本文關(guān)鍵詞：斜拉橋健康監(jiān)測(cè)自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：橋梁是對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展至關(guān)重要的大型建筑物,但是它們卻長期在惡劣的環(huán)境和氣候條件下進(jìn)行工作,大型橋梁往往設(shè)計(jì)復(fù)雜、施工困難、建設(shè)周期長、資金投入大,為此確保大型橋梁能夠安全、可靠的運(yùn)行非常必要。為了避免橋梁倒塌或破壞對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)造成的負(fù)面影響,通常需要對(duì)橋梁進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)以確保它們具備抵抗惡劣條件的能力。隨著人們對(duì)橋梁正常運(yùn)營的狀況的關(guān)注度不斷提升,越來越多的學(xué)者投入到了橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究工作當(dāng)中。自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成部分,其具有智能化、系統(tǒng)化、自動(dòng)化的特點(diǎn),是獲取橋梁結(jié)構(gòu)信息的重要途徑,因而對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)研究具有重要的意義。本文首先根據(jù)文獻(xiàn)資料及工程實(shí)際,總結(jié)歸納出斜拉橋常見病害,并對(duì)病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,進(jìn)而初步確定斜拉橋自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。接著對(duì)斜拉橋自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行概述。其次,選取模型橋梁,通過Midas Civil2012有限元軟件進(jìn)行模擬,并對(duì)模型橋梁進(jìn)行動(dòng)靜特性分析。再次,進(jìn)行基于FBG的傳感器模塊設(shè)計(jì),探討了光纖光柵傳感器傳感原理及傳感器選型等問題,基于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合模型分析結(jié)果對(duì)傳感器測(cè)點(diǎn)布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);接著對(duì)數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),其內(nèi)容包括數(shù)據(jù)采集硬件及軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。最后,對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輔助支持系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了一套基于太陽能對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)綠色供電的方案,引進(jìn)橋梁健康監(jiān)測(cè)綠色監(jiān)測(cè)的理念。
【關(guān)鍵詞】：斜拉橋 結(jié)構(gòu)有限元分析 自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 太陽能供電
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U446;U448.27
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景10-14
• 1.1.1 橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述10-12
• 1.1.2 自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的必要性12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 1.3.1 研究的目的和意義15-16
• 1.3.2 研究的主要內(nèi)容16-17
• 第二章 斜拉橋健康監(jiān)測(cè)的相關(guān)內(nèi)容17-25
• 2.1 斜拉橋常見病害及原因17-18
• 2.1.1 拉索病害及原因17
• 2.1.2 主梁的裂縫病害及產(chǎn)生原因17
• 2.1.3 索塔病害及其產(chǎn)生原因17-18
• 2.2 斜拉橋健康監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目18-20
• 2.2.1 斜拉橋健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇因素19
• 2.2.2 斜拉橋健康監(jiān)測(cè)的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目19-20
• 2.3 自動(dòng)化采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容20-25
• 2.3.1 傳感器模塊20-21
• 2.3.2 數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊21-25
• 第三章 斜拉橋有限元分析25-37
• 3.1 模型橋梁工程概況25-26
• 3.1.1 斜拉橋概況25-26
• 3.1.2 設(shè)計(jì)荷載及荷載工況26
• 3.2 斜拉橋各類構(gòu)件的模擬26-28
• 3.2.1 預(yù)應(yīng)力主梁的模擬26-27
• 3.2.2 橋塔、橋墩的模擬27
• 3.2.3 斜拉索的模擬27-28
• 3.3 斜拉橋的邊界模擬28-29
• 3.3.1 塔、墩、梁連接的模擬28
• 3.3.2 拉索與主梁、拉索與索塔連接的模擬28-29
• 3.4 混凝土特性發(fā)展變化的模擬29-31
• 3.4.1 收縮29-30
• 3.4.2 徐變30
• 3.4.3 抗壓強(qiáng)度30-31
• 3.5 斜拉橋有限元模型分析31-37
• 3.5.1 斜拉橋有限元模型31
• 3.5.2 斜拉橋靜力特性分析31-35
• 3.5.3 斜拉橋動(dòng)力特性分析35-37
• 第四章 基于FBG的傳感器模塊設(shè)計(jì)37-57
• 4.1 模塊的功能要求及選型原則37-38
• 4.1.1 功能要求37-38
• 4.1.2 選型原則38
• 4.2 不同監(jiān)測(cè)方法的對(duì)比分析38-40
• 4.2.1 變形監(jiān)測(cè)方法38-39
• 4.2.2 應(yīng)變監(jiān)測(cè)方法39
• 4.2.3 索力監(jiān)測(cè)方法39
• 4.2.4 振動(dòng)監(jiān)測(cè)方法39-40
• 4.3 光纖光柵傳感器原理40-43
• 4.3.1 光纖光柵傳感的基本原理40-41
• 4.3.2 FBG的應(yīng)變傳感原理41-42
• 4.3.3 FBG的溫度傳感原理42
• 4.3.4 壓力對(duì)FBG的作用42-43
• 4.4 光纖光柵傳感器選型43-50
• 4.4.1 溫度監(jiān)測(cè)傳感器43-45
• 4.4.2 變形監(jiān)測(cè)傳感器45-47
• 4.4.3 應(yīng)力監(jiān)測(cè)傳感器47-48
• 4.4.4 索力監(jiān)測(cè)傳感器48-49
• 4.4.5 動(dòng)力特性監(jiān)測(cè)傳感器49-50
• 4.5 傳感器測(cè)點(diǎn)布置50-57
• 4.5.1 環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)50
• 4.5.2 結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測(cè)50-51
• 4.5.3 結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測(cè)51-53
• 4.5.4 結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)53-54
• 4.5.5 拉索索力監(jiān)測(cè)54-55
• 4.5.6 動(dòng)力特性監(jiān)測(cè)55-57
• 第五章 數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊設(shè)計(jì)57-78
• 5.1 功能要求57-58
• 5.2 選型原則58
• 5.3 數(shù)據(jù)采集硬件設(shè)計(jì)58-62
• 5.3.1 數(shù)據(jù)的采集模式58-59
• 5.3.2 采集設(shè)備及系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)59-61
• 5.3.3 系統(tǒng)時(shí)鐘同步61-62
• 5.4 數(shù)據(jù)采集軟件簡介62-74
• 5.4.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程描述62-67
• 5.4.2 軟件系統(tǒng)劃分與技術(shù)路線67-68
• 5.4.3 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)68-71
• 5.4.4 數(shù)據(jù)采集軟件的程序?qū)崿F(xiàn)71-74
• 5.5 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)74-78
• 5.5.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)75-76
• 5.5.2 光纖收發(fā)器選型76-78
• 第六章 基于太陽能供電的輔助支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)78-84
• 6.1 系統(tǒng)電源的太陽能供電方案設(shè)計(jì)78-82
• 6.1.1 太陽能發(fā)電的優(yōu)越性78-79
• 6.1.2 太陽能發(fā)電系統(tǒng)組成79-80
• 6.1.3 太陽能供電的設(shè)計(jì)方案80-82
• 6.2 外場(chǎng)工作站機(jī)柜的設(shè)計(jì)82-83
• 6.3 采集系統(tǒng)防雷方案設(shè)計(jì)83-84
• 第七章 總結(jié)與展望84-86
• 7.1 總結(jié)84-85
• 7.2 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果90

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