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一、系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計

1、分布式光纖應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)方案應(yīng)根據(jù)被測結(jié)構(gòu)的類型、受力特點和易受損傷部位進行專項設(shè)計，宜與主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

2、系統(tǒng)方案應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況進行設(shè)計，并遵循以下原則：

（1）傳感光纜應(yīng)沿結(jié)構(gòu)通長布置，對結(jié)構(gòu)變形（應(yīng)變）、內(nèi)力進行全覆蓋性的監(jiān)測；

（2）傳感光纜布置方案設(shè)計時，應(yīng)合理利用結(jié)構(gòu)對稱性，對結(jié)構(gòu)非關(guān)鍵部位可適當減少傳感光纜的用量。

3、系統(tǒng)方案設(shè)計應(yīng)包括傳感子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)以及用戶端子系統(tǒng)等四部分。

4、系統(tǒng)方案設(shè)計應(yīng)考慮長期性、穩(wěn)定性、實時性、全面性、準確性和經(jīng)濟性等特性需求，并以ZUI小成本為目的進行合理優(yōu)化。

5、系統(tǒng)方案設(shè)計應(yīng)考慮電力供應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)通訊的需求，保障系統(tǒng)24小時穩(wěn)定運行。

二、傳感子系統(tǒng)設(shè)計方案

1、適用于橋梁、道路、隧道、城市綜合管廊和軌道交通等基礎(chǔ)建設(shè)結(jié)構(gòu)設(shè)施的傳感光纜應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）單個傳感光纜回路布設(shè)的總長度不應(yīng)超過100公里；

（2）對于長距離大范圍的結(jié)構(gòu)靜態(tài)或擬靜態(tài)變形測量，傳感光纜的測點空間分辨率應(yīng)在10cm~200cm之間選擇。

2、傳感光纜布置方案設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)靜、動力特性分析結(jié)果，并結(jié)合結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性，確定結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形較大以及易受損傷的關(guān)鍵部位。

3、傳感光纜的布設(shè)位置應(yīng)根據(jù)被測結(jié)構(gòu)的類型、受力特征、重要性以及易損性分析確定，并在結(jié)構(gòu)關(guān)鍵受力區(qū)域、關(guān)鍵構(gòu)件或已產(chǎn)生損傷的位置進行加密布設(shè)。

4、應(yīng)變傳感光纜應(yīng)在結(jié)構(gòu)變形縫或誘導(dǎo)縫處設(shè)置溫度補償松弛段，傳感光纜松弛段長度根據(jù)光線解調(diào)儀空間分辨率確定，傳感光纜松弛段間距不宜大于30m或小于2m。

5、橋梁結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變傳感子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足下列規(guī)定：

（1）根據(jù)監(jiān)測需求，分別設(shè)計橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)的傳感光纜布置方案；

（2）根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的空間溫度梯度分布，設(shè)計溫度傳感光纜布置方案，被測結(jié)構(gòu)各區(qū)域溫度場；

（3）根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)類型，傳感光纜布置方案中應(yīng)包含對表2.5中結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的監(jiān)測。

表2.5不同類型橋梁應(yīng)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位

6、道路結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變傳感子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足：

（1）根據(jù)道路類型、等級、地基以及水文條件的不同，綜合設(shè)計傳感光纜的布置方案；

（2）根據(jù)道路具有多層介質(zhì)的特征，應(yīng)在各介質(zhì)層底分別設(shè)計監(jiān)測應(yīng)變和溫度的縱向、橫向或縱橫向交叉的傳感光纜布置方案；

7、隧道結(jié)構(gòu)分布式光纖應(yīng)變傳感子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足：

（1） 根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)圍巖等級以及水文地質(zhì)條件的不同，綜合設(shè)計傳感光纜的布置方案；

（2）設(shè)計沿隧道縱向通長布置應(yīng)變傳感光纜，若條件受限無法實現(xiàn)通長布置，應(yīng)選擇變形或內(nèi)力較大處作為監(jiān)測區(qū)域；

（3）設(shè)計沿隧道縱向通長布置溫度傳感光纜，監(jiān)測隧道結(jié)構(gòu)溫度場分布；

（4）在隧道圍巖等級較低、裂隙發(fā)育、隧道結(jié)構(gòu)變形或內(nèi)力較大處設(shè)計沿隧道斷面通長布置應(yīng)變傳感光纜；

（5）根據(jù)隧道施工類型的不同，傳感光纜布置方案中應(yīng)包含對表2.7中結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的監(jiān)測。

表2.7不同類型隧道應(yīng)變監(jiān)測的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位

8、城市綜合管廊分布式光纖應(yīng)變傳感子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足：

（1）根據(jù)管廊結(jié)構(gòu)形式、功能分類、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件的不同，綜合設(shè)計傳感光纜的布置方案；

（2）沿管廊縱向通長布置應(yīng)變傳感光纜，在管廊結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位沿截面通長布置應(yīng)變傳感光纜；

（3）沿管廊縱向通長布置溫度傳感光纜，監(jiān)測管廊結(jié)構(gòu)溫度場；

（4）對于城市綜合管廊，應(yīng)變傳感光纜布置方案中應(yīng)包含對表2.8中結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的監(jiān)測。

表2.8城市綜合管廊應(yīng)變監(jiān)測的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位

9、對于軌道交通結(jié)構(gòu)傳感子系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足2.5及2.7的要求，傳感光纜布置方案中應(yīng)包含對表2.9中結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的監(jiān)測。

表2.9軌道交通廊應(yīng)監(jiān)測的結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位

三、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計方案

1、根據(jù)分布式光纖應(yīng)變溫度監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集需求宜采用集中式數(shù)據(jù)采集方式。

2、采集設(shè)備按照其采集的時間頻度、頻次和時間間隔等內(nèi)容，可采取全時采集、定時采集、觸發(fā)采集和混合采集四種模式，應(yīng)依據(jù)分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)需求和結(jié)構(gòu)特點進行選擇。

3、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計抗干擾措施，提高信號的信噪比。

4、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)工作時宜進行數(shù)據(jù)、時間自校準，若無自校準，應(yīng)定期進行檢測并進行人工校準。

5、數(shù)據(jù)采集以及傳輸子系統(tǒng)的硬件設(shè)備應(yīng)滿足各部分間的連接牢固和數(shù)據(jù)的傳輸穩(wěn)定。

6、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)綜合考慮數(shù)據(jù)傳輸距離、工程特點及現(xiàn)場條件、網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況、已有的通信設(shè)施等因素靈活設(shè)計，選取合適的數(shù)據(jù)傳輸連接方式。

四、光纜布設(shè)施工方案

1、光纜布設(shè)前應(yīng)根據(jù)分布式光纖應(yīng)變溫度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案，通過劃線、標記方式確定施工位置，計算光纖長度，并提前準備輔助安裝器材，具體包括：

（1）開槽機：用于結(jié)構(gòu)表面的開槽處理，應(yīng)具備足夠切割強度；

（2）光纖切割刀：用于切割光纖；

（3）光時域反射儀（OTDR）：用于測量光纖衰減、接頭損耗、定位光纖故障點以及分析光纖沿長度損耗分布；

（4）光纖熔接機：用于光纖的熔接、保護以及斷點的修復(fù)。

2、傳感光纜的布設(shè)方式應(yīng)采用粘貼法、開槽法、預(yù)埋法及模板預(yù)留槽法，且每種方法均應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)外表美觀的要求。

3、根據(jù)被測結(jié)構(gòu)類型的不同，傳感光纜的布設(shè)應(yīng)參考表4.3的方式。

表4.3不同結(jié)構(gòu)傳感光纜的布設(shè)方式

4、采用粘貼法布設(shè)傳感光纜時，應(yīng)事先打磨處理待粘貼結(jié)構(gòu)的表面，并做表面抹平處理；粘貼過程中，宜將光纜間隔一定距離初步固定于結(jié)構(gòu)表面；與結(jié)構(gòu)連接時，應(yīng)將粘結(jié)劑均勻地涂抹在光纜表面及其周圍，確保光纜與結(jié)構(gòu)的有效連接。

5、采用開槽法布設(shè)傳感光纜時，應(yīng)事先切割出或預(yù)留適宜光纜鋪設(shè)的凹槽，并做表面抹平處理；粘貼過程中，宜將填充材料均勻涂抹于凹槽的底面及側(cè)壁，確保光纜受力均勻，與結(jié)構(gòu)連接緊密。

6、采用預(yù)埋法布設(shè)傳感光纜時，需在結(jié)構(gòu)澆筑施工之前，將傳感光纜綁扎于受力鋼筋的關(guān)鍵位置，并要確保混凝土澆筑施工過程中不會影響傳感光纜的工作性能。

7、采用模板預(yù)留槽法布設(shè)傳感光纜時，需要依據(jù)支模方法預(yù)留出安裝傳感光纜的坑槽，待傳感光纜安裝在坑槽內(nèi)之后，再澆筑填充材料，確保傳感光纜連接的牢固性和耐久性。

8、傳感光纜的布設(shè)施工過程中，宜利用傳感光纜的米標，每隔一定距離進行記錄，實現(xiàn)測點與所測結(jié)構(gòu)位置的一一對應(yīng)。

9、傳感光纜布設(shè)過程中，傳感光纜特殊記錄點宜包括：傳感光纜與跳線熔接點位置、結(jié)構(gòu)監(jiān)測的起點位置與終點位置、傳感光纜的溫度補償段位置、傳感光纜的各類拐點位置等。

10、傳感光纜的溫度補償段宜選取大于光纜直徑的套管進行套接，并做好套管兩端的封堵，避免結(jié)構(gòu)與松弛段光纜的直接接觸，松弛段光纜長度不宜小于2m。

11、傳感光纜的斷點熔接段應(yīng)采用套管保護，套管的放置應(yīng)在光纖切割前完成。

12、傳感光纜斷點熔接時，應(yīng)將兩端光纜軸線對齊以確保兩端的完好連接，并對光纜熔接段進行保護。

13、傳感光纜端點跳線熔接時，所采用的熔接跳線長度宜大于2m，并應(yīng)采用套管保護熔接段光纜。

14、利用OTDR（光時域反射儀）進行傳感光纜測通時，拔開跳線端頭的扣帽后，應(yīng)確保接頭的潔凈。