國研院開發 全橋監測系統
高鐵烏溪橋段應用光纖監測系統。(國震中心提供)
用光纖防護橋樑安全 0.01公分都能測得到
〔記者簡惠茹/台北報導〕南方澳斷橋事件後,全台橋樑安全如何監測成為全民關心焦點。國研院國震中心全球首創以光纖技術開發出全橋監測系統,可以自動化全天監測、即時提供結構資訊發出預警,連○.○一公分內的細微沉陷都能測得到,一旦橋樑需要維修就會提出預警。
國研院國震中心開發出適合台灣一般跨河長橋使用的「全方位全橋光纖監測系統」,不論平日或發生災害時,都可以二十四小時全方位監測橋樑狀態,一旦橋樑發生異常狀況,可以即時透過雲端通訊,將異常地點與狀況通知橋樑管理單位進行緊急處置,也可以結合交通號誌,第一時間內就禁止人車通行。
過去橋樑檢測工作多仰賴人工巡查維護,但是人工費時、更有許多死角無法即時檢測,國震中心副研究員李政寬指出,國研院從八八風災後就開始思考建置台灣適合的觀測系統,觀測面向包含橋面快倒塌的時候,伸縮縫可能會先被拉開、鋼纜震動頻率、橋樑高度和角度改變,系統會偵測出這些橋樑變化,即時提供給橋樑管理單位,需要維修會提出警示。
李政寬說明光纖監測原理,他指出,使用玻璃材料製作而成的光纖,內部會加工設置光柵,打入寬頻光後,光柵做為感測器,會反射不同波長的光,一旦光纖受到外部施壓或拉力時,光就會出現不同波長的改變,經過光柵感測後,就能計算出橋樑哪邊出現變化。
「精確、穩定、省錢、省力,還能即時通訊。」李政寬說,由於全套光纖監測系統都是國內自主研發,成本比國外進口電子設備低一半,每公里成本約兩百萬到三百萬元,此系統目前已經應用於中山高五楊高架段,長期監測該路段,也應用於台北大直橋、宜蘭白米橋、高鐵苗栗邊坡的維修工程、高鐵台中烏溪橋基礎補強工程等。