目前,光纖光柵傳感器在土木工程中應(yīng)用較多的領(lǐng)域是橋梁的安全監(jiān)測(cè)。實(shí)踐表明,對(duì)橋梁工程進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確、及時(shí)地監(jiān)測(cè),是保證在建橋梁工程質(zhì)量的重要技術(shù)手段,有時(shí)甚至是施工中必不可少的步驟之一;同時(shí)也是了解成橋(特別是病害橋)的健康狀況、查清病害程度與原因的重要手段。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè),傳感系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能:評(píng)定荷載,檢查預(yù)先的性能設(shè)計(jì),標(biāo)定異常狀態(tài)或行為和制定維修預(yù)案。
大橋監(jiān)測(cè)使用了光纖光柵傳感器進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)了橋梁內(nèi)部的三種預(yù)應(yīng)力筋:傳統(tǒng)鋼筋、碳纖維復(fù)合筋、絞索筋。這個(gè)3車(chē)道雙跨橋有26根預(yù)應(yīng)力梁,其中6根使用了碳纖維復(fù)合筋。光纖光柵傳感器安裝在這些預(yù)應(yīng)力筋上后埋入了混凝土中。在這個(gè)項(xiàng)目中一個(gè)重要的目的是監(jiān)測(cè)預(yù)應(yīng)力筋/混凝土長(zhǎng)期特性以評(píng)價(jià)橋梁所采用的新型CFRP材料的可靠性。而且,通過(guò)光纖光柵應(yīng)變傳感器陣列,可以監(jiān)測(cè)橋梁的交通狀況,異常荷載情況以及記錄橋梁結(jié)構(gòu)的荷載狀況。通過(guò)傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),比較設(shè)計(jì)荷載和實(shí)際荷載的差別,有助于評(píng)價(jià)橋梁設(shè)計(jì)效果。
光纖光柵傳感器安裝于碳纖維筋的表面上,通過(guò)測(cè)量傳感器的應(yīng)變變化可以監(jiān)測(cè)碳纖維筋的長(zhǎng)期可靠性。由于碳纖維筋被預(yù)拉至8000με,在其服役期間將會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力釋放的過(guò)程,從而使光纖光柵傳感器處于壓應(yīng)力狀態(tài)中。