光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用

光纤光栅（FBG）传感技术凭借高灵敏度、强抗干扰和耐腐蚀等优势，克服了传统应变计在长期监测中的不足，支持分布式应变、温度等多参数测量，已成为桥梁健康监测的首选方案。

光纤光栅传感技术原理

光纤光栅（FBG）传感技术通过调制布拉格中心波长来感知外界参量变化，属于波长调制型传感器。其核心原理是：当温度、应变或应力改变时，会引起光栅周期或纤芯折射率变化，从而导致布拉格波长发生漂移。特定波长的光被光栅反射，其余光透射，通过解调这一反射中心波长，即可获得被测物理量的信息。

来源《利用ＦＢＧ传感器测试高温合金和陶瓷基复合材料的应变》

传感器布设

某跨河大桥为主航道三跨梁拱组合结构，南北引桥采用大跨径连续箱梁，2019年建成后因交通量与重载车辆增加，需进行结构受力检测以确保安全。在箱梁预制时，将3只光纤光栅（FBG）传感器分别埋设于第2跨的跨中及1/4截面，并牢固粘贴于底板纵向钢筋上。箱梁吊装后，在桥面板钢筋处增布FBG应变与温度传感器。所有传感器均涂覆环氧树脂保护层并加装保护套管，以防施工冲击和混凝土腐蚀。

监测结果分析

布设好传感器后做钢绞线张拉应变检测、静力荷载试验检测以及桥梁运营状况检测，随机选择其中某个截面具体时段检测数据绘制主梁应变曲线，主梁顶板受压（平均应力-29.8 MPa，微应变约150με），底板受拉（平均应力-41.0MPa，微应变160~248με），受力趋势合理。与竣工静载试验结果对比表明，桥梁实际运营应力处于预期范围内，结构响应正常。

来源《光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用》

总结

应用表明，经合理保护的光纤光栅（FBG）传感器能有效抵抗施工冲击，数据稳定可靠。相比传统电阻应变片，内埋式FBG传感器在稳定性、可靠性和耐久性方面表现更优，适用于预应力桥梁结构的长期受力监测。

全文提炼于《光纤光栅传感技术在桥梁结构内部应变检测中的应用》