發(fā)布時間：2019-09-26 17:27

【摘要】：隨著橋梁工程建設(shè)的快速發(fā)展,橋梁在結(jié)構(gòu)形式與功能上也日益多樣化和復(fù)雜化,而斜拉橋在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工等方面,正在受到越來越多的歡迎。斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系中,斜拉索不僅起到連接主梁和索塔、傳遞內(nèi)力和形變的作用,更重要的是能夠利用它們相互間的索力調(diào)適對結(jié)構(gòu)的整體抗變性和對稱性進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而保持結(jié)構(gòu)始終處于平衡與穩(wěn)定狀態(tài)。因此,在斜拉橋梁中斜拉索是最為關(guān)鍵的構(gòu)件,它的索力值是評估橋梁整體性能狀態(tài)的重要指標(biāo)。 由于傳統(tǒng)索力檢測采用的直接測量法和有線測量技術(shù),存在成本高、便利性差及人力耗費(fèi)大等不足,本文基于振動頻率法和無線傳感技術(shù),研制了低成本、高性能和快捷方便的斜拉橋索力的無線檢測系統(tǒng)。首先,在分析基于振動頻率法的索力測量原理以及索的線性振動理論基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了考慮索的剛度和垂度等因素影響下的索力實(shí)用計(jì)算公式；其次,在分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)協(xié)議基礎(chǔ)上,完成了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃,詳細(xì)描述了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì),包括傳感單元、信號調(diào)理單元、射頻單元、存儲單元等；再次,針對橋梁索力多點(diǎn)測量的要求和存在的問題,分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中時間同步機(jī)制的影響要素,設(shè)計(jì)了低開銷型的時間同步算法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證；最后,在利用所開發(fā)的無線測試系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室斜拉索模型和小型斜拉橋的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將該系統(tǒng)進(jìn)一步在大型斜拉橋索力測量工程中加以應(yīng)用。 研究表明,所開發(fā)的基于振動頻率法和無線傳感技術(shù)的斜拉橋索力測試系統(tǒng),能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地進(jìn)行斜拉索的振動檢測和索力識別,從而為橋梁的安全性能評估提供了依據(jù)和保障。相對于傳統(tǒng)檢測方法,該系統(tǒng)具有簡便實(shí)用、布設(shè)快捷等特點(diǎn),具有較好的應(yīng)用前景和實(shí)用價值。
【圖文】：

然后根據(jù)索力、溫度與磁通量變化的關(guān)系推算出索力大小。電磁傳感器包括兩個獨(dú)立的電磁線圈，如圖1.1所示，外面的大線圈被稱為磁激線圈，用來產(chǎn)生磁場以磁化拉索；當(dāng)移除加在磁激線圈的電流時，已磁化的拉索的磁通量密度變化會激發(fā)小的傳感線圈產(chǎn)生電壓信號。對于斜拉索使用的鐵磁材料，可以在試驗(yàn)室進(jìn)行多組不同應(yīng)力和溫度下的試驗(yàn)，以建立磁通量變化與結(jié)構(gòu)應(yīng)力和溫度的關(guān)系，進(jìn)而可用來測定用該種材料制造的斜拉索索力。鐵磁材料的磁導(dǎo)率與傳感線圈的感應(yīng)電壓關(guān)系，可以描述如下：；(1.2)As L 廠。 -其中，/i,為索的相對磁導(dǎo)率，和4分別表示傳感線圈和拉索的橫截面面積

2. 1索的基本控制方程圖2.1顯示了一個斜拉索模型和它的坐標(biāo)系。其中，0點(diǎn)作為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，OP方向作為X軸，垂直于(9P方向且斜向下的為:F軸正方向。另外，，0和/分別表示斜拉索的傾斜角度和長度。首先，假定斜拉索的垂跨比cr = W/。足夠�。�<7<<1)；其次，斜拉索僅在X-J平面振動，且在X方向的振動可以忽略不計(jì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U448.27

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2542267