中國(guó)現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過100萬座,橋梁建設(shè)一日千里。近年來全國(guó)橋梁事故頻繁發(fā)生,造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)負(fù)面影響,橋梁安全監(jiān)測(cè)日益受到關(guān)注。通常一座橋梁上分布有幾十類、上千傳感器,用于監(jiān)測(cè)橋梁的索力、應(yīng)變、傾角、位移、撓度、加速度、溫濕度等。相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段,分布式光纖傳感技術(shù)可以在一根光纖上獲得成千上萬傳感點(diǎn)的同時(shí)測(cè)量,不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁各部分的應(yīng)變、溫度和形變,還能以mm級(jí)精度準(zhǔn)確定位故障位置,具有明顯優(yōu)勢(shì)。
圖1 橋梁圖
昊衡科技借助橋梁模型,使用OFDR分布式光纖傳感技術(shù),向大家演示橋梁各個(gè)位置處的應(yīng)變測(cè)量,并且結(jié)合公司新開發(fā)的三維重構(gòu)軟件,將橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的應(yīng)變結(jié)果可視化顯示。
圖2 斜拉橋模型
我們?cè)谛崩瓨驅(qū)嵨锬P偷膬蓚?cè)布設(shè)緊護(hù)套光纖替代拉索,用于監(jiān)測(cè)拉索應(yīng)變;在橋梁底部布設(shè)兩段光纖,用于監(jiān)測(cè)車輛載荷。使用的監(jiān)測(cè)設(shè)備是OSI 高精度分布式光纖傳感系統(tǒng),它的原理基于OFDR光頻域反射技術(shù),最高空間分辨率1mm,重復(fù)精度高達(dá):±1με。
圖3 橋梁三維應(yīng)變場(chǎng)實(shí)時(shí)重構(gòu)
按壓橋梁進(jìn)行加載測(cè)試,按壓不同位置,軟件實(shí)時(shí)顯示并準(zhǔn)確定位。軟件中綠色部分表示零應(yīng)變、無加載狀態(tài),藍(lán)色部分表示正應(yīng)變、拉伸狀態(tài),紅色部分表示正應(yīng)變、拉伸狀態(tài)。圖中顯示是兩塔頂向內(nèi)傾斜時(shí)的應(yīng)變分布,內(nèi)側(cè)拉索收縮為負(fù)應(yīng)變,外側(cè)拉索拉伸為正應(yīng)變。
圖4 橋梁三維應(yīng)變場(chǎng)實(shí)時(shí)重構(gòu)