把长期基线对应到真实测段
长期桥梁监测需要把光纤距离映射到结构位置,并区分粘结测段、引纤、回纤与转接区域。Cui等2026年的研究分析了美国Grist Mill桥一根复合材料梁内的BOTDA感知织物,以2020至2025年的六次无外加荷载现场测量,比较不同测段的基线变化。封面采用桥梁应用场景参考照片;研究对象为原文所述的复合梁。[1]
原研究发现,引纤与回纤的跨次测量变化总体大于粘结结构测段。按物理作用分段后,测量链路本身的变化与结构测段的变化能分别进入统计,避免一个全路径平均值掩盖差异。[1]
回环布设与温度修正共同定义可比条件
该研究采用布里渊光时域分析(BOTDA):泵浦与探测光的受激布里渊相互作用提供沿纤频移,频移同时受轴向应变与温度影响。光纤集成在织物载体中,沿梁内表面粘结形成回环;两个结构测段各约21 m,中间为自由光纤转接区,前后分别连接引纤和回纤。研究选用1 m空间分辨率和500次平均,适用于本次准静态分段比较。[1]
六次测量以2020年12月31日为参考。每次用红外测温仪测量梁底三个可接近位置,以平均表面温度进行当次BOTDA温度修正。进入后处理的应变已经包含这一步修正,随后计算相对参考基线的偏差及逐位置线性漂移。[1]
平均表面温度无法完整描述沿梁温度梯度;光学温度响应修正也保留了梁体热胀冷缩所产生的真实应变。作者将残余温度影响计入现场基线的不确定性,并把漂移斜率作为六次观测的经验描述。[1]
同一组测量,分段与全路径得到不同统计
原文以均方根偏差(RMSD)评价相对基线的一致性,以绝对偏差的第95百分位描述较大偏差群体,并在各位置拟合跨次测量的线性漂移。下表保留2025年相对2020年基线的对照及各指标的统计范围。[1]
| 项目 | 原研究结果与解释条件 |
|---|---|
| 测量范围 | 单座桥的一根复合梁,六次无外加荷载测量;属于周期性现场采集。 |
| 结构段 | 两个粘结结构测段合并:2025年RMSD为292 με,绝对偏差第95百分位为508 με。 |
| 全路径 | 包含引纤、转接与回纤:2025年RMSD为381.1 με,绝对偏差第95百分位为798 με。 |
| 漂移 | 结构段平均斜率−11.2 με/年;全路径为+34.6 με/年,均为跨次基线演化的拟合描述。 |
| 复核 | 局部高漂移位置用于后续筛查;结合可比条件下复测、局部检查或加载试验解释。 |
从布纤记录组织复测与局部检查
结构测段的基线变化仍达到数百微应变量级,温度与测量时点对解释具有实际影响。作者将较高漂移位置列为后续复核目标,并提出增加应变隔离参考光纤和分布式温度补偿。原研究的六次测量支持跨次基线比较与筛查,结构状况判断还需相应的独立验证。[1]
同类项目可以先建立光纤距离、结构位置及测段作用的对应表,再分别保存各段的基线、温度记录与采集条件。每次比较应同时查看结构段统计和全路径统计,并追踪连接、固定、转弯与环境暴露变化。
复测设计可围绕同温度条件、局部加载及参考测量展开:先确认偏差是否复现,再核对实际位置和耦合状态,最后将观测与检查结果联合解释。这样能够把长期基线管理与结构诊断各自所需的证据组织完整。
参考文献
[1] Guoqiang Cui, Rui Wu, Lidan Cao, Sabrina Abedin, Maryam Abazarsa, Tzuyang Yu and Xingwei Wang Long-Term BOTDA Baseline Assessment of a Fiber Optic Sensing Textile on a Composite Bridge Girder. Sensors 26(19), 6198 (2026). DOI: 10.3390/s26196198.


