基于分布式fbg传感混凝土连续梁桥应变和变形监测探究

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1、基于分布式FBG传感混凝土连续梁桥应变和变形监测探究摘要：应力应变与变形是桥梁结构状态评估和日常运营监测中的关键参数，本文研究了分布式长标距FBG传感器在某预应力混凝土连续梁桥应力应变与变形监测中的应用。长标距FBG传感器的传感标距为1.0m,连续梁桥的跨度为30米，传感器在梁底呈准分布式布设。研究结果表明:通过所分布的长标距FBG传感器，可以精确得到桥梁在移动荷载作用下的动静态应变分布，并根据所监测的应变分布可获得桥梁结构在交通移动荷载下的变形分布状态。关键词：分布式传感；长标距；FBG；变形监

2、测中图分类号：TU37文献标识码：AApplicationofDistributedlonggaugeFBGsensorsfortheStrainandDeformationMonitoringofaContinuousConcreteBridgeYefeiXial,DanYang2,YangCaiqian2(1JiangsuHuatongEngineeringTestingCo.,Ltd,Nanjing,2111002SchoolofInternationalInstituteforUrbanS

3、ystemsEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing,210096)Abstract：Thestrainanddeformationmonitoringaregenerallyimportaritfortheconditionevaluationandgeneraloperationmonitoringofcivilengineeringstructures,especiallyforthebridges・ThegaugelengthoftheFBGsenso

4、rsis1.Om,whichwerepackagedwithbasaItfiberreinforcedpolymer・TheIong-gaugeFBGsensorsweredistributedonthebottomofonespanofacontinuousconcretebridge・ItisshownthatthestraindistributionofthebridgecanbewellmeasuredwiththelonggaugeFBGsensors.Accordingtothestr

5、aindistribution,thedistributionofthedeformationcanbeobtainedbasedontheconjugatebeammethod.TheresultsshownthattheFBGsensingtechniquecanbewellusedforthestrueturalmonitoringofconcretebridges.Keywords：Distributedsensing；Longgauge；FBG；Healthmonitoring；Defo

6、rmation1前沿随着当代交通及物流的快速发展，高速公路运输向密集化及大型化方向发展，车辆超载现象普遍存在，公路桥梁等承载结构经常会提前出现损伤或破坏，对桥梁正常运营条件下的安全性、耐久性等均会受到较大影响。解决这一问题的方法之一就是在结构上布置健康监测系统，在线、实时监控结构工作状态，长期监测结构损伤状况，随即可对结构的应力应变、变形以及工作状态进行估计和评价。采用传统电阻应变片的电测法是土木工程中对结构可靠性及安全性进行应力应变检测、分析和评价的常用手段，广泛应用于各类土木工程结构。但传统的

7、应变片在土木工程结构检测中存在诸多制约因素，主要表现在：1)土木工程结构一般体量大、分布范围广，多需要进行多点或分布式检测，而传统电阻应变片在大范围多点测量中的布线麻烦；2)传统电阻应变片是典型的“点”测量技术，而对于非均质材料的大型混凝土结构，局部应变很难准确反映结构的实际应力应变状态，通常需要一定范围的有效应变来反映结构的实际应力应变状态；3)电阻式应变片的飘逸大且耐久性较差,不适合大型工程结构的长期监测。随着近代工业技术的快速发展，土木工程领域对应力应变和变形检测技术也提出了更高和更新的要求

8、，如需要长期监测、抗电磁干扰、动态实时测量、分布式多点监测等。因此，除了上述应变电测法外，目前发展最快的应力应变测试技术是光学测量，并逐渐成为力学测试中的一个重要分支。如，基于材料双折射效应的光弹性法、基于布里渊光时域散射法以及光纤光栅应变测试方法等。其中，布拉格光纤光栅传感技术是国际上近年发展起来的一种新型传感技术，并在土木工程中得到较广泛的应用[1-6]o布拉格光栅用于物理量的感测，而光纤则用于感测信号的传输。作为一种先进的传感技术，光纤传感器因其具有质量轻、体积小、抗电磁干扰