栈道悬挑梁长期挠度光纤光栅监测分析
一、监测系统设计
传感器布设
关键部位密集布点:在悬挑梁根部、跨中及端部等应力集中区域,以2米间隔粘贴FBG应变传感器,单根光纤串联多个测点形成连续监测链。
温度补偿:采用双光栅设计(应变+温度),消除温变对挠度数据的干扰。
数据采集
使用高速解调仪(如FGI系列),支持多通道同步采集,采样率最高达400kHz,实现毫秒级动态监测。
硬件级时钟同步技术确保通道间延迟误差<50纳秒,适应栈道复杂电磁环境。
二、挠度分析核心指标
参数 控制标准 技术依据
静态挠度 ≤悬挑长度/400(混凝土结构)910 GB 50010/GB 50017规范要求
动态挠度 实测值≤设计值的1.15倍网架结构验收规范
裂缝宽度 <0.2mm(三级控制)混凝土结构设计规范
三、长期监测数据处理
数据修正
温度修正:通过温度传感器数据建立应变-温度关系曲线,消除季节性温变影响。
沉降修正:对支点不均匀沉降采用插值法修正挠度值。
时间序列分析
采用ARMA模型对挠度数据进行建模,通过ADF单位根检验和平稳化处理(差分法)识别长期变形趋势。
结合有限元模型(如ANSYS)对比实测数据,修正徐变、收缩等时变效应参数。
四、工程应用案例
预警案例:某悬挑栈道因FBG监测发现跨中挠度超限30%,经检查为支座锈蚀导致,及时加固避免坍塌。
技术优势:FBG传感器可实现20年稳定监测,抗电磁干扰,适用于潮湿、腐蚀性环境。
注:2024年新规要求悬挑长度≥2.5m的结构需考虑竖向地震作用,监测系统需增加振动加速度模块
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