橋梁檢測(cè)解決方案一
2011-05-25 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
光纖光柵傳感器是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新一代光纖傳感器，由于它具有無(wú)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(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，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(cè)。
光纖光柵傳感監(jiān)測(cè)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(cè)的對(duì)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(hào)處理和儲(chǔ)存等;然后通過(guò)光纖傳輸系統(tǒng)到監(jiān)測(cè)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(yuǎn)的，為放大信號(hào)，可安置光纖放大器。
光纖光柵傳感器可以串聯(lián)，根據(jù)實(shí)際情況如測(cè)量位置、監(jiān)測(cè)對(duì)象的需要來(lái)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(yùn)輸線路、城市交通網(wǎng)絡(luò)上的關(guān)鍵設(shè)施，是國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈。它們?cè)趪?guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)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(wèn)題愈來(lái)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(diǎn)，已不能滿足人們對(duì)橋梁可靠、分布式、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)要求，橋梁和傳感方面的專家不斷尋求更新更先進(jìn)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(cè)：
1. 橋梁變形監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)大橋在各種環(huán)境下的荷載變化，為橋梁的日常運(yùn)營(yíng)管理提供可靠信息;
2. 橋梁溫度監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)橋梁有代表性的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行溫度分布監(jiān)測(cè)，可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)假定或根據(jù)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果重新計(jì)算溫度對(duì)橋梁內(nèi)力和變形的影響。以便對(duì)橋梁的安全狀態(tài)做出更加符合實(shí)際的評(píng)價(jià);
3. 橋梁施工過(guò)程檢測(cè)，確保施工質(zhì)量和安全;橋梁成橋檢測(cè)及荷載試驗(yàn)的監(jiān)測(cè)，保證橋梁質(zhì)量。
4. 橋梁長(zhǎng)期健康監(jiān)測(cè)，橋梁運(yùn)營(yíng)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)和車輛荷載監(jiān)測(cè);
5. 橋梁主要構(gòu)件的實(shí)際工作狀況監(jiān)測(cè)、承載能力及剩余使用壽命評(píng)估;為結(jié)構(gòu)維護(hù)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(kuò)建施工過(guò)程監(jiān)測(cè);危橋拆除過(guò)程中的安全監(jiān)測(cè)。
監(jiān)測(cè)風(fēng)載荷引起的橋梁振動(dòng)、溫度引起的橋梁應(yīng)力、交通載荷引起的應(yīng)力及振動(dòng)、河水及冰塊對(duì)橋墩的沖擊等。
二、 監(jiān)測(cè)方案
典型的光纖光柵橋梁健康監(jiān)測(cè)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(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、保存、打印等，監(jiān)測(cè)人員可對(duì)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(guò)internet傳送到遠(yuǎn)處，達(dá)到遠(yuǎn)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(hào)后開(kāi)始分析處理，對(duì)于一般橋梁的檢測(cè)/監(jiān)測(cè)，分析儀完全可達(dá)到處理存儲(chǔ)的功能，對(duì)于大型橋梁關(guān)鍵部位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，由于數(shù)據(jù)量龐大，可采用陣列處理器、磁盤(pán)結(jié)構(gòu)來(lái)處理、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
在施工過(guò)程的檢測(cè)中，工程人員可攜帶光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)分析儀到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，分析儀可現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)
1. 傳感器不受潮濕環(huán)境影響，能避免電磁場(chǎng)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(xué)侵蝕的能力;
3. 系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測(cè)量，也可實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量;
4. 檢出量是波長(zhǎng)信息，因此不受接頭損失、光沿程損失等因素的影響，對(duì)環(huán)境干擾不敏感;
5. 單根光纖單端檢測(cè)，可盡量減少光纖的根數(shù)和信號(hào)解調(diào)器的個(gè)數(shù);
6. 系統(tǒng)靈敏度高、精度高，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，工作可靠;
7. 可運(yùn)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(yuǎn)程監(jiān)測(cè);
8. 可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，容易實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)通信、處理和存儲(chǔ)。
9. 兼容性好，開(kāi)放性高。可利用系統(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。
