OFDR用于橋梁健康監(jiān)測(cè)

  ICC訊 中國(guó)現(xiàn)代橋梁總數(shù)超過(guò)100萬(wàn)座，橋梁建設(shè)一日千里。近年來(lái)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(wàn)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(kāi)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 OSI 高精度分布式光纖傳感系統(tǒng)

  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(wú)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)

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