Đối với cỏc nước phỏt triển trờn thế giới, khi cơ sở vật chất đó được hoàn thiện từ rất lõu, cỏc cụng trỡnh cầu đó được xõy dựng và hoàn thiện. Vấn đề đặt ra cho cụng tỏc duy tu, kiểm tra, bảo trỡ đang là một vấn đề lớn. Cụng tỏc đỏnh giỏ năng lực cầu luụn là một vấn đề khú khăn do sự xuống cấp của cụng trỡnh là khú đoỏn trước. Hơn nữa, cỏc giải phỏp kiểm tra cầu cũng khỏ tốn kộm và khụng an toàn do đặc điểm chiều cao cụng trỡnh cũng như điều kiện địa hỡnh, chướng ngại, đảm bảo giao thụng khú khăn.
Cỏc thiết bị đo đạc cụng trỡnh hiện hữu hiện nay đang sử dụng cỏc phương phỏp truyền thống như: đo ứng suất bằng lỏ điện trở, đo độ vừng, đo dao động kết cấu phần trờn và phần dưới,... đều sử dụng cỏc thiết bị gắn trực tiếp vào kết cấu nờn cụng tỏc kiểm tra, kiểm định cầu càng trở nờn khú khăn hơn. Từ những vấn đề thực tiễn nờu trờn, việc nghiờn cứu sử dụng cỏc thiết bị laser cú độ chớnh xỏc cao đồng thời dễ sử dụng đang được quan tõm nhằm giảm giỏ thành cụng tỏc kiểm tra do khụng cần sử dụng tới đà giỏo tạm thời và thời gian kiểm tra nhanh hơn.
Hỡnh 1. Đo dao động cầu dõy văn sử dụng đầu đo điện tử truyền thống.
Hiện nay, cụng tỏc kiểm tra, kiểm định cầu, theo dừi cầu sau khi đưa vào sử dụng thường dựng cỏc thiết bị gắn trực tiếp vào kết cấu. Cụng tỏc này cần tiến hành bằng phương phỏp thủ cụng để dỏn gắn thiết bị và phai cú dõy nối truyền tớn hiệu đến đầu thu. Để làm được điều đú, cần thiết phải cú cỏc đà giỏo tạm thời phục vụ thi cụng do phớa dưới cầu hầu hết là khụng cú vị trớ đứng. Việc thao tỏc trờn cỏc đà giỏo tạm thời thậm chớ cũn gõy mất an toàn do điều kiện làm việc trờn cao. Một số cỏc thiết bị cảm biến điện tử cần phải nối dài dõy dẫn do đú khụng cú điều kiện đo xa mà cần phải làm thớ nghiệm trờn từng phõn đoạn. Trong một số cỏc trường hợp kiểm định cầu khỏc, vấn đề đảm bảo giao thụng, cấm giao thụng trong quỏ trỡnh thử tải làm ảnh hưởng đến giao thụng trong quỏ trỡnh khai thỏc. Trường hợp cho phộp giao thụng trong quỏ trỡnh thử tại gõy mất an toàn cho nhõn lực làm kiểm định. Do đú, cần thiết phải cú giải phỏp đo đạc nhanh với cỏc thiết bị chuyờn dụng để giảm những hạn chế nờu trờn.
Gần đõy, trờn thế giới đó phỏt triển một cụng nghệ sử dụng tia laser nhằm giải quyết những khú khăn nờu trờn. Bằng cỏc thiết bị phỏt tia laser chiếu trực tiếp lờn kết cấu, cỏc dao động của kết cấu cú thể đo đạc được. Cỏc thiết bị hiện nay chỉ cần bằng cỏc mỏy phỏt laser nhỏ gọn (Hỡnh 2) chiếu cỏc tia laser lờn kết cấu sau đú tớn hiệu thu tia phản xạ và truyền lại mỏy tớnh để lưu trữ dữ liệu. Với tớnh năng và thiết bị nhỏ gọn như vậy cú thể làm cụng tỏc đo dao động kết cấu trở nờn đơn giản, dễ dàng và nhanh chúng hơn. Việc đo đạc được tiến hành từ xa, khụng phải tiếp cận tới cỏc vị trớ khú khăn. Cỏc thiết bị hiện đại ngày nay cú thể đo được khoảng cỏch xa tới 300m và đỏp ứng được hầu hết cỏc chiều cao hay độ xa của cỏc cụng trỡnh phổ biến.
Nội dung bài bỏo nghiờn cứu ứng dụng thiết bị laser vào trong cụng tỏc đo đạc trong quỏ trỡnh kiểm định cầu. Việc ứng dụng thiết bị laser vào trong kiểm định cầu bao gồm: đo chuyển vị của cỏc điểm của kết cấu, đo dao động của kết cấu, đo tần số dao động riờng của kết cấu. Cỏc phương phỏp đo đạc sử dụng thiết bị laser để đo mà khụng cần dõy nối, khụng cần phải tiếp cận với cỏc vị trớ trờn cao, vị trớ nguy hiểm, vị trớ đo khụng cần thiết phải cú sử lý đặc biệt về bề mặt. Từ cỏc số liệu đo đạc được
Hỡnh 2. Mỏy laser đo dao động Hỡnh 3. Nguyờn lý đo dao động sử dụng tia chiếu laser
của cụng trỡnh, cú thể sử dụng cỏc phõn tớch về dao động và kết cấu để chẩn đoỏn được sự làm việc của cụng trỡnh.