機敏網傳感器及其在橋梁裂縫監測中的應用
3.2 傳感器安裝
考慮到兩座索塔的建造結構相同,相對應結構區域的受力情況是一樣的,并且從兩座索塔已經出現的裂縫情況來看,裂縫的發生發展也是相似的,因此在設計機敏網和中間處理器的布設方案時,只針對索塔結構出現裂縫比較嚴重的區域布設機敏網,如圖7所示。機敏網以布設線徑0.05 mm的漆包線為主,可最大限度地感知索塔結構出現的細微裂縫。本文引用地址:http://www.104case.com/article/159330.htm
3.3 監測機制
安裝調試完成后,機敏網傳感器24 h不間斷監測索塔結構內外表面裂縫的發生發展情況。一旦監測區域出現裂縫并且達到一定寬度時,產生的應變會造成相應區域漆包線的斷裂,中間處理器會將漆包線的斷裂信息發送到設置在橋梁現場監控中心的工控機中,再通過GPRS網絡將信息傳回到遠程監控中心,由服務器對機敏網的斷裂數據進行分析并及時更新機敏網的斷裂時間和狀態。如果斷裂的漆包線達到一定數量,則可以通過專門的軟件模擬重現裂縫的發生發展狀態,給橋梁業主提供裂縫信息,及時采取相應的維修和加同措施,如圖8所示。
4 應用效果
索塔上安裝的機敏網傳感器有效監測3年時間,獲取了索塔結構內外表面裂縫發生發展的大量監測數據。其中,2號索塔機敏網比較集中地出現了斷裂情況,從監測數據來看(見表2),2號索塔內部機敏網斷裂超過50%的區域有8處。經技術人員現場檢測證實,可見裂縫寬度在0.06~0.2 mm之間,均為舊裂縫繼續擴展產生,其中多處布設了機敏網傳感器的監測區域裂縫擴展情況較為明顯,如圖9所示。
5 結語
對橋梁進行結構健康監測意義重大,這是一個融合了多學科的研究領域,傳感技術在其中發揮了重要作用。針對斜拉橋索塔的裂縫監測需要,在機敏網傳感技術的基礎上,提出了一種監測混凝土結構表面裂縫寬度的方法。通過大量實驗研究,掌握了漆包線斷裂與裂縫寬度的對應關系,根據獲取的大量裂縫寬度監測數據統計出不同線徑的漆包線能夠監測到的不同寬度的裂縫。這一研究豐富了機敏網傳感器的功能。在工程應用中,實現了對橋梁索塔裂縫發生發展及裂縫開裂程度(寬度)的長期遠程在線監測,保障了橋梁結構安全。
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