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科技新动力丨中建科技《工程建设安全光纤智慧与诊治技术研究及应用》获全国一等奖！
成就斐然
《工程建设安全光纤智慧与诊治技术研究及应用》是在我国工程建设由数量增长转向高质量发展背景下，为应对工程建设对实时、高精度和长距离安全监测三大挑战，研发的适用于工程建设安全监控的光纤智慧感测系统与诊治技术，实现了工程建设中振动、应变、应力、变形、温度等多物理量的分布式监测，为既有建筑改造、复杂或大型建筑施工过程监控提供了强有力的工具。研究成果已成功应用于国内二十余项重大工程项目，在结构健康监测、道路与铁路、水利工程以及暖通油气管道等应用场景中实现了全生命周期监测。
基于光纤智慧感测的工程建设安全监测与诊断技术项目的主要研究成果有：
1.根据建筑施工过程中对变形、腐蚀、温度、振动等多种参量实时监测的要求，研发了相应的分布式光纤感测设备及光纤传感器现场布设工法；
2.针对建筑施工多场景、多工序、配合复杂和监测要求多样等特点，研发了与之相匹配的光纤原位监测方法；
3.针对复杂的工程施工环境，研发了分布式光纤智慧感测系统，提出了基于光纤数据的工程诊治工法。系列成果的应用能够显著缓解房屋建筑中高危险性施工的安全问题，有效降低施工过程中安全事故发生率，保证工程顺利进行。智慧光纤检测的典型应用案例包括深圳市建筑工程质量监督和检测实验业务楼综合改造和提升项目、清华大学深圳国际校区（一期）工程、深圳市城市轨道交通12号线工程海上田园站等。
生动实践
深圳市建筑工程质量监督和检测实验业务楼综合改造和提升项目为2016年开始实施的既有公共建筑性能提升改造工程。项目位于深圳市福田区振兴路1号。改造前建筑面积7597平方米，改造后8326平方米。项目由两栋建筑组成，其中南楼建造于1991年，为框架结构。北楼建造于1984年，为砖混结构。该项目改造前为实验用房，改造后为办公用房。该建筑北楼一层需要将原隔间办公室改造成为敞开式食堂，因此需新增框架梁并拆除旧有砖墙承重结构。为应对拆除旧有结构的坍塌风险，在新建框架梁上布置了光纤光栅微应变监测系统。通过该系统，实时获得了砖墙拆除过程中框架梁体的结构表现，保障了拆除施工的安全稳定性，比原满堂回顶支撑再新增梁柱的传统施工方案成本降低40%，大大缩短工期。
梁结构贴应变计
埋入式应变计应变时程曲线
清华大学深圳国际校区（一期）工程中布设应变光纤和温度光纤，用于桩、柱、梁的应力和温度监测，其中，光纤与光纤分析仪独立。所使用的分布式光纤传感，基于布里渊散射，监测范围为 30 公里，每 10-25 厘米 1 个数据点，空间分辨率为 75 厘米，精度为 20 微应变。
清华大学深圳国际校区（一期）工程光纤传感器的安装指导
地铁12号线光纤设置图
效益显著
应用效果显示，该技术能对施工过程进行严密的实时监控，精度高、稳定性好、分析方法科学准确，使得监测结果精准，为施工过程提供实时预警，还为施工科学决策与进程提供强有力的数据支持，实现精细化施工，提高了房屋建筑中施工质量安全的技术水平，推动了先进测量及通讯科技等科技在建筑施工领域的发展应用。
光纤智慧感知技术将现代信息通讯的高新科技成果应用于施工过程中，符合中国建筑业全面进入智慧建造、科技建造、精益建造的时代要求。该技术具有监测精度高、监测实时性好、抗干扰稳定性强、寿命长、无人控制远程操作等特点，能为施工过程提供实时预警，能够大大提升复杂工况和不利条件下施工的安全性，形成显著的安全效益。同时该技术给既有建筑改造、复杂或大型建筑主体结构施工等高难度施工过程提供了强有力的工具，在确保结构施工安全的前提下，提高建筑的工程质量，大大降低施工费用，缩短施工工期。该技术未来能广泛应用于既有建筑结构改造施工、基坑与边坡施工、地下工程临近施工、复杂或大型建筑主体结构施工中，具有科技建造示范效应、显著的社会效益与经济效益。
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