港珠澳大橋是世上最長的跨海大橋,全長55公裡,包括22.9公裡的橋梁、逾20萬平方米的東、西兩個人工島和約6.7公裡、全球最長的沉管式海底隧道,其建設創下多項世界記錄。由於地質結構複雜、施工環境惡劣、技術標準高、環保要求高,這座橋梁從開工建設到接近完工通車,一路面臨著種種超乎想像的困難與挑戰。整個大橋是一個極為複雜而龐大的結構系統,要保證長期安全運營和維養,單憑人力監測是無法做到的,需要安裝大量智慧傳感器。周教授正與實驗室其他成員合作開發各類傳感器,材料包括光纖:「光纖不單可以用於數據傳輸,還能用來監測溫度和應變的變化,反映結構受力後的變形特徵。光纖很適合隧道這種比較潮溼的環境,比電子傳感器更耐用。此外,光纖不受電磁幹擾,而且具可有串聯特性,能夠提供長距離長期準確的監測數據。」
目前,實驗室成員重點關注海底隧道及其連接東西人工島的薄弱位置。該隧道由33節沉管連接組成。受地基不均勻等因素影響,每個沉管之間的連接處是最容易發生變形的位置。過大的變形會造成漏水、降低隧道結構的耐久性,因此需要進行長期監測,分析和評估結構的健康狀態,提前採取必要措施為大橋延壽。
周教授更表示,大橋有很多部位由於位置深入海底等原因,難以安裝傳感器,所以研究人員將會結合傳感器的數據,加上基於大橋結構和泥土性質等周邊條件的認識,構建力學仿真模型,推算出無法直接監測的參數,全面掌握大橋的情況。