橋梁檢測解決方案一
2011-05-25 來源：網(wǎng)絡(luò)
光纖光柵傳感器是近年來發(fā)展起來的新一代光纖傳感器，由于它具有無溫漂、靈敏度高、本征安全、抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫、體積小、重量輕、靈活方便、易于成網(wǎng)和可遠程監(jiān)控等優(yōu)點，所以廣泛應(yīng)用于土木領(lǐng)域，如橋梁、隧道、大壩、大型鋼結(jié)構(gòu)、鐵路、邊坡等的健康監(jiān)測。
光纖光柵傳感監(jiān)測系統(tǒng)主要包括三大部分：光纖光柵傳感器、光纖傳輸系統(tǒng)和光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀。光纖光柵傳感器根據(jù)需要監(jiān)測的對象布設(shè)不同的傳感器及配件，如應(yīng)變傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、位移傳感器等。光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀主要用于數(shù)據(jù)采集、信號處理和儲存等;然后通過光纖傳輸系統(tǒng)到監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)。光纖傳輸系統(tǒng)一般由光纜、連接器和光纖轉(zhuǎn)接箱組成，如果傳輸距離較遠的，為放大信號，可安置光纖放大器。
光纖光柵傳感器可以串聯(lián)，根據(jù)實際情況如測量位置、監(jiān)測對象的需要來串聯(lián)光纖光柵傳感器，構(gòu)成傳感器組，優(yōu)化傳感器布設(shè)方案。
橋梁解決方案
一、 背景介紹
橋梁是公路、鐵路運輸線路、城市交通網(wǎng)絡(luò)上的關(guān)鍵設(shè)施，是國家的經(jīng)濟命脈。它們在國民經(jīng)濟及社會生活中起著十分重要的作用，如何確保橋梁特別是大型橋梁經(jīng)常處于健康狀態(tài)這一問題愈來愈受到橋梁工程界的重視。
由于傳統(tǒng)的傳感技術(shù)自身的缺點，已不能滿足人們對橋梁可靠、分布式、實時地監(jiān)測要求，橋梁和傳感方面的專家不斷尋求更新更先進的技術(shù)，光纖光柵傳感技術(shù)正是在這種背景下在橋梁方面得到了廣泛地應(yīng)用。
一般光纖光柵傳感技術(shù)可應(yīng)用于橋梁以下方面的監(jiān)測：
1. 橋梁變形監(jiān)測。監(jiān)測大橋在各種環(huán)境下的荷載變化，為橋梁的日常運營管理提供可靠信息;
2. 橋梁溫度監(jiān)測。通過對橋梁有代表性的監(jiān)測點進行溫度分布監(jiān)測，可以驗證設(shè)計假定或根據(jù)實際測量的結(jié)果重新計算溫度對橋梁內(nèi)力和變形的影響。以便對橋梁的安全狀態(tài)做出更加符合實際的評價;
3. 橋梁施工過程檢測，確保施工質(zhì)量和安全;橋梁成橋檢測及荷載試驗的監(jiān)測，保證橋梁質(zhì)量。
4. 橋梁長期健康監(jiān)測，橋梁運營現(xiàn)場的環(huán)境監(jiān)測和車輛荷載監(jiān)測;
5. 橋梁主要構(gòu)件的實際工作狀況監(jiān)測、承載能力及剩余使用壽命評估;為結(jié)構(gòu)維護提供依據(jù)，為結(jié)構(gòu)損傷提供預(yù)警;
舊橋改造加固、改建擴建施工過程監(jiān)測;危橋拆除過程中的安全監(jiān)測。
監(jiān)測風載荷引起的橋梁振動、溫度引起的橋梁應(yīng)力、交通載荷引起的應(yīng)力及振動、河水及冰塊對橋墩的沖擊等。
二、 監(jiān)測方案
典型的光纖光柵橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)如下：
光纖光柵傳感器串連統(tǒng)一接入到橋梁控制中心的光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀中，分析儀可對采集到的數(shù)據(jù)進行分析、保存、打印等，監(jiān)測人員可對獲取可靠信息，采取相應(yīng)措施。獲得得數(shù)據(jù)和分析結(jié)果可通過internet傳送到遠處，達到遠程監(jiān)控的目的。
光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀采集到信號后開始分析處理，對于一般橋梁的檢測/監(jiān)測，分析儀完全可達到處理存儲的功能，對于大型橋梁關(guān)鍵部位的實時監(jiān)測，由于數(shù)據(jù)量龐大，可采用陣列處理器、磁盤結(jié)構(gòu)來處理、存儲數(shù)據(jù)。
在施工過程的檢測中，工程人員可攜帶光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀到達現(xiàn)場檢測，分析儀可現(xiàn)場采集、分析、保存數(shù)據(jù)。工程人員可根據(jù)獲得信息采取相應(yīng)措施。推薦使用手持式光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀。
三、功能特點
1. 傳感器不受潮濕環(huán)境影響，能避免電磁場的干擾;
2. 耐久性好，具有抵抗包括高溫在內(nèi)的惡劣環(huán)境及化學侵蝕的能力;
3. 系統(tǒng)既可以實現(xiàn)點測量，也可實現(xiàn)分布式測量;
4. 檢出量是波長信息，因此不受接頭損失、光沿程損失等因素的影響，對環(huán)境干擾不敏感;
5. 單根光纖單端檢測，可盡量減少光纖的根數(shù)和信號解調(diào)器的個數(shù);
6. 系統(tǒng)靈敏度高、精度高，長期穩(wěn)定性好，工作可靠;
7. 可運用成熟的局域網(wǎng)技術(shù)、Internet網(wǎng)絡(luò)、光通信技術(shù)做到集中、遠程監(jiān)測;
8. 可實時監(jiān)測。運用現(xiàn)代計算機技術(shù)，容易實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)通信、處理和存儲。
9. 兼容性好，開放性高?？衫孟到y(tǒng)提供的各種接口與其他系統(tǒng)連接，方便橋梁信息的集中管理和控制。
