CN112880578B - 适用于机场道面接缝结构错台监测***及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于机场道面接缝结构错台监测***及监测方法，监测方法基于铁木辛柯经典理论，将布置有FBG的传力杆的监测信号转化为接缝结构板端竖向变形，通过接缝处布置有FBG的传力杆位置处的板端竖向变形可以反映出混凝土板被测区域的错台变形大小以及错台变形形式；本申请所提供的监测***用于机场跑道错台变形监测，通过接缝处布置有FBG的传力杆位置处的板端竖向变形可以反映出混凝土板被测区域的错台形式，该***适用于道面接缝结构错台变形的监测。

Description

适用于机场道面接缝结构错台监测***及监测方法

技术领域

本发明涉及民航机场跑道飞行区接缝结构处错台监测领域，具体涉及一种应用于接缝结构处布置有FBG的传力杆的感测技术。

背景技术

在评估飞行区性能时，道面平整度是最为重要的指标之一，道面平整好坏直接影响飞行器起落及滑行安全，且对道面服用寿命起到重要影响。飞行区发生沉降，脱空等情况将使跑道混凝土道面板发生沉陷，以及道面板内部存在明显温度梯度会使得道面板在板角或板边处曲翘，进而在接缝处形成错台，将直接影响道面平整，因此针对错台监测十分必要，传统的机场道面错台监测方法主要依靠人工利用直尺或三角尺进行测量，自动化程度低，且需要利用航班间隙以及白天的时间进行测量操作，由于监测过程需要逐个接缝进行人力测量，在航班班次密集时间段监测过程会受到影响；且由于人工不能实时监测，因此无法及时发现跑道中产生的错台变形。根据民航道面监测要求，有必要研发一种能够全天时，不受环境干扰，对机场通航干扰小，自动化程度高的监测技术。

将光纤传感技术应用于机场跑道近十几年来已有研究及应用，但是主要是将光纤埋置在道面结构层内(面层如沥青和混凝土层居多)用来监测道面温度变化和在飞行器荷载下道面动力响应，利用光纤感测技术监测机场跑道变形和位移目前鲜有研究，特别是针对适用于接缝处错台监测技术仍处于研究阶段。虽然光纤监测技术具有极好的“感”、“测”功能，但由于其本身存在的存活性以及与周围结构材料变形协调性的问题使其在实际应用上形成主要的技术障碍。

本发明针对此问题，提出了一种适用于机场跑道接缝处错台监测光纤传感技术，该技术基于FBG感测原理，以及接缝结构传荷及受力变形原理设计了FBG—传力杆；并基于铁木辛柯经典理论，提出了一种将含有FBG的传力杆的监测信号转化为接缝结构板端竖向变形的方法，通过接缝结构将布置有FBG的传力杆上的监测信号通过板端竖向变形大小的信号转换方法，经过计算分析能够反映出混凝土板被测区域的错台变形大小和变形形式。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光纤监测技术手段，将若干FBG埋置与传力杆内制作形成布置有FBG的传力杆，通过接缝结构将布置有FBG的传力杆上的监测信号通过板端竖向变形大小的信号转换方法，经过计算分析能够反映出混凝土板被测区域的错台变形大小和变形形式。该技术用于跑道错台变形监测，且适用于道面接缝结构错台变形的光纤监测。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种适用于机场道面接缝结构错台监测***，包括布置有FBG的传力杆传形式，布置形式方法，和传力杆上FBG监测信号转换为错台形变方法。在需要进行错台监测的接缝处中的传力杆中开浅凹槽埋入至少5个FBG，其中至少包含4个用于监测传力杆应变的FBG和一个监测温度的FBG，该温度感测FBG作为温度补偿处理；监测应变的FBG在传力杆沿中点位置对称布置，且所有监测应变的FBG在传力杆上布置位置均靠近中点处并黏贴固定在传力杆浅凹槽的底部，监测温度传感器在FBG光栅刻写段外加套管使其不受传力杆变形影响。根据铁木辛柯理论通过FBG监测的应变大小求得传力杆传递的弯矩和剪力，并通过刚度矩阵法将FBG监测信号最终转化为接缝处板端竖向变形大小；通过多根布置有FBG的传力杆的监测信号可反映出被测接缝处的相邻两块板大致错台变形情况，包括错台变形量和错台变形形式。

所述传力杆表面的浅凹槽是沿传力杆长度方向开设一条宽不大于传力杆直径1/4，深度不超过传力杆直径1/6的浅凹槽，凹槽底部需平整光滑。

所述传力杆浅凹槽中FBG的布置方式为：在传力杆中的浅凹槽中布置至少5根FBG，其中4根用于应变感测的FBG沿传力杆中间位置两侧对称布置，四根FBG中每两根FBG的距离不超过传力杆长度的1/50，四根应变感测FBG可串联成一条感测光纤。温度感测FBG可单独布置在传力杆浅凹槽中任意位置，传力杆上靠近接缝处的应变值相对较大，为了获得相对明显的FBG信号，应变FBG应布置在靠近接缝的位置。

所述FBG固定在传力杆浅凹槽中的方式为：应变感测FBG中的光纤刻写段部分用AB胶紧密黏贴在凹槽底部表面，温度感测FBG需要外套一个直径大于光纤的护套，该护套用AB胶黏贴在传力杆浅凹槽底部，将温度感测FBG的光栅刻写段部分自由放置在护套内，温度感测FBG尾纤部分用AB胶黏贴在传力杆浅凹槽底部表面。

所述FBG-传力杆封装方式为：用环氧树脂将传力杆浅凹槽中剩余空间填充满。

所述在靠近传力杆端部5cm左右将所有埋入浅凹槽的FBG的尾纤与跳线熔接，伸入传力杆浅凹槽中的跳线部分用502胶固定在浅凹槽中。引出传力杆中的跳线引出道面连入监测站内的FBG解调仪中。

基于上述***，本申请还提供适用于机场道面接缝结构错台监测方法方法为：

第一步，监测数据获取：将上述布置有FBG的传力杆埋置入需要进行错台变形监测的接缝结构k中，经过一定时间的监测，从监测站中的FBG解调仪上获得光信号。

第二步，监测信号分类：将接缝结构，相应埋入的布置有FBG的传力杆，以及相应地应变感测FBG及相应地温度感测FBG进行标号处理，如：在k接缝中埋入的第i根传力杆上的A位置的应变感测FBG，记为：kiA_ε。将被测接缝结构k设置单独的文件夹，该文件夹包含i个子文件，i为被测接缝结构中设置布置有FBG的传力杆的个数，在每个子文件内记录该布置有FBG的传力杆上应变感测FBG和温度感测FBG的信号，***性地分类监测信号便于查找对应。

第三步，传力杆应变计算处理：将应变感测的FBG的波长漂移值减去同一布置有FBG的传力杆中温度感测光纤的波长漂移值，得到由传力杆应变引起的波长漂移值，并通过厂家生产的温度和应变系数计算每一个FBG的应变大小或温度。

第四步，接缝处传力杆剪力大小及接缝两侧板端弯矩大小计算：对于某根传力杆i上的4根应变感测FBG所感测到的应变大小，结合铁木辛柯理论，利用下列四元方程组公式求解某根传力杆传递剪力P_t，接缝两侧板端弯矩M₁、M₂，以及接缝中心位置h₀这四个未知量:

式中，h₁、h₂、h₃、h₄分别为四根感测应变FBG在传力杆中的布置位置；L为传力杆长度；t为接缝宽度；K为传力杆反映模量；β为传力杆相对混凝土的相对刚度；E为传力杆的弹性模量；I为传力杆的惯性矩。

接缝传力杆处板端挠度计算:将第四步中某根传力杆计算得到的相关参数P_t、M_i(i＝1,2)入下列公式中计算该传力杆处的板端竖向变形

大小：

式中，

为接缝处板端传力杆竖向变形大小，δ₀为接缝处两侧混凝土板端面处传力杆与混凝土板竖向挠度值之差。

式中，S＝shβL，C＝chβL，s＝sinβL，c＝cosβL

第六步：接缝处错台变形情况分析：对于某一个被监测的接缝k，汇总通过被测区域的布置有FBG的传力杆i(i＝1,2,3...m)计算得到的板端竖向变形量ω_k1，ω_k2...,ω_km,并通过若干个传力杆处的板端变形大小，建立接缝k处的错台形式模型。

与现有技术相比，本发明一种适用于机场道面接缝结构错台监测***及监测方法有以下有益效果：

1.传统的道面错台监测技术需要依靠人力利用直尺或三角尺对各个接缝进行测量，自动化程度低，无法全天时进行测量，测量过程受环境影响因素大，且一定程度上对机场通航有影响。布置有FBG的传力杆制作较为简单；将机场跑道的接缝结构埋入布置有FBG的传力杆，不仅实现了接缝传荷功能，同时也可全天时，自动化对错台变形进行监测，且监测过程几乎不受环境影响，且对机场通航实现“零干扰”。

2.人工监测只能测量到接缝处混凝土道面板外部的错台变形量，而布置有FBG的传力杆可以通过接缝结构中的传力杆受力变形情况反映错台的变形情况，是一个从“内”到“外”的反映过程，因而，通过布置有FBG的传力杆的监测信号，不仅可以计算出接缝处错台变形大小，还可以了解接缝结构内部变化情况，从而在错台早起产生的时候就可以及时发现并采取修补措施。

3.本发明还可根据民航机场自行监测要求进行拓展设计：可以在传力杆信号转换基础上添加预警功能，当接缝处错台变形量达到一定程度时，布置有FBG的传力杆可以通过监测信号发出预警，从而接缝结构错台变形在早期产生时就可以进行控制，防止病害进一步扩大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对本发明中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其它附图。

图1为布置有FBG的传力杆的结构外观图；

图2为布置有FBG的传力杆应用于实际接缝结构的形式图；

图3为含有3根布置有FBG的传力杆的混凝土板接缝模型；

图4为FBG在传力杆上的布置图；

图5为通过计算值和测量值所反映的板端错台形式对比图；

图中标号：1—传力杆，2—浅凹槽，3—环氧树脂填充物，4—应变感测FBG，5—温度感测FBG，6—护套，7—跳线，8—接缝结构，9-FBG解调仪，10-电脑终端，11-沥青，12-布置有FBG的传力杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例为适用于机场道面接缝结构错台监测***，所述监测***包括：传力杆以及FBG，其中，

所述传力杆安装于需要进行错台监测的接缝处中，

FBG安装于所述传力杆中，所述FBG分为传力杆应变FBG和温度监测FBG，所述温度监测FBG作为温度补偿处理；

根据铁木辛柯理论通过FBG监测的应变大小求得传力杆传递的弯矩和剪力，并进一步通过计算推导将FBG监测信号转化为接缝处板端竖向变形大小；通过多根FBG-传力杆监测信号可反映出相邻两块板接缝处被测区域错台形式。

所述监测***包含若干布置有FBG的传力杆，传力杆布置位置，间距等按照<机场混凝土道面设计规范>布置在被测区域。

在每根传力杆上至少开设5处浅凹槽，包含至少4个传力杆应变FBG和1个温度监测FBG；其中，所述温度监测FBG位于传力杆上靠近传力杆中线位置并黏贴在浅凹槽的底面，所述温度监测FBG在其光栅刻写段外加套管使其不受传力杆变形影响。

所述浅凹槽为在所述传力杆表面、沿其长度方向开设的一条宽度不大于传力杆直径1/4、深度不超过传力杆直径1/6的凹槽，所述浅凹槽底部平整光滑。

在靠近传力杆端部5cm位置将所有埋入浅凹槽的FBG的尾纤与跳线熔接，伸入传力杆浅凹槽中的跳线部分固定在浅凹槽中；引出传力杆中的跳线引出道面连入监测站内的FBG解调仪中。

所述传力杆应变FBG以传力杆中间位置为轴，在所述轴的两侧对称布置；每2个传力杆应变FBG的距离不超过传力杆长度的1/50，4个传力杆应变FBG串联成一条感测光纤；

所述温度感测FBG单独布置在传力杆浅凹槽中任意位置。

FBG-传力杆制作与埋置步骤为：

第一步、根据民航机场对于接缝结构相关参数的要求，确定布置有FBG的传力杆的直径大小，传力杆长度，传力杆布置位置及间距等。

第二步、传力杆表面的浅凹槽是沿传力杆长度方向开设一条宽不大于传力杆直径1/4，深度不超过传力杆直径1/6的浅槽2，凹槽底部需平整光滑。

第二步、传力杆浅凹槽中FBG的布置方式为：在传力杆中的浅凹槽中布置至少五根FBG，其中4根用于应变感测的FBG沿传力杆中线位置两侧对称布置，四根FBG中每两根FBG的距离不超过传力杆长度的1/50，四根应变感测FBG可串联成一条感测光纤。温度感测FBG可单独布置在传力杆浅凹槽中任意位置。

第三步、所述FBG固定在传力杆浅凹槽中的方式为：应变感测FBG中的光纤刻写段部分用AB胶紧密黏贴在凹槽底部表面，温度感测FBG需要外套一个直径大于光纤的护套6，该护套用AB胶黏贴在传力杆浅凹槽底部，将温度感测FBG的光栅刻写段部分自由放置在护套内，温度感测FBG尾纤部分用AB胶黏贴在传力杆浅凹槽底部表面，如图1所示。

第四步、布置有FBG的传力杆封装方式为：用环氧树脂3将传力杆浅凹槽中剩余空间填充满。

第五步、在靠近传力杆端部5cm左右将所有埋入浅凹槽的FBG的尾纤与跳线7熔接，伸入传力杆浅凹槽中的跳线部分用502胶固定在浅凹槽中。引出传力杆中的跳线引出道面连入监测站内的FBG解调仪9中，解调仪与电脑终端连接10，如图2所示。

实施例2

基于实施例1所提供的监测***，本实施例为适用于机场道面接缝结构错台监测方法，由埋置在被测接缝处布置有FBG的传力杆1通过错台变形进而产生FBG监测信号，通过信号转换方法将布置有FBG的传力杆上的应变监测值转换为接缝处两侧板端竖向变形大小，进而反映出接缝处错台变形形式。

该方法的具体步骤为：

监测数据获取：将上述布置有FBG的传力杆埋置入需要进行错台变形监测的接缝结构中，经过一定时间的监测，从监测站中的FBG解调仪上获得光信号。

监测信号分类：将接缝结构k，相应埋入的布置有FBG的传力杆，以及相应地应变感测FBG及相应地温度感测FBG进行标号处理，如：在接缝中埋入的第i根传力杆上的A位置的应变感测FBG，记为：kiA_ε。将每一个被测接缝结构设置单独的文件夹，该文件夹包含i个子文件，i为被测接缝结构中设置布置有FBG的传力杆的个数，在每个子文件内记录该布置有FBG的传力杆上应变感测FBG和温度感测FBG的信号，***性地分类监测信号便于查找对应。

传力杆应变计算处理：将应变感测的FBG的波长漂移值减去同一布置有FBG的传力杆中温度感测光纤的波长漂移值，得到由传力杆应变引起的波长漂移值，并通过厂家生产的温度和应变系数计算每一个FBG的应变大小或温度。

布置有FBG的传力杆监测信号转换为接缝结构错台变形大小步骤为：

接缝处传力杆剪力大小及接缝两侧板端弯矩大小计算：对于某根传力杆上的4根应变感测FBG所感测到的应变大小，基于铁木辛柯经典理论，利用下列四元方程组公式求解某根传力杆传递剪力P_t，接缝两侧板端弯矩M₁、M₂，以及接缝中心位置h₀这四个未知量:

式中，h₁、h₂、h₃、h₄分别为四根感测应变的FBG在传力杆中的布置位置，其中h₁，h₂对应的FBG布置位置在板端弯矩为M₁的一侧；h₃，h₄对应的FBG布置位置在板端弯矩为M₂的一侧；L为传力杆长度；t为接缝宽度；K为传力杆反映模量；β为传力杆相对混凝土的相对刚度；E为传力杆的弹性模量；I为传力杆的截面惯性矩。

接缝传力杆处单板板端挠度计算:将第四步中某根传力杆计算得到的相关参数P_t、M_i(i＝1,2)带入下列公式中计算该传力杆处的板端竖向变形

大小：

式中，

为接缝处板端传力杆竖向变形大小，δ₀为接缝处两侧混凝土板端面处传力杆与混凝土板竖向挠度值之差。

式中，S＝shβL，式中，C＝chβL，式中，s＝sinβL，式中，c＝cosβL。

通过布置有FBG的传力杆监测信号转换的得到的接缝结构单个板端竖向变形大小反映出接某快道面板在被测区域的错台变形情况的方式为：

第一步、接缝处错台变形情况分析：对于某一个被监测的接缝k，汇总通过m个传力杆上的FBG监测信号计算得到的接缝结构一侧板的板端在传力杆i处的竖向变形量ω_ki(i＝1,2，...，m)，另一侧板的板端竖向变形量ω′_k1(i＝1,2，...，m)，m为接缝k中传力杆的总数；

第二步、接缝k在i处的错台变形量为|ω_ki-ω′_ki|。

第三步、通过m个错台变形量|ω_k1-ω′_k1|，|ω_k2-ω′_k2|...,|ω_km-ω′_km|,建立被测接缝k的被测区段的错台形式变形情况，包括板端竖向变形大小和错台变形形式，为道面平整度分析提供资料。

实验案例

为了验证混凝土板端的竖向变形可以通过布置有FBG的传力杆的信号进行计算，以及能够反映板端错台的不同形式，本文设计了模拟板端错台产生的静载实验。在本实验中，错台变形由偏心加载实现，在板边边缘非中点位置(板边1/4位置)施加的集中力，板沿传力杆方向偏转，以模拟板侧向翻转的错台形式。

此外，根据<机场水泥混凝土路面设计规范>，传力杆一端需涂覆沥青并且在接缝处交错布置，因此，本实验在混凝土板中埋入三个布置有FBG的传力杆，以满足<规范>实验中关于交错布置的要求。由于每种加载形式使传力杆和混凝土内应力发生变化，为了消除这种影响，本次实验制作了三个相同的实验加载模型，加载模型均相同，如图3所示，图中布置有FBG的传力杆的阴影部分用沥青包裹。混凝土板下部设置工业减震橡胶垫模拟弹性地基。传力杆上FBG布置形式如图4所示。实验模型被放置在双向加载试验台上，如图4所示，通过增加作用在板边的载荷大小，使板端的变形相应地发生递增性变化。为了准确测量板端的变形，本实验将6个百分表分别放置在三根布置有FBG的传力杆在接缝两侧的混凝土端部位置处。

本实验中涉及的物理参数和几何参数有：FBG的应变系数η_ε＝1.2pm/με，光纤光栅的温度系数η_T＝1.2pm/με，传力杆的弹性模量E＝2.0×10⁵N/mm²，传力杆的长度L＝50cm，传力杆的直径d＝3cm，混凝土的基床反力系数K_s＝1.2×10¹⁰N/m³，接缝的宽度w＝10mm。

表1反映了通过信号转换法计算出的接缝处左右两侧板的板端竖向变形值和通过百分表测量的竖向变形值随荷载增加的变化：

表1

图5中的两张图表分别表示了通过计算值和测量值所反映的板端错台形式，左侧的图表反映出混凝土板端通过信号转换方法计算出的竖向变形值与实测值具有相同的增加趋势都是随着荷载的增加竖向变形值增大。由于集中荷载施加在板边偏离中点位置，所以混凝土板端会出现翻转倾翻，这显然可以从右侧图表中三根FBG-传力杆的监测信号上的板端竖向变形值观测出。由于集中载荷作用于FBG-DowelBar1和FBG-DowelBar2之间的中间位置，所以板端在FBG-DowelBar1位置的变形值最大，而板端在FBG-DowelBar3位置的变形值最小。此外，无论是计算得到的变形值还是测量得到的接缝两侧的变形值在同一级荷载作用下差值很小，这是因为被测模型的接缝结构的荷载传递能力很好，虽然集中荷载只作用于接缝一侧的混凝土板端，然而该侧的荷载通过传力杆基本上被平均分配到相邻板，导致两侧混凝土板竖向变形值相近。

从图表中，我们可以发现计算的变形值大于测量值，二者的差值也随载荷的增加而增大，这是因为传力杆中埋入的FBG虽然黏贴在传力杆表面，但由于粘结层较薄，当传力杆弯曲较大时，FBG与粘结层会产生脱离，且环氧树脂在钢筋弯曲时会与钢筋产生相对滑移，产生的滑动会给脱离的FBG增加额外的水平剪力，使其轴向应变增大，且在荷载越大的情况下，传力杆弯曲程度越大，环氧树脂与钢筋的相对滑移也越大，使得FBG受到的轴向应变更大。因此，在信号处理中，应变的偏差是最终导致与计算结果产生误差的主要原因。

上述实验验证了本发明，即在接缝结构处的传力杆上布置FBG进行错台监测是可行的，并且通过相应的监测信号转化方法可以反映混凝土板被测区域错台变形大小和错台形式。本文设计研发的布置有FBG的传力杆错台监测技术相比传统的跑道错台检测手段，不需要人力逐点用尺测量，不影响通航，且能够实时不间断监测错台变化，并且能够在错台产生初期既能发现病害。并且这对于拓展光纤传感技术的应用领域，丰富光纤传感器的产品设计有重要意义。

上述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，所述监测***包括：传力杆以及若干FBG，其中，

所述传力杆安装于需要进行错台监测的接缝处中，

FBG于所述传力杆中，所述FBG分为传力杆应变FBG和温度监测FBG，所述温度监测FBG作为温度补偿处理；

根据铁木辛柯理论通过FBG监测的应变大小求得传力杆传递的弯矩和剪力，进一步通过求得的弯矩和剪力将FBG监测信号转化为接缝处板端竖向变形大小；通过多根传力杆上FBG的监测信号反映出相邻两块板接缝处被测区域错台形式。

2.根据权利要求1所述的适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，布置有FBG的传力杆在混凝土板接缝处的布置位置、间距按照机场混凝土道面设计规范布置在被测区域。

3.根据权利要求2所述的适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，在每根传力杆上至少开设5处浅凹槽，包含至少4个传力杆应变FBG和1个温度监测FBG；其中，所述温度监测FBG位于传力杆上靠近传力杆中线位置并黏贴在浅凹槽的底面，所述温度监测FBG在其光栅刻写段外加套管使其不受传力杆变形影响。

4.根据权利要求3所述的适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，所述浅凹槽为在所述传力杆表面、沿传力杆长度方向开设的一条宽度不大于传力杆直径1/4、深度不超过传力杆直径1/6的凹槽，所述浅凹槽底部平整光滑。

5.根据权利要求4所述的适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，在靠近传力杆端部5cm位置将所有埋入浅凹槽的FBG的尾纤与跳线熔接，伸入传力杆浅凹槽中的跳线部分固定在浅凹槽中；引出传力杆中的跳线引出道面连入监测站内的FBG解调仪中。

6.根据权利要求3至5任一项所述的适用于机场道面接缝结构错台监测***，其特征在于，所述传力杆应变FBG以传力杆中间位置为轴，在所述轴的两侧对称布置；每2个传力杆应变FBG的距离不超过传力杆长度的1/50，4个传力杆应变FBG串联成一条感测光纤；

所述温度感测FBG单独布置在传力杆浅凹槽中任意位置。

7.适用于机场道面接缝结构错台监测方法，其特征在于，所述监测方法基于如权利要求1所述的监测***，该方法包括以下步骤：

第一步：监测数据获取：将所述监测***埋入需进行错台变形监测的接缝结构中，从FBG解调仪上获得光信号；

第二步：传力杆应变计算处理：根据所述FBG监测信号，以及该FBG的温度和应变系数计算每一个FBG的应变大小或温度；

第三步：结合铁木辛柯理论，计算接缝处传力杆剪力大小及接缝两侧板端弯矩；

第四步：根据第三步中某根传力杆计算得到的相关参数，计算该传力杆处的板端竖向变形大小：

第五步：接缝处错台变形情况分析：对于某一个被监测的接缝k，汇总通过被测区域的监测***中n， n＝1,2,3... ， 个FBG监测信号计算得到的板端竖向变形量ω_k1，ω_k2...,ω_kn,并通过若干个传力杆处的板端变形大小，建立接缝k处的错台形式模型，评估所述被测区域接缝处错台变形情况。

8.根据权利要求7所述的适用于机场道面接缝结构错台监测方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

对于所述监测***中任意一根传力杆上的4个传力杆应变FBG所感测到的应变大小，利用下列四元方程组公式计算该根传力杆传递剪力大小P_t以及接缝两侧板端弯矩M₁、M₂大小：

式中，h₀为接缝中点在传力杆上的位置；h₁、h₂、h₃、h₄分别为4个传力杆应变FBG在传力杆中的布置位置；L为传力杆长度；δ为接缝宽度；K为传力杆反映模量；β为传力杆相对混凝土的相对刚度；E为传力杆的弹性模量；I为传力杆的惯性矩。

9.根据权利要求8所述的适用于机场道面接缝结构错台监测方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

第四步：将第三步中某根传力杆计算得到的相关参数P_t、M_i， i＝1,2， 带入下列公式中计算该传力杆处的板端竖向变形大小：

式中，

为接缝处板端传力杆竖向变形大小，δ₀为接缝处传力杆与混凝土板竖向挠度值之差；其中，S＝shβL,C＝chβL,s＝sinβL,c＝cosβL。

10.根据权利要求7所述的适用于机场道面接缝结构错台监测方法，其特征在于，所述步骤五具体为：

步骤5.1、接缝处错台变形情况分析：对于某一个被监测的接缝k，汇总通过m个传力杆上的FBG监测信号计算得到的接缝结构一侧板的板端在传力杆i处的竖向变形量ω_ki， i＝1,2，...，m，另一侧板的板端竖向变形量ω′_ki ， i＝1,2，...，m，m为接缝k中传力杆的总数；

步骤5.2、接缝k在i处的错台变形量为|ω_ki-ω′_ki|；

步骤5.3、通过m个错台变形量|ω_k1-ω′_k1|，|ω_k2-ω′_k2|....,|ω_km-ω′_km|,建立被测接缝k的被测区段的错台形式变形情况，包括板端竖向变形大小和错台变形形式，为道面平整度分析提供资料。

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