對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)測系統(tǒng)，對其關(guān)鍵部位應力、位移以及整個結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性進行實時監(jiān)測，隨時評定其安全狀況，可在出現(xiàn)危險信號時能及時發(fā)出預警，避免災難發(fā)生。

光纖傳感技術(shù)制定結(jié)構(gòu)預警指標

張季超說，他們的研究團隊采用光纖光柵測試技術(shù)，對新型裝配整體式混凝土降板節(jié)點、梁板節(jié)點、主次梁節(jié)點、現(xiàn)澆對比節(jié)點、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)置加強板空間圓鋼管相貫節(jié)點、巨柱與鋼管桁架連接節(jié)點和主次桁架相交節(jié)點進行了試驗研究與理論分析。

“光纖傳感器是集傳感和傳輸于一體的測試器件，將機械變化量轉(zhuǎn)換為光變量，進行測量的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的測試元件相比，光纖傳感器有著得天獨厚的優(yōu)點，光纖具有質(zhì)輕、體積小，易于埋入任何形式的構(gòu)件中，而不會對結(jié)構(gòu)和材料的性能和被測區(qū)的應力、應變狀態(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。”張季超解釋說，光纖光柵傳感器采集到應變、溫度或者壓力等物理量變化后，轉(zhuǎn)成光信號（光波的波長變化量）通過光纖傳輸?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)并進行分析。

通過大量實驗驗證后，驗證了光纖光柵傳感器在低周反復荷載作用下傳遞應力和內(nèi)力的可靠性和測量的準確性，并首次提出了重大結(jié)構(gòu)工程健康監(jiān)測預警的相關(guān)指標。

張季超研究團隊還把光纖維光柵傳感器與混凝土應變片測試數(shù)據(jù)進行對比分析，檢驗了光纖維光柵傳感器在低周反復荷載作用下傳遞應變和內(nèi)力的可靠性和測量的準確性，為該項檢測技術(shù)在重大結(jié)構(gòu)工程健康診斷中的應用提供了試驗依據(jù)。

另一方面，張季超研究團隊還對典型空間復雜異型節(jié)點進行足尺擬靜力試驗和有限元分析，開展巨型鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點的受力性能及設(shè)計優(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)測的預警指標設(shè)置標準。

張季超表示，整個光纖維診斷過程是利用GPRS實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控，主機只要接入因特網(wǎng)發(fā)出相關(guān)指令，即可利用GPRS、CDMA、3G技術(shù)等無線公用網(wǎng)絡完成傳感器數(shù)據(jù)的采集。“對重大工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵受力部位進行分析，提出監(jiān)控方案，并利用無線GPRS自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行遠程傳輸來實現(xiàn)隔震結(jié)構(gòu)的實時遠程監(jiān)測，提出了隔震支座監(jiān)測的三級預警指標，驗證了該技術(shù)在大型結(jié)構(gòu)工程健康監(jiān)測中的有效性。”

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