特殊区段轨道变形监测系统研制与应用

针对铁路线路特殊区段发生地质灾害造成的轨道变形，基于分布式光纤传感、倾角测量、视频监控、继电器控制、计算机网络等关键技术，研制了一套由现场监测设备、报警联动模块、监测报警管理系统三部分组成的轨道变形监测系统。选取一铁路隧道典型线路区段开展应用，结果表明：该系统可准确识别轨道横向突变、道床板裂缝、左右轨高差等情况，及时发布报警信息并控停列车，有效保障铁路运营安全，为轨道结构长期健康监测相关工作提供参考。     

基于分布式光纤的刚体温度力监测技术

针对无缝线路内部温度力引起的胀轨、断轨风险，提出了一种基于分布式光纤的刚体温度力监测技术，并开展了刚体温度力监测和钢轨不同部位的温度力测试试验。结果表明：利用分布式光纤可以监测到温度力作用下刚体的纵向位移和钢轨轨腰、轨底处的温度力分布；分布式光纤监测到的刚体在温度力作用下的最大纵向位移与百分表测量差值最大0.20 mm，相对误差为4.0%；温度力在轨腰处分布较均匀，在轨底处呈现扣件附近较大、其余位置较小的规律。     

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...     

船用光纤光栅应变传感器温度补偿技术

为了使基于光纤光栅的船舶结构安全监测系统的测量结果更加准确，设计试验装置，定量研究预拉伸值、封装形式和封装基底等因素对光纤光栅（FBG）传感器温度灵敏度的影响；测试多个型号的光纤光栅传感器进行验证，并为船用光纤光栅应变传感器设计温度补偿传感器。研究结果表明：预拉状态和封装基底材料是影响光纤光栅传感器温度灵敏度的主要因素，使用与被补偿传感器一致的基底材料和封装工艺制作温度补偿传感器能够达到理想的效果。此外，研究中还给出了光纤光栅温度补偿传感器选择、设计的基本原则和方法。     

FBG自感知预应力碳纤维板在桥梁加固中的应用

为监测自感知预应力碳纤维板在大跨度桥梁加固过程中的应力损失情况，对自感知预应力碳纤维板应力监测性能进行测试，分析温度、应力和长期监测对光栅中心波长的影响，并对应力损失计算方法进行优化。结果表明，自感知预应力碳纤维板的温度系数常数为8.08 pm/℃,线性相关度R²≥99.9%,应变系数为1.2;锁紧螺母卸除张拉工装时，应力损失约0.22%,3 d后应力损失约4.2%,并基本保持稳定。现场应用效果表明，自感知预应力碳纤维板能够有效监测桥梁的应力变化，具有良好的工程监测应用前景。     

基于光纤光栅的高速磁浮列车关键结构载荷及动应力监测系统研究

为满足高速磁浮列车关键结构状态的实时监测需求，文章介绍了一种适用于高速磁浮列车特殊运用环境及结构特点的基于光纤光栅传感网络的载荷及动应力监测系统。首先分析了光纤光栅传感器可用于检测载荷及动应力的物理机理，其次介绍了监测系统的整体设计以及光纤光栅传感器、解调系统等重要组成部分的工作原理及特征参数，最后进行了车载试验与数据分析，验证了所设计的光纤光栅监测系统用于高速磁浮列车关键结构载荷及动应力实时监测的有效性与准确性。     

分布式光纤应变传感技术在交通基础设施监测中的研究进展

交通基础设施安全关系到人类生命和财产的安全,实时掌握其健康状态,是交通基础设施安全可靠的重要保障。现概述了分布式光纤传感技术的分类,以分布式光纤应变传感技术为基础,对光纤封装、布设、协调机制、数据解析等关键技术问题进行了分析总结,并重点阐述了其在道路、桥梁、隧道中的工程应用情况。最后,对相关问题进行了展望。