橋梁在一個(gè)國家的交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要位置,橋梁缺陷檢測(cè)和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是保證橋梁安全運(yùn)營的重要手段。一般來說，橋梁對(duì)于安全性、可靠性、耐用性、穩(wěn)定性的需求是非常之高的。在橋梁的使用過程中，如何才能對(duì)橋梁經(jīng)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控呢？溫度傳感器就為我們解決了這個(gè)難題，溫度傳感器應(yīng)用在橋梁中可實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀況的長(zhǎng)期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并為將來評(píng)估橋梁的損傷狀況提供依據(jù)。
一種常見橋梁實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中溫度傳感器的位置（資料圖）
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)
橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）是一種基于傳感器的主動(dòng)防御型方法，可以彌補(bǔ)目前安全性能十分重要的結(jié)構(gòu)中，把傳感器網(wǎng)絡(luò)安置到橋梁、建筑和飛機(jī)中，利用傳感器進(jìn)行SHM檢測(cè)是一種可靠且不昂貴的做法，可以在第一時(shí)間檢測(cè)到缺陷的形成。這種網(wǎng)絡(luò)可以提早向維修人員報(bào)告在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷，從而避免災(zāi)難性事故。
光纖光柵傳感器中的溫度傳感器類型
傳統(tǒng)的橋梁缺陷檢測(cè)主要采用電類傳感器的應(yīng)變測(cè)量技術(shù),這種方法存在易受電磁干擾、布線復(fù)雜、時(shí)效性低等問題,并且所測(cè)量的瞬時(shí)結(jié)果不能準(zhǔn)確連續(xù)預(yù)報(bào)橋梁工作狀態(tài)。光纖光柵(FiberBragggrating,FBG)傳感器相對(duì)于傳統(tǒng)的電檢測(cè)技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為:耐久性好,適于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè);無火花,適于特殊監(jiān)測(cè)領(lǐng)域;既可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)測(cè)量,也可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)分布式測(cè)量等。這些優(yōu)點(diǎn)使光纖光柵傳感器受到土木工程領(lǐng)域特別是橋梁檢測(cè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。
而具體到光纖光柵傳感器中的溫度傳感器，則可以分為土木用（要求密封好，防水、防潮、防腐蝕）、電力用（要求絕緣耐壓、耐高溫）和石化（要求防爆）用溫度傳感器，按照安裝方式，可以分為表面式（安裝在待測(cè)物表面）和埋入式（針對(duì)土木監(jiān)測(cè)，埋入混凝土結(jié)構(gòu)中），按照出纖方式，可以分為單端傳感器（應(yīng)用在電力高壓開關(guān)柜）和雙端傳感器（應(yīng)用在隧道、大型結(jié)構(gòu)、橋梁、電纜溝、油罐等行業(yè)）。
橋梁監(jiān)測(cè)中的溫度傳感器的作用
在混凝土施工過程中，將數(shù)字溫度傳感器裝入導(dǎo)熱良好的金屬套管內(nèi)，可保證傳感器對(duì)混凝土溫度變化作出迅速的反應(yīng)。每個(gè)溫度監(jiān)測(cè)金屬管接入一個(gè)無線溫度節(jié)點(diǎn)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的無線溫度節(jié)點(diǎn)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞┕けO(jiān)控中心，不需要在施工現(xiàn)場(chǎng)布放長(zhǎng)電纜，安裝布放方便，能夠有效解決溫度測(cè)量點(diǎn)因?yàn)槭┕と藛T損壞電纜造成的成活率較低的問題。
應(yīng)用案例——
一般的橋梁施工中，我們可以用只有普通溫度計(jì)大小的溫度傳感器，將其隨混凝土灌澆入橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。根據(jù)其測(cè)出的數(shù)據(jù)，施工人員可隨時(shí)調(diào)整，使橋梁工程質(zhì)量得到精確保障。文章最后，小編為您簡(jiǎn)要介紹兩個(gè)具體的應(yīng)用案例：
1 南京長(zhǎng)江第三大橋施工監(jiān)測(cè)
2005年，在南京三橋深水基礎(chǔ)施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中，共布設(shè)了397個(gè)光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器,是目前國際上施工控制中布設(shè)光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器最多的橋梁。該監(jiān)測(cè)項(xiàng)目將光纖光柵溫度傳感器應(yīng)用于南京三橋承臺(tái)大體積混凝土溫度場(chǎng)監(jiān)測(cè)中取得了良好的控制效果,帶來了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。
2 哈爾濱四方臺(tái)松花江大橋該監(jiān)測(cè)
該項(xiàng)目在橋上共布設(shè)了60只光纖光柵傳感器。歷經(jīng)近3年的考驗(yàn),光纖光柵應(yīng)變和溫度傳感器的成活率達(dá)到90%以上。在大橋成橋試驗(yàn)和運(yùn)營階段,該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較好地監(jiān)測(cè)了結(jié)構(gòu)的局部應(yīng)變,為成橋質(zhì)量評(píng)價(jià)和運(yùn)營階段的安全評(píng)價(jià)提供了可靠的數(shù)據(jù)。
