對(duì)于已建成使用的超高層建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁等重要建筑需要布置有效的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其關(guān)鍵部位應(yīng)力、位移以及整個(gè)結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)評(píng)定其安全狀況，可在出現(xiàn)危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)能及時(shí)發(fā)出預(yù)警，避免災(zāi)難發(fā)生。

光纖傳感技術(shù)制定結(jié)構(gòu)預(yù)警指標(biāo)

張季超說(shuō)，他們的研究團(tuán)隊(duì)采用光纖光柵測(cè)試技術(shù)，對(duì)新型裝配整體式混凝土降板節(jié)點(diǎn)、梁板節(jié)點(diǎn)、主次梁節(jié)點(diǎn)、現(xiàn)澆對(duì)比節(jié)點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)置加強(qiáng)板空間圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)、巨柱與鋼管桁架連接節(jié)點(diǎn)和主次桁架相交節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了試驗(yàn)研究與理論分析。

“光纖傳感器是集傳感和傳輸于一體的測(cè)試器件，將機(jī)械變化量轉(zhuǎn)換為光變量，進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的測(cè)試元件相比，光纖傳感器有著得天獨(dú)厚的優(yōu)點(diǎn)，光纖具有質(zhì)輕、體積小，易于埋入任何形式的構(gòu)件中，而不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)和材料的性能和被測(cè)區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)產(chǎn)生較大的影響。另外，光纖傳感器還具有靈敏度高、精度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好等特點(diǎn)。”張季超解釋說(shuō)，光纖光柵傳感器采集到應(yīng)變、溫度或者壓力等物理量變化后，轉(zhuǎn)成光信號(hào)（光波的波長(zhǎng)變化量）通過(guò)光纖傳輸?shù)焦饫w光柵解調(diào)儀中，由光纖光柵解調(diào)儀采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。

通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后，驗(yàn)證了光纖光柵傳感器在低周反復(fù)荷載作用下傳遞應(yīng)力和內(nèi)力的可靠性和測(cè)量的準(zhǔn)確性，并首次提出了重大結(jié)構(gòu)工程健康監(jiān)測(cè)預(yù)警的相關(guān)指標(biāo)。

張季超研究團(tuán)隊(duì)還把光纖維光柵傳感器與混凝土應(yīng)變片測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，檢驗(yàn)了光纖維光柵傳感器在低周反復(fù)荷載作用下傳遞應(yīng)變和內(nèi)力的可靠性和測(cè)量的準(zhǔn)確性，為該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)在重大結(jié)構(gòu)工程健康診斷中的應(yīng)用提供了試驗(yàn)依據(jù)。

另一方面，張季超研究團(tuán)隊(duì)還對(duì)典型空間復(fù)雜異型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行足尺擬靜力試驗(yàn)和有限元分析，開展巨型鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的受力性能及設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面的研究，得到了構(gòu)件的初始性能參數(shù)，提出了大型鋼結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的預(yù)警指標(biāo)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)。

張季超表示，整個(gè)光纖維診斷過(guò)程是利用GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，主機(jī)只要接入因特網(wǎng)發(fā)出相關(guān)指令，即可利用GPRS、CDMA、3G技術(shù)等無(wú)線公用網(wǎng)絡(luò)完成傳感器數(shù)據(jù)的采集。“對(duì)重大工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力部位進(jìn)行分析，提出監(jiān)控方案，并利用無(wú)線GPRS自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)隔震結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，提出了隔震支座監(jiān)測(cè)的三級(jí)預(yù)警指標(biāo)，驗(yàn)證了該技術(shù)在大型結(jié)構(gòu)工程健康監(jiān)測(cè)中的有效性。”

轉(zhuǎn)載自傳感器專家網(wǎng)http://www.sensorexpert.com.cn/