随着社会经济的发展,道路交通流量、行车速度等随之不断提高,再加上不可预测的不良气候条件的影响,这都将危及桥梁的安全。因此在大跨桥施工完成后建立一套可靠的结构健康监测评估系统是尤为必要的。近年来,大跨度钢管混凝土系杆拱桥在国内得到了迅速发展,拉索系统是该类桥的重要承力构件,通过监测拉索的受力状况,判断和分析拉索的健康状态,已经成为系杆拱桥安全监测的重要内容。 长期以来,由于技术水平的限制,人们对桥梁的健康检测一直以人工方法为主。一般都是由专业技术人员定期到现场对桥梁进行检查,将获得的数据拿回实验室进行分析,然后再给出结论。这种方法一方面不能及时掌握桥梁的运行状况,另一方面需要具有很高专业知识的技术人员,浪费人力、物力。 光纤传感技术是20世纪70年代中期发展起来的一门新技术,它与传统的检测技术相比具有一系列的优点。如灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、防爆性好、抗电磁干扰等,而且结构简单、尺寸小、质量轻、频带宽、可进行温度、应变、压力等多种参数的分布式测量。近年来,光纤传感技术得到了迅速的发展,而光纤光栅传感技术则是光纤传感技术发展的最新阶段。 本文结合具体的工程项目对实现桥梁索力的自动化监测和安全评估开展了深入研究,利用光纤光栅传感器实现对系杆索力和温度的实时数据监测,利用Internet这一平台实现数据的远程传输,在远端实现监测与健康评估。一个完整的健康监测系统由数据采集、数据传输和监测评估三部份组成。数据采集部分负责收集传感器传输的光信号,经波长解调通过计算机串口发送给现场服务器;数据传输部分将上位机送来的索力和温度等监测数据按照特定传输协议通过Internet传送给远端控制中心的客户机;监测评估部分由相应开发的监测评估软件实现数据的处理,图表显示和分析。 论文主要论述了光纤光栅应变传感器,光纤光栅温度传感器以及光纤光栅测力环的工作原理,以及具体实现,分布式光纤光栅监测系统的原理和设计。探讨了计算机RS-232串口和解调仪的通信接口以及客户端监测软件和现场服务器的通信接口。使用Visual Basic 6.0和SQL server 2000,实现了远程数据库的访问与管理,以及设计了远程监测系统的客户端,实现了监测数据的分类管理,远程数据实时,历史的查询和图表显示。