基于BOTDA技术的预应力钢绞线分布式应力监测技术研究

基于BOTDA技术的预应力钢绞线分布式应力监测技术研究
丁勇1，2，呙于平1，杨广忠1，杨洋洲2
(1.中国一治有限公司，湖北武汉430081；2.南京理工大学理学院，江苏南京210094)
[摘要]介绍了一种利用分布式光纤传感技术监测预应力混凝土中预应力钢绞线应力、应变状态的新方法。通过在钢绞线表面布设分布式传感光纤，并安装在预应力混凝土的波纹管内，与同一波纹管中的其他钢绞线同时受拉变形，对预应力钢绞线应变进行分布式测量，从而实现预应力混凝土中预应力钢绞线的分布式应力监测。该技术在某高架桥预应力混凝土横梁中成功应用，揭示了预应力钢绞线应力衰减的变化过程。

内容摘抄：

1监测技术基本原理
用塑料绑扎带每隔30~50cm将要测量的预应力钢绞线测量段与传感光纤初步绑定，如图1所示。光纤在绑定时尽量绷直，随后用结构胶对测量的预应力钢绞线与传感光纤进行最终固定。

2现场试验
采用基于B0TDA技术的分布式传感光纤技术监测大体积预应力混凝土中的钢绞线应力状态，研究预应力钢绞线在工作期间的应力衰减状况。通过在钢绞线表面布设分布式传感光纤，使之能够感应钢绞线的变形，可以实现对钢绞线应力、应变状态的实时监控，监控人员在室内对钢绞线的应力、应变数据进行实时分析与处理，给出科学准确的结构健康评估结论。

3数据处理与分析
本次试验所用的监测仪器为瑞士进口DITEST,监测得原始数据是钢绞线张拉之后各时段的布里渊散射光频移值△（z),而且钢绞线监测段的两端还冗余有一定长度的光纤，这一部分的数据是无用的，所以在得到原始的数据后还需要进行有效数据的提取和处理，如图5所示。

4结语
基于BOTDA技术的分布式光纤传感技术为基础，通过在预应力混凝土中的钢绞线上布设分布式传感光纤，使其能感知钢绞线的变形，最终确定预应力钢绞线的应力、应变数据。通过对某高架桥工程72，74号预应力混凝土横梁的监测结果表明：基于BOTDA的分布式光纤监测技术可用于预应力混凝土构件的预应力监测，具有可分布式监测、耐久性好、抗干扰性强、精度高、测量数据丰富等诸多优点。

（略）

投稿会员：可爱莹