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紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

時間:2010-05-23 21:48來源: 作者:謝婷   點擊:
大型橋梁 健康監(jiān)測 數(shù)據(jù)采集 光纖光柵傳感器
  【摘要】: 大型橋梁的建設(shè)和維護是一個國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要部分,每一座大型橋梁都是人類文明發(fā)展的豐碑,橋梁健康監(jiān)測技術(shù)綜合反映了一個國家的橋梁建設(shè)和管理水平。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)是通過對橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的監(jiān)測與評估,為大橋在特殊氣候、特殊交通條件下或運營狀況嚴重異常時觸發(fā)預(yù)警信號,分析評估橋梁使用壽命,并為橋梁的養(yǎng)護、維修與管理決策提供科學(xué)的依據(jù)。然而,到目前為止,橋梁的長期檢查主要還是定期的人工檢測,但定期人工檢測的局限性比較多:不及時、工作強度大、精度不高、檢測不全面。 本文結(jié)合具體的工程項目,對實現(xiàn)紅楓湖大橋橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測開展了深入研究,提出了監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計構(gòu)思。基于建立紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的目標和功能要求,本文對其具體橋型結(jié)構(gòu)的承載特點進行了分析,逐步確立了監(jiān)測項目并提出了監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建方案。 針對橋梁監(jiān)測現(xiàn)狀,本文提出利用光纖光柵傳感器實時、長期、精確的特點,來完成手工檢測方法不好解決的問題,并用光纖光柵溫度傳感器和光纖光柵應(yīng)變傳感器等傳感器來研究橋梁長期健康監(jiān)測系統(tǒng)。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)與安全評估系統(tǒng)這兩個子系統(tǒng)組成,而其中的數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)是整個監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)能否對橋梁結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)和安全壽命做出正確的評估,能否為驗證設(shè)計和修改規(guī)范提供科學(xué)的依據(jù),取決于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能否采集到準確、可靠、有代表性、能如實反映結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種特征信息。 【關(guān)鍵詞】:大型橋梁 健康監(jiān)測 數(shù)據(jù)采集 光纖光柵傳感器
【學(xué)位授予單位】:貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號】:TP274
【DOI】:CNKI:CDMD:2.2007.133085
【目錄】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-7
  • 第一章 緒論7-12
  • 1.1 本研究課題的學(xué)術(shù)背景與實際意義7-8
  • 1.2 橋梁健康監(jiān)測及其數(shù)據(jù)采集的國內(nèi)外研究動態(tài)8-10
  • 1.2.1 國外研究動態(tài)8-10
  • 1.2.2 國內(nèi)研究動態(tài)10
  • 1.3 本研究課題的來源10
  • 1.4 本文主要研究內(nèi)容10-12
  • 第二章 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計12-30
  • 2.1 監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計原則12-13
  • 2.2 監(jiān)測系統(tǒng)可靠性和易維護性的技術(shù)保障措施13
  • 2.3 紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計13-21
  • 2.3.1 總體設(shè)計14-16
  • 2.3.2 監(jiān)測項目的確定16-18
  • 2.3.3 監(jiān)測項目方案的制定18-21
  • 2.3.3.1 索塔偏移監(jiān)測18
  • 2.3.3.2 斜拉索索力監(jiān)測18-19
  • 2.3.3.3 主梁截面應(yīng)變監(jiān)測19-20
  • 2.3.3.4 溫度監(jiān)測20-21
  • 2.3.3.5 結(jié)構(gòu)動態(tài)特性監(jiān)測21
  • 2.4 紅楓湖大橋健康監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)21-30
  • 2.4.1 斜拉索索力監(jiān)測系統(tǒng)22-23
  • 2.4.2 主梁應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)23-25
  • 2.4.3 主梁溫度監(jiān)測系統(tǒng)25-26
  • 2.4.4 結(jié)構(gòu)動態(tài)特性監(jiān)測系統(tǒng)26-28
  • 2.4.5 監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)的其它要素28-30
  • 第三章 多光纖傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)30-46
  • 3.1 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中常用傳感器介紹30
  • 3.2 光纖光柵傳感器研究30-39
  • 3.2.1 光纖布拉格光柵的結(jié)構(gòu)研究31-35
  • 3.2.2 光纖光柵的傳感特性研究35-39
  • 3.2.2.1 溫度特性37
  • 3.2.2.2 軸向應(yīng)力特性37-38
  • 3.2.2.3 橫向應(yīng)力特性38-39
  • 3.3 光纖光柵傳感器在橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究39-43
  • 3.4 多光纖傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)43-46
  • 3.4.1 問題的提出43
  • 3.4.2 解決方案43-46
  • 第四章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究46-58
  • 4.1 需求分析46-47
  • 4.2 功能分析47-49
  • 4.2.1 硬件功能分析47-48
  • 4.2.2 軟件功能分析48-49
  • 4.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案的制定49-51
  • 4.3.1 系統(tǒng)的組成49-50
  • 4.3.2 系統(tǒng)的工作流程50-51
  • 4.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能的設(shè)計51-54
  • 4.4.1 設(shè)計原理52-53
  • 4.4.2 流程框圖53-54
  • 4.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信息的融合54-58
  • 4.5.1 信息融合的特點55-56
  • 4.5.2 信息融合的過程56
  • 4.5.3 信息融合的結(jié)構(gòu)56-57
  • 4.5.4 信息融合的方法57-58
  • 第五章 全文總結(jié)和今后工作展望58-60
  • 5.1 全文總結(jié)58-59
  • 5.2 今后工作展望59-60
  • 致謝60-61
  • 參考文獻61-63
  • 附錄63-66
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