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。實踐表明,對橋梁工程進(jìn)行客觀、準(zhǔn)確、及時地監(jiān)測,是保證在建橋梁工程質(zhì)量的重要技術(shù)手段,有時甚至是施工中必不可少的步驟之一;同時也是了解成橋(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。為了實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測,傳感系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能:評定荷載,檢查預(yù)先的性能設(shè)計,標(biāo)定異常狀態(tài)或行為和制定維修預(yù)案。
大橋監(jiān)測使用了光纖光柵傳感器進(jìn)行了監(jiān)測。主要監(jiān)測了橋梁內(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3車道雙跨橋有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。在這個項目中一個重要的目的是監(jiān)測預(yù)應(yīng)力筋/混凝土長期特性以評價橋梁所采用的新型CFRP材料的可靠性。而且,通過光纖光柵應(yīng)變傳感器陣列,可以監(jiān)測橋梁的交通狀況,異常荷載情況以及記錄橋梁結(jié)構(gòu)的荷載狀況。通過傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù),比較設(shè)計荷載和實際荷載的差別,有助于評價橋梁設(shè)計效果。
光纖光柵傳感器安裝于碳纖維筋的表面上,通過測量傳感器的應(yīng)變變化可以監(jiān)測碳纖維筋的長期可靠性。由于碳纖維筋被預(yù)拉至8000με,在其服役期間將會出現(xiàn)應(yīng)力釋放的過程,從而使光纖光柵傳感器處于壓應(yīng)力狀態(tài)中。