沥青混合料车辙变形监测方法，有助于明晰沥青路面结构内部车辙类病害的发展规律和横断面形态，为道路基础设施全寿命...