基于光纤光栅技术的沥青路面结构应变场分析

在北京某高速公路埋设了光纤光栅传感器以开展应变研究,两组三维传感器组分别被布设于沥青路面的中、下面层以获取各层位内的三维应变信息。通过改变车辆的加载重量和运行速度,分别监测应变响应的变化趋势和规律。试验选用的接地压力范围由0.49~0.97 MPa,而车辆的运行速度包括17、30、44、56、69 km/h等。基于采集数据的计算和分析表明,不同层位的各传感器应变值均随车速降低和轴载增加而显著增加,该规律与力学分析及经验预测的结果一致,这不但验证了将光纤光栅传感器进行路用的可行性,并且提升了传感器现场埋设的流程和工艺。试验结果说明了光纤光栅传感器具有良好的路用性质,将其应用于沥青路面结构的应变场测试是可行的。     

智能型缆索光纤光栅应变传感器

将传感器集成于缆索内部,研发具有自感知能力的智能缆索是桥梁结构健康监测领域研究的前沿。特制光纤光栅应变传感器,将传感器局部布置于缆索内钢丝上,通过光纤光栅中心波长的变化测量钢丝的局部应变、进而获得缆索整体索力是实现智能缆索的有效方法。对特制的光纤光栅应变传感器与索内钢丝的连接固定方式进行了研究,在不破坏钢丝的前提下,研究了传统的胶粘结和特制的抱箍连接两种固定方式,通过张拉性能测试,两种连接结构均有效;通过疲劳性能测试,采用特制的抱箍结构连接是解决缆索内置应变传感器长期可靠性、稳定性测试的有效途径。     

路面不平度测量技术研究综述

路面不平度在汽车平顺性研究中有着重要的作用,也关系到车辆的运营时间和费用。该文综述了路面不平度测量技术在国内外的发展情况,在此基础上,分析了路面不平度数据测量的多种方法,指出了关于数据测量现存的问题并给予分析解决。最后讨论了路面不平度数据在车辆工程领域的应用及路面不平度数据测量技术的发展方向。     

轮胎/路面噪声量测与分析

该文在分析多种不同的轮胎/路面噪声量测方法基础上,应用随车声强测试法(OBSI)和统计通过法(SPB)对两个路段进行量测.分别得到声强级(SIL)和统计通过指标(SPBI),并分析了不同车速、不同类型路面下的轮胎/路面噪声特性.     

路面平整度量测与评价方法研究

本文研究并介绍国内外路面平整度量测方法及发展状况，各种量测仪具的性能和实用性，并对建立我国路面平整度量测和评价系统提出了几点建议。     

基于视觉图像处理的路面裂缝量测算法研究

利用机器视觉图像处理方法,针对传统的人工测量高速公路路面裂缝方法的多种弊端,提出一种对高速公路路面裂缝的图像信息进行自动分析处理的新算法,采用几何学原理,将现实世界的三维坐标,投影为二维信息,通过一系列的转换,可以精确地得到裂缝的长度与面积。实验结果表明,可以较精确地测量出裂缝的长度、宽度及面积,为高速公路路面裂缝的分析和管理提供了技术基础。     

基于视觉图像处理的路面裂缝量测算法研究

利用机器视觉图像处理方法,针对传统的人工测量高速公路路面裂缝方法的多种弊端,提出一种对高速公路路面裂缝的图像信息进行自动分析处理的新算法,采用几何学原理,将现实世界的三维坐标,投影为二维信息,通过一系列的转换,可以精确地得到裂缝的长度与面积。实验结果表明,可以较精确地测量出裂缝的长度、宽度及面积,为高速公路路面裂缝的分析和管理提供了技术基础。     

光纤光栅应变感知特性及现场试验研究

基于室内试验揭示光纤光栅感知特性规律,通过理论解析与室内试验对比探讨误差的影响因素,最后将光纤光栅技术运用于环境相对恶劣的隧道工程,提出应对更换解调仪、零漂、环境温度误差的控制措施。结果表明：裸光纤光栅、基片光纤光栅、电阻应变片应变感知传递因子分别为85.8%、71.9%、53.7%;二长花岗岩表面粘贴基片光纤光栅传感器,其应变感知传递效率理论解析为75.4%,与实测值基本吻合,实际工程推荐使用感知特性和便利性均较为优良的基片光纤光栅;基片光纤光栅在隧道运用中影响精度的因素主要有更换解调仪误差、零漂误差、环境温度误差,可采用标定和温度补偿等方法予以纠偏。     

基于光纤光栅测力环的桥梁拉索索力监测及温度补偿研究

索力的智能化监测对缆索承重体系桥梁的安全运营有重要意义。基于索力长期监测的要求,提出一种新型光纤光栅(FBG)测力环,采用螺栓固定光纤光栅应变传感器的方式达到其可更换的目的,设计测力环上下表面凸台结构,在减少传感器数量的同时提高了测试精度。通过理论和试验两方面对光纤光栅测力索力智能监测及其温度补偿进行深入研究,根据测力环放置于锚垫板与螺母之间受拉索作用时和在处于自由状态下其自身的温度效应一致的研究结论,推导计算公式实现拉索索力温度补偿。工程应用结果表明:新型的光纤光栅测力环具有较高的测试精度,并有效地实现了温度补偿,适用于桥梁拉索索力的长期监测。     

基于光纤光栅传感技术的周界入侵报警系统

介绍了一种基于光纤光栅传感技术的周界入侵报警系统,利用不同入侵模式信号时域及频域特征信号的差异性,采用时域与频域与信号结合的分析方法,实现对各种入侵信号的模式识别及报警判断,并通过模拟实验加以验证。实验结果表明,该系统能够实现对入侵行为的模式识别及对有害入侵模式实施报警的功能。     

基于数字图像处理技术的VCAmix量测方法

沥青混合料试件粗集料骨架间隙率（VCAmix）是沥青混合料试件的重要体积参数之一。长期以来,VCAmix的量测主要依赖于利用密度将重量换算为体积的计算法。由于转换过程的误差,加之吸附沥青的影响。导致计算值与实际值存有一定偏差。本文介绍了一种利用数字图像处理技术直接量测VCAmix的方法。该方法使用彩色石料区分粗、细集料,并利用彩色阀值直接分割图像。结果证明该方法准确性好。     

光电检测在路面量测上的应用研究

介绍了激光器、ＣＣＤ传感器和微机组成的非接触光电检测设备在公路路面检测仪上的应用原理，有关计算公式的推导和模拟实验的验证。     

基于光纤光栅的高速公路隧道机电设备安全监测

采用全光纤系统对高速公路隧道内机电设备进行监测,能够有效降低公路隧道机电工程监控设备的复杂程度。利用光纤光栅传感器对隧道机电设备的多种状态进行综合监测,能够实时了解机电设备的健康状态,为公路隧道的安全运营提供保障,并且具有电绝缘、安装简便、反应灵敏、实时高效的优点。     

基于光纤光栅传感器的边坡监测系统研究

边坡工程是交通设施建设中常见的土木工程形式,高边坡的失稳和崩塌落石等地质灾害严重威胁着交通运输安全。目前边坡监测采用较多的是传统的电磁类传感器,不具备在线监测和抗自然界电磁干扰等能力,而光纤光栅传感器具备电磁类传感器无法比拟的技术优势,可实现边坡安全的在线监测和预警,为边坡在特殊气候、恶劣环境下的维护管理提供依据和指导。     

高速公路路面雷达测厚技术分析与应用

路面面层厚度是高速公路质量评测中的重要检测指标,占整个评分比重的五分之一,因此对高速公路路面厚度进行无损、高效、准确的测定具有巨大的社会价值和研究意义。本文将结合雷达测厚技术在江西宁安高速工程中的实例应用,来详细论述雷达测厚技术原理,并通过实测数据来说明雷达测厚技术的可靠性和再现性。     

路面专题连载——五、路面电测技术

一、非电量的电测法概述 土木工程(包括路面工程)检测中,除机械式测量外,还广泛应用非电量的电测法进行各种力学参数的测定。 所谓非电量的电测法,是把需要检测的非电量(如应力、应变和位移等),通过一种器件转换成电学童(如电阻、电容、电感、电压等),然后采用各种电磁仪表进行测量,并按一定关系换算成力学参数的量测方法,简称为电测法。其中把非电量转换成电学量的器件称为传感器。     

隧道群监控量测技术方案设计

高速公路隧道已广泛采用新奥法设计与施工,现场监控量测是新奥法设计与施工的重要组成部分。通过对隧道进行监控量测,可预测预报围岩变化,优化设计和指导施工,确保隧道施工安全,使工程投资经济合理。本主要介绍粤赣高速公路隧道群的监控量测方案设计。     

基于BIM技术的隧道施工监控量测模型研究

在新奥法隧道施工中,监控测量是隧道施工期间必不可少的环节,为了解决如何高效合理地利用大量监测数据来指导施工,实现监测数据信息的实时共享等问题,提出了一种基于BIM的隧道监控量测信息化模型,将该模型作为信息库导入施工过程中的监测信息系统,以便对数据资料进行定位存储,方便调用移交,实现了对围岩信息、衬砌裂缝等的立体展示效果,更直观指导现场动态设计、施工和管理工作。     

光纤光栅技术在桥梁测试中的应用研究

光纤光栅技术是一种新型的桥梁测试技术.概述光纤光栅传感器的基本原理、特点以及国内外研究应用情况;研究光纤光栅技术在拉索索力长期监测中的应用,开发了长期稳定性好、不受电磁场干扰、可实现分布式测量以及适宜远距离传输的光纤光栅测力环,并将成果应用于郑西客运专线提篮拱桥拉索索力长期监测;研究光纤光栅技术在大跨度桥梁动应力测试中的应用,选用灵敏度高、动态性能好的夹持式光纤光栅应变传感器,用于武汉天兴洲长江大桥通车鉴定试验动应力测试中.工程实例显示测试效果较好.同时,探讨光纤光栅传感器在桥梁应用过程中存在的问题并展望其应用前景.     

光纤光栅感温隧道火灾探测技术的应用研究

隧道火灾报警系统是保障高速公路安全运行的重要环节,但是火灾探测报警系统要响应时间快、传输距离远,现有的火灾探测方法很难满足其需求。文中依托沪蓉西高速公路建设项目,开发适合大型隧道(群)工程应用并符合技术标准的光纤光栅感温火灾探测系统,针对隧道火灾探测的特点和难点,设计了多区波分复用的光纤光栅隧道火灾探测报警系统,完成系统的开发和安装调试,在成功完成实验隧道的点火实验后,安装在沪蓉西实体隧道中进行点火实验完成验收。