方玉朝
中电科思仪科技股份有限公司 山东青岛 266555
摘要：随着经济的发展，我国的现代化建设的发展也有了提高。现代电子信息、传感技术和网络技术的高速发展，为传统土木行业工程测试测量带来了新的技术手段和应用前景。近十几年来，桥梁结构安全监测的快速发展和应用正是体现了新技术和传统土木行业的融合促进。然而目前较成熟的桥梁安全结构监测系统基本是通过大量布设点式传感器，通过局部测量来评估桥梁结构的整体安全状态。随着近几年分布式光纤传感技术在国内的研发应用，可以实现桥梁结构长距离大范围的分布式连续应变测量，是目前桥梁结构安全监测良好的补充内容。
关键词：分布式光纤传感；桥梁结构应变测量；应用技术研究
引言
在区域经济交流的过程中，交通网属于重要的沟通载体，桥梁工程作为交通网的重要组成部分，其施工质量也将直接影响到整个工程的运行质量。随着施工技术体系的不断完善，桥梁工程的施工规模也在不断扩大，为了确保整个桥梁工程的顺利推进，需要采取相应技术做好测量工作，从而为后续施工活动的顺利开展奠定坚实的基础。
1测量应用实现方法
1.1传感光缆选型与布设工艺
普通单模光纤可作为传感元件，满足传感功能，但封装方式不利于工程施工。粗犷的施工环境下布设纤细的光纤很容易发生弯折导致光损过大甚至光纤折断无法完成测量。工程应用中，传感光缆需要特定的封装设计，使其具有良好的耦合性、应变传递性和高强度保护性。目前可采用两种不同封装的传感光缆，金属基索状应变感测光缆和玻璃纤维复合基应变感测光缆。布设方式分预埋式和表贴式两种。预埋式布设适合应用在新建桥梁结构，将金属基索传感光缆预拉用扎带固定在待测位置的钢筋上，传感光缆两端标注光纤位置和进出线端。浇筑完成后，根据实际应用环境使用适合长度的铠装通讯光缆作为延长链路与传感光缆熔接，并将通信光缆熔接插头接入光纤传感解调设备。表贴式布设适合应用在役桥梁结构，可将玻璃纤维布传感光缆拉直，用浸渍胶将传感光缆黏贴于被测结构表面。其他工序如前述方法。光缆布设完成，需对传感光缆定位，便于后续剥离应变传感数据，提高分析效率。
1.2 光纤传感分析仪解调设备应用
基于光纤布里渊散射原理可实现多种解调设备的研制，下表列举了分布布里渊测试技术分类：
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本文主要以中电41所自主研发和生产的6419 BOTDR设备来阐述分布式光纤传感技术在实际工程中的应用。6419光纤应变分布测试仪能够同时测试光纤的应变分布、损耗分布以及各距离点的布里渊散射谱，具备3D及多种分布参数同时显示功能，具有应变测试精度高、重复性好以及单端无损测试等优点，是光纤通信及光纤传感领域不可或缺的测量仪器。6419光纤应变分布测试仪广泛应用于桥梁、大坝、隧道、高大建筑、石油钻井平台等的健康状态检测，山体滑坡、泥石流等地质灾害的预测预报，大型海上舰艇、航天航天器等智能结构的健康状态检测等领域。
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6419 光纤应变测试仪采用BOTDR原理，可实现长距离、高分辨率、高精度分布式应变测量。该产品已在多个领域具有工程应用，以下是公司产品在桥梁基桩项目中典型测试案例。
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测试中传感光纤采用预埋式布设方式，将传感光纤直接浇筑在基桩结构中。从左图中可看出光纤的前端、后端以及基桩底部部分均未受到加压所产生应力的变化，右图测试曲线也验证这一结论。且随着对基桩加压，整个桩身将受到的应力传到所掩埋的传感光纤中，光纤传感分析仪将得到传感光纤所产生的变化，解调出光纤中的所有受力区域以及受力应变的大小。由实验测试曲线图可形象直观的观察受力区域，这也是分布式光纤测试仪的无盲区优点。
2道路施工中桥梁测量的方案探讨
2.1控制网复测与控制点加密技术
在桥梁工程测量的过程中，控制网复测与控制点加密技术属于常用的测量手段。例如，某工程作业区域基层结构为软土路基，对此在施工过程中需要做好控制网密度的控制工作，控制网的密度主要与桥梁工程的恒跨度、功能属性、外观属性等因素有关，结合相关数据信息，适当调整区域测量过程中的控制网密度，从而为桥梁工程的顺利施工提供有效指引。在控制点控制过程中，与其也比较类似，可以通过优化整个控制点分布情况，来提升整个测量结果的准确性，为后续桥梁工程施工的顺利推进奠定坚实的基础。
2.2桥梁下部结构测量技术
在桥梁工程施工中，桥梁下部结构是重要的支撑结构，该结构的稳定性也将直接影响到上端结构应用的稳定性。例如，某桥梁工程恒跨度相对较大，桥墩作为桥梁下部结构的主体类型，在桥梁墩台定位时，采用了直接丈量法开展各项工作。同时加强墩台尺寸控制，保证尺寸大小合理，墩台位置定位精准。考虑到部分墩台位于水中，此时进行测量和定位时常用全站仪。为保证墩台大小尺寸合理，位置精准，施工中还要对控制网复测。此外，桥梁工程桩基础、承台、立柱、墩帽测量也是不可忽视的环节，要注重提高测量精准度，为桥梁施工创造条件。
2.3桥梁上部结构测量技术
与桥梁下部结构相对应的便是桥梁上部结构，也是桥梁工程施工中需要重点考量的内容。例如，某桥梁工程整体规模较大，桥梁上部结构内容相对繁多，包括T型梁结构、板型梁结构、预应力梁结构、普通梁结构等，在具体的测量过程中，施工单位结合具体的质量控制措施，选择恰当的上部应用结构。为了提升整个测量结果的科学性，选择恰当的测量技术和相应的测量方式，从而有效提升工程测量质量，促进桥梁工程的稳定发展。
结语
综上所述，在桥梁结构应变和挠度测量中，传统测量方法因其自身缺陷无法满足现阶段对桥梁结构试验检测的要求，如测量精度不达标、测量效率低下。基于此，加强测量新技术的研究分析是工程建设的必然要求,应用分布式光纤传感技术能测量混凝土内部的整体分布应变，并用动态规化理论处理数据，准确而又快速的评估了桥梁的使用状态及寿命并采取相应措施。
参考文献
[1]丛佃伟，卢成静，孟键，等.多传感器远程桥梁监测技术研究[J].测绘科学与工程，2007（3）：47~50.
[2]王建华，胡大琳，白鹏翔.桥梁静动载试验应变测量新技术[J].重庆交通大学学报，2006（2）：16~19.