混凝土桥梁检测光纤技术应用研究.pdf

108|PEOPLES TRANSPORTATION技术|Technology混凝土桥梁检测光纤技术混凝土桥梁检测光纤技术是一种基于光纤传感原理的无损检测技术，用于监测桥梁结构的应变、温度等参数，以评估桥梁的安全性和结构状况。它通过将光纤传感器嵌入或附着于混凝土结构中，利用光纤的光学特性来感知环境变化和应变情况。光纤技术具有高精度、远距离传输、抗干扰能力强等特征，广泛应用于桥梁结构的安全监测、结构评估、负荷测试等领域。该技术能够实时监测桥梁的变形和应力情况，提供准确的结构状态信息，为桥梁维护和管理提供重要依据。光纤传感的桥梁检测对象检测应力和应变内应力是桥梁状态分析的关键指标之一，对于桥梁结构的应力检混凝土桥梁检测光纤技术应用研究 文/丁震华 李坤林混凝土桥梁作为重要的基础设施，其结构稳定运行状况直接关系到交通安全。从现状分析看，混凝土桥梁在使用过程中容易出现裂缝、应变集中等问题，导致结构破坏和损失。为解决这些问题，针对光纤技术进行分析，分析其应用在混凝土桥梁检测的主要方法。分析发现，光纤技术通过在混凝土桥梁结构中布置光纤传感器，实时监测结构的应变、温度等参数变化，从而评估桥梁的安全性和结构状态。通过光纤传感器对桥梁的监测，可以及时发现结构变形、裂缝等问题，提供准确的数据支持，为桥梁维护和管理决策提供精确的技术支持。测来说非常重要。目前，在桥梁应力检测中主要采用光纤传感器和光纤布拉格光栅传感器进行检测。光纤传感器可全面检测桥梁局部位置上的应力状况，而光纤布拉格光栅传感器则用于分布应力检测。对混凝土结构的检测对于混凝土结构而言，裂缝是最主要的质量问题。严重的裂缝会对桥梁工程的结构、运行效果和质量产生重大影响。在混凝土裂缝分析中，裂缝的宽度和深度是关键指标。如果超出规定的标准要求，将对结构的整体性造成严重影响，导致承载能力不合格，进而引发严重的交通事故。一旦出现裂缝，就意味着桥梁存在危险信号。根据当前损伤力学的观点，裂缝的出现主要是长期外部作用导致材料破坏的表现，也是内部损伤危险性的体现。快速进行裂缝检测，及时了解损伤的具体情况，对于安全评估和质量分析具有直接影响。光纤传感技术在混凝土检测中相较传统技术具有明显优势。它采用分布式检测方式，从根本上消除了不连续检测所造成的漏检、漏报等问题。对钢筋腐蚀的检测对于混凝土桥梁工程结构来说，内部的钢筋是主要的承载结构部件，对于桥梁的质量和使用寿命存在直接的影响，而钢筋发生腐蚀的问题非常常见，极大的影响桥梁工程运行的安全性。在桥梁工程质量检测的环节，进行钢筋腐蚀检测是非常重要的一项内容。在当前检测的过程中，沿着光纤局部开窗的光纤腐蚀传感器进行腐蚀量检测，由宽屏带光源发出的光耦和，进入到测量光纤之后，能够快速掌握各项的数据信息，从而了解钢筋材料的腐蚀状况。PEOPLES TRANSPORTATION|1092023 年 第 19 期 桥梁结构检测中光纤传感技术应用工程概况某大型桥梁项目建设长度为735m，上部结构组成比较复杂，并且该桥梁运行的过程中会面临着大型超载车辆的通行，极大的影响桥梁的正常使用。在这种情况下，工程单位选择使用光纤传感技术进行桥梁结构的检测，以掌握其是否存在质量问题，为后续的施工和运营提供基础。光纤耦合碳板和测点布置光纤耦合碳板是在桥梁结构表面粘贴光纤传感器，并通过特殊的耦合剂与结构牢固连接。它具有高灵敏度和良好的适应性，能够实时监测结构的应变变化。结合本次桥梁工程项目的具体情况，选择第四联第三孔进行光纤耦合碳板的加固布置，安装之后开始进行检测。试验加载在开始进行检测试验工作之后，为了确保加载效率符合工程的标准要求，需要进行不利试验荷载和检算荷载的计算分析。这些计算分析的目的是确定适当的加载条件，以保证测试的准确性和可靠性。为了满足实际检测的需求，本工程采用了有限元分析方法，具体测试环节根据实际情况，总计需要使用4辆350kN的加载车进行现场测量。试验结果分析在本次试验检测工作实施的环节，检测的过程中能够直接读取数据信息，并且将检测后的数据信息绘制成变换曲线，进而掌握应力参数值。第一，经过张拉处理之后，发现光纤光栅预应力碳纤维板各个部位上的受力比较均匀，对于未张拉的结构进行对比分析，受到环境因素的影响，所以存在一定的变异性。第二，对现场的检测数据分析发现，整个检测部件和桥梁整体结构树立性能良好，预应力损失比较小，可以忽略不计。此外利用光纤中的Fabry-Perot腔体产生干涉信号，从而实现应变测量。通过监测光信号的干涉波长变化，可以获得非常高的应变分辨率。F-P光纤传感器在混凝土桥梁中的应用可以提供非常精确的应变测量，在本次检测中，能够获得0.13的分辨率。混凝土桥梁检测光纤技术应用问题取样检测问题混凝土桥梁检测光纤技术在进行取样检测时存在取样点选择和布置方面的不足。具体而言，以下问题常见于实际操作中：首先，存在取样点选择不正确的情况，即未能充分考虑到关键区域的取样点。这导致某些重要结构部位被忽视，无法获取关键区域的数据。其次，取样点的布置不够均匀或密集，导致数据采集的不全面。某些区域被过度关注，而其他区域则未能得到足够的覆盖，从而无法全面了解桥梁的结构状态和性能。温度和湿度控制问题首先，温度的变化会对数据的准确性产生影响。当温度变化较大时，光纤传感器的性能会受到影响，进而影响测量结果的准确性。温度的变化导致光纤传感器的测量精度和稳定性发生变化，使得所得数据存在一定的偏差。其次，在极端的温度条件下，光纤传感器的性能受到更严重的限制。高温或低温环境导致光纤传感器的响应速度变慢或失效，从而无法准确地反映桥梁的实际状态。这影响到数据的收集和分析，降低检测结果的可靠性。数据的取舍问题在混凝土桥梁检测中，数据的获取量通常很大，但数据的取舍存在问题。首先，数在选择数据进行分析和决策时，不同的人具有不同的偏好和倾向。这导致主观性和选择性的数据取舍，即有选择地采用某些数据，而忽略其他数据。这种主观性和选择性导致对桥梁结构状态的理解和评估不准确。其次,不同的评估标准和要求会导致不同的数据取舍策略，使得不同的数据集被选取和使用,缺乏统一标准导致数据的取舍不一致，影响对桥梁结构状态的全面理解。检测人员能力不足问题首先，不同的检测人员具有不同的能力和经验水平，这导致在操作和分析过程中出现差异。缺乏统一的培训和规范化操作加剧了检测人员之间的能力差异。这种差异会110|PEOPLES TRANSPORTATION技术|Technology对检测结果的可靠性和准确性产生影响。其次，混凝土桥梁检测光纤技术需要专业人员具备特定的知识和技能，以正确操作和分析数据。然而，缺乏专业人员的培训导致操作过程中的误操作和错误解读。缺乏规范化的培训使得检测人员无法充分理解技术的原理和操作要点，从而影响检测结果的可靠性。混凝土桥梁光纤光栅传感技术注意事项正确取样检测在桥梁的检测过程中，选择合适的检测位置至关重要，这能确保检测结果具有较高的代表性。在确定检测位置时，需要仔细考虑桥梁结构的特点，选择具有代表性的区域进行检测。这样能够确保所得到的数据能够准确地反映整个桥梁结构的性能和质量。在进行现场取样测试之前，需要明确检测的标准和要求。这包括确定所需的参数、测量方法和检测的频率等。通过明确这些要求，能够确保检测工作的准确性和一致性。减少检测位置会导致数据的不足和结果的不准确，因此，应该保持足够的检测位置，以获取全面的数据，确保检测结果能够达到准确性的要求。保证适宜的温度和湿度在桥梁检测过程中，湿度和温度等环境因素常常对检测结果产生影响，导致结果的不准确性，严重影响桥梁工程的质量分析。为了提高检测的准确性，在开始检测工作之前，必须进行全面的现场分析，了解环境因素的干扰影响，并采取相应措施以规避不利因素。在桥梁结构检测环节中，应尽量避免在温度过高或过低的环境下进行检测。极端的温度条件会导致材料性质的变化，进而影响到结构的应变和响应。因此，需要合理选择检测的时间和环境条件，确保温度在合适的范围内进行检测。湿度变化或不适宜的湿度条件导致光纤传感器的性能受到影响，进而影响到检测结果的准确性。合理取舍检测数据在桥梁工程结构检测的环节，对于同一个位置上不同批次检测所获取的数据往往会存在一定的差异性，所以要对这些数据进行合理的取舍，才能够使得真正的数据反映出桥梁工程的质量水平，执行我国的国家标准，要求对离散性较大的数据进行取舍，以促进检测数据的准确性提高。在检验检测的环节，如果发现数据差异非常的明显，或者相同部位上检测数据存在矛盾，这时不能简单的进行数据取舍，而是要分析形成的原因，并且进行必要的重复性检测，以获得更加准确的信息，桥梁结构的质量分析也会更加明确。为了能够降低检测过程中存在的误差，每一次操作都严格执行标准要求，落实各项工作流程，保证检测效果，达到要求。检测人员的素质、环境、工程质量等各个方面都会给检测精度造成一定的影响，必须将误差控制在合理的范围之内，提高检测的效果。如果误差比较大，应及时进行重复检测，以掌握各项检测数据信息，以免出现严重的缺陷问题。提高检测人员素质桥梁检测机构配置高水平的工作人员，加强检测团队的建设，采取持证上岗的方式，确保人员符合当前桥梁工程检测的需要。在日常工作中全面落实各项培训和教育工作，使得各级检测工作人员掌握光纤光栅传感技术检测的流程和技巧，确保各项检测作业顺利完成。对各级人员进行全面的考核，具备较高的专业技术和道德水平，让光纤光栅传感技术全面应用到实际中。结语桥梁工程是人类社会发展的重要基础设施，关系到整个社会的发展和进步，所以必须加强桥梁工程质量检测，满足到了交通通行的需要。就目前来说，桥梁工程领域全面建设之下，混凝土桥梁检测中应用光纤光栅技术进行质量检测，及时发现存在的质量缺陷与问题，保证桥梁工程质量，以免影响道路交通的正常通行。在今后发展中，要全面落实光纤传感技术的研发和使用，不断的拓展应用范围，促进我国桥梁事业进一步发展。（作者单位：中交长大桥隧技术有限公司）