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一、系統(tǒng)技術方案設計

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

2、系統(tǒng)方案應結合現(xiàn)場實際情況進行設計，并遵循以下原則：

（1）傳感光纜應沿結構通長布置，對結構變形（應變）、內(nèi)力進行全覆蓋性的監(jiān)測；

（2）傳感光纜布置方案設計時，應合理利用結構對稱性，對結構非關鍵部位可適當減少傳感光纜的用量。

3、系統(tǒng)方案設計應包括傳感子系統(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)方案設計應考慮長期性、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)方案設計應考慮電力供應與網(wǎng)絡通訊的需求，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建設結構設施的傳感光纜應符合下列規(guī)定：

（1）單個傳感光纜回路布設的總長度不應超過100公里；

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

2、傳感光纜布置方案設計時，應根據(jù)結構靜、動力特性分析結果，并結合結構或構件的重要性，確定結構內(nèi)力、變形較大以及易受損傷的關鍵部位。

3、傳感光纜的布設位置應根據(jù)被測結構的類型、受力特征、重要性以及易損性分析確定，并在結構關鍵受力區(qū)域、關鍵構件或已產(chǎn)生損傷的位置進行加密布設。

4、應變傳感光纜應在結構變形縫或誘導縫處設置溫度補償松弛段，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、橋梁結構分布式光纖應變傳感子系統(tǒng)的設計應滿足下列規(guī)定：

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

（2）根據(jù)橋梁結構的空間溫度梯度分布，設計溫度傳感光纜布置方案，被測結構各區(qū)域溫度場；

（3）根據(jù)不同的橋梁結構類型，傳感光纜布置方案中應包含對表2.5中結構關鍵部位的監(jiān)測。

表2.5不同類型橋梁應監(jiān)測的結構關鍵部位

6、道路結構分布式光纖應變傳感子系統(tǒng)的設計應滿足：

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

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

7、隧道結構分布式光纖應變傳感子系統(tǒng)的設計應滿足：

（1） 根據(jù)隧道結構圍巖等級以及水文地質條件的不同，綜合設計傳感光纜的布置方案；

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

（3）設計沿隧道縱向通長布置溫度傳感光纜，監(jiān)測隧道結構溫度場分布；

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

（5）根據(jù)隧道施工類型的不同，傳感光纜布置方案中應包含對表2.7中結構關鍵部位的監(jiān)測。

表2.7不同類型隧道應變監(jiān)測的結構關鍵部位

8、城市綜合管廊分布式光纖應變傳感子系統(tǒng)的設計應滿足：

（1）根據(jù)管廊結構形式、功能分類、地質及水文地質條件的不同，綜合設計傳感光纜的布置方案；

（2）沿管廊縱向通長布置應變傳感光纜，在管廊結構關鍵部位沿截面通長布置應變傳感光纜；

（3）沿管廊縱向通長布置溫度傳感光纜，監(jiān)測管廊結構溫度場；

（4）對于城市綜合管廊，應變傳感光纜布置方案中應包含對表2.8中結構關鍵部位的監(jiān)測。

表2.8城市綜合管廊應變監(jiān)測的結構關鍵部位

9、對于軌道交通結構傳感子系統(tǒng)的設計應滿足2.5及2.7的要求，傳感光纜布置方案中應包含對表2.9中結構關鍵部位的監(jiān)測。

表2.9軌道交通廊應監(jiān)測的結構關鍵部位

三、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設計方案

1、根據(jù)分布式光纖應變溫度監(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，應依據(jù)分布式光纖監(jiān)測系統(tǒng)需求和結構特點進行選擇。

3、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)應設計抗干擾措施，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)的硬件設備應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)的設計應綜合考慮數(shù)據(jù)傳輸距離、工程特點及現(xiàn)場條件、網(wǎng)絡覆蓋狀況、已有的通信設施等因素靈活設計，選取合適的數(shù)據(jù)傳輸連接方式。

四、光纜布設施工方案

1、光纜布設前應根據(jù)分布式光纖應變溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計方案，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：用于結構表面的開槽處理，應具備足夠切割強度；

（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。

2、傳感光纜的布設方式應采用粘貼法、開槽法、預埋法及模板預留槽法，且每種方法均應滿足結構外表美觀的要求。

3、根據(jù)被測結構類型的不同，傳感光纜的布設應參考表4.3的方式。

表4.3不同結構傳感光纜的布設方式

4、采用粘貼法布設傳感光纜時，應事先打磨處理待粘貼結構的表面，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構表面；與結構連接時，應將粘結劑均勻地涂抹在光纜表面及其周圍，確保光纜與結構的有效連接。

5、采用開槽法布設傳感光纜時，應事先切割出或預留適宜光纜鋪設的凹槽，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壁，確保光纜受力均勻，與結構連接緊密。

6、采用預埋法布設傳感光纜時，需在結構澆筑施工之前，將傳感光纜綁扎于受力鋼筋的關鍵位置，并要確?；炷翝仓┕み^程中不會影響傳感光纜的工作性能。

7、采用模板預留槽法布設傳感光纜時，需要依據(jù)支模方法預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)測點與所測結構位置的一一對應。

9、傳感光纜布設過程中，傳感光纜特殊記錄點宜包括：傳感光纜與跳線熔接點位置、結構監(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，避免結構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采用套管保護，套管的放置應在光纖切割前完成。

12、傳感光纜斷點熔接時，應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，應確保接頭的潔凈。