基于光纖光柵傳感器的橋梁撓度檢測與監(jiān)測
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《中南大學(xué)》 2007年
基于光纖光柵傳感器的橋梁撓度檢測與監(jiān)測
徐輝
【摘要】： 由于橋梁在外荷載作用下的變形是結(jié)構(gòu)剛度的反映,荷載與環(huán)境的作用、結(jié)構(gòu)材料的變異都可以通過撓度的變化表現(xiàn)出來,是橋梁健康狀態(tài)最直觀、有效的表現(xiàn)形式之一,所以對橋梁的撓度測試具有重要意義。 鑒于運營橋梁對交通的要求和所處的惡劣環(huán)境,本文采用光纖光柵(FBG)傳感器對橋梁的應(yīng)變、溫度進行測試和在線監(jiān)測。通過測試截面的應(yīng)變,提出了基于平均曲率分段擬合橋梁撓曲線和分跨最小二乘擬合橋梁撓曲線兩種測試方法,并通過數(shù)值模擬和實驗梁進行了驗證,具有較高的精度。本文的主要工作和結(jié)論包括: 1.詳細(xì)闡述FBG傳感器的基本原理和應(yīng)變、溫度傳感特性。溫度補償是FBG傳感器應(yīng)用中的關(guān)鍵問題,并提出了一種溫度自補償傳感器裝置。 2.提出了基于平均曲率分段擬合橋梁撓曲線測試方法的原理、算法,推導(dǎo)了相應(yīng)的公式,以及軟件的編寫,并通過實驗梁進行了實驗驗證。 3.提出了采用分跨最小二乘法擬合橋梁撓曲線測試方法的原理、算法,推導(dǎo)了相應(yīng)的公式,同樣利用LabVIEW編寫了相應(yīng)軟件,并通過數(shù)值模擬和實驗梁進行了驗證,表明其具有很高的精度。 4.運營中混凝土橋梁撓度的影響因素很多,撓度的長期監(jiān)測結(jié)果包括荷載引起的彈性變形、混凝土收縮徐變變形、溫度變形及自身體積變形。論文最后就運營中的混凝土橋梁如何考慮這些因素對撓度測試的影響作了初步探討,為橋梁撓度的長期監(jiān)測奠定了基礎(chǔ),并且建議了一種監(jiān)測徐變變形的方法。
【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：U446
【目錄】：
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本文編號：124293
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