光纤传感技术在桥梁检测中的应用研究.pdf
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1、124产品可靠性报告2 0 2 3 年第4期质量技术光纤传感技术在桥梁检测中的应用研究杨龙龙田汉林摘要:为了提升桥梁检测的质量,本文对光纤传感技术的应用原理和特性优势进行了研究。通过分析其在桥梁检测中的应用,可以看出,光纤传感技术已经可以有效地满足目前桥梁检测需求,但是仍然存在着很大发展空间,函待改进与升级。关键词:光纤传感技术桥梁检测工程应用光纤传感技术是近几年研究出来的检测建筑质量的新技术,它在目前道路、桥梁、建筑的质量检测方面起着关键作用。国内学者提出以下观点:姚正斐(2 0 2 2)提出分布式光纤传感技术在岩溶段桩基检测中的应用研究;马昌魁、孙坤鹏(2 0 14)提出光纤传感技术在桥梁
2、检测中的应用研究;王剑波(2 0 2 0)提出基于光纤传感技术的桥梁检测研究;张毅(2 0 19)提出桥梁检测中光纤传感技术的应用及相关问题研究;王谦、李华(2 0 2 2)提出光纤传感技术在桥梁检测中的应用。影响桥梁安全的主要因素经过长期使用,桥梁难免会受到各种形式的破坏,而在这些破坏中,荷载是最主要的破坏形式。超载将缩短整个桥梁的寿命,严重时,将导致桥梁的安全性不可控甚至可能引发交通事故。此外,地震、暴风雨、洪水等非人力所能抗拒的因素也会对桥梁造成严重破坏。二、光纤传感技术的应用原理及优势光纤传感技术是用内部的光纤作为与外界通信的物质,能够将看不见的信号转变成可观测到的信号(图1)。光纤是
3、光的重要传播载体,它所携带的光波的振幅、波长等特性信息都可以借助光缆实现传输。光纤传感技术中最常用的光纤传感器主要由三部分构成,即可见光源、光纤以及传感装置。光纤传感技术可以不受到多种环境因素的影响,同时光纤不与电磁波发生碰撞,具有很强的稳定性、实用性。但是,光纤传感器中的光纤材质具有很高的柔韧度,可以进入各种地形对建筑质量进行检测,符合现代桥梁工程中复杂多变的现场条件要求。本项目拟采用光纤传感技术,通过对桥梁、公路、隧道等复杂工况的实时监测,实现对桥梁的动力特性、变形、交通荷载的实时监测。图1为光纤传感技术的应用原理。光纤入射光波出射光波入射光波的特征参量:效率、相位、振幅等等。外界因素:应
4、变、应力、温度、位移、电场等、图1光纤传感技术的应用原理三、光纤传感技术在桥梁检测中的应用分析随着现代桥梁建设技术的发展,人们对其结构的精细程度和精确性提出了更高要求。桥梁建筑中,桥面的承受能力是整个桥梁建筑建造的关键因素之一。光纤传感技术在桥梁检测中的应用很广泛,它具有很强的适应性,能够检测任何环境、任何建设要求下的桥梁质量,为桥梁项目的施工工作提供保证。在对其应用于桥梁检测的过程中,本文主要从以下几点入手研究。1.在桥梁应变检测中的应用整个桥梁建筑工程中要提前准确计算桥面所能承受的总重量。当作用于桥面上的荷载大于其本身所能承受的极限荷载时,不仅会引起桥面变形,还会对整个桥面的安全与稳定产生
5、不利影响。为了保证桥梁的质量和安全性,必须在施工过程中对桥梁的应力状态进行监测。光纤传感器技术用于桥梁应力测量的具体做法是将光纤传感器安装到桥面上,并配以清晰的应变注释,以达到了解建造过程中桥面上的应力变化的目的。在整个测试过程中,必须实时地记录每一时刻125产品可靠性报告2 0 2 3 年第4期.质量技术的应力变化,以便对桥梁自身的变形状况做出更为科学、精确的判断。具体来说,光纤传感技术被应用到桥梁的应变检测中,在光纤传感器安装之前,要对施工工地的环境状况进行调查。比如施工现场环境能否满足光纤传感器的使用要求,需要注意结合施工环境中的各种情况,最终选择适合该环境的技术进行桥梁检测。使用光纤传
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