大型土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施，如橋梁、超高層建筑、大跨空間結(jié)構(gòu)、大型水壩、核電站、海洋平臺以及輸油、供水、供氣等生命線系統(tǒng)，由于環(huán)境荷載作用、疲勞效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)和材料老化等不利因素的影響，結(jié)構(gòu)不可避免的會產(chǎn)生損傷累積、抗力減小，甚至突發(fā)事故。目前我國土木工程事故頻繁發(fā)生，如橋梁的突然折斷、房屋驟然倒塌等，造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，已經(jīng)引起人們對于重大工程安全性的關(guān)心和重視。
由于土木工程結(jié)構(gòu)的特殊性，如結(jié)構(gòu)形式多樣、服役周期長、影響結(jié)構(gòu)性能的因素復(fù)雜多變等，對其進(jìn)行監(jiān)測較一般的機(jī)械系統(tǒng)要復(fù)雜得多。目前，光纖光柵傳感器已經(jīng)在很多實際土木工程健康監(jiān)測中得到應(yīng)用，但應(yīng)用最多的領(lǐng)域當(dāng)數(shù)橋梁的安全監(jiān)測, 而在房屋建筑結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的較少。
由于光纖光柵監(jiān)測系統(tǒng)的成本高，我國僅在一些大跨橋上安裝使用，而在房屋建筑中較少應(yīng)用。以上介紹的光纖光柵傳感器在房屋建筑上的應(yīng)用都局限于將傳感器粘貼于結(jié)構(gòu)的表面，與布設(shè)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳感器相比，其傳感器的成活率高，布設(shè)工藝也相對簡單很多。本節(jié)基于光纖光柵的工作原理對裸光纖光柵進(jìn)行封裝，并將封裝好的光纖光柵傳感器應(yīng)用到一幢5層的混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑上，系統(tǒng)研究了提高傳感器成活率的封裝方法與現(xiàn)場布設(shè)工藝，以及光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)與傳輸光纖的保護(hù)措施等，在施工的過程中對該結(jié)構(gòu)的溫度與應(yīng)變變化進(jìn)行了長期監(jiān)測，為建立基于光纖傳感器長期的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測奠定了基礎(chǔ)。
