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　　【摘要】： 大型橋梁的安全監(jiān)測具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而撓度監(jiān)測是橋梁監(jiān)測的一個重要的組成部分。目前現(xiàn)有的許多撓度測量方法還不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)測，已有的連通管式超聲波法還存在著精度較低，測速慢等不足。針對大佛寺長江大橋撓度測量的需要，在此采用精度較高的光電測量方法結(jié)合連通管的優(yōu)點(diǎn)加以改進(jìn)。以設(shè)計(jì)能實(shí)用于大跨度橋梁撓度自動監(jiān)測的光電撓度測量系統(tǒng)。 論文的主要內(nèi)容包括以下幾個方面： ①．簡要闡述了大佛寺長江大橋撓度監(jiān)測的重要意義，簡單介紹了國內(nèi)外現(xiàn)有的撓度測量方法的原理，通過比較分析，在連通管測量方法的基礎(chǔ)上提出本文研究的內(nèi)容。 ②．討論了引起大跨度橋梁撓度變形的各種因素，并且著重討論了斜拉索溫度變化引起的橋梁撓度變形，繼而提出了大佛寺長江大橋撓度測量要求。 ③．比較了現(xiàn)有液位測量方法后提出了能夠滿足大佛寺長江大橋撓度測量要求的基于連通管的光電撓度計(jì)的非機(jī)械掃描光透射式和非機(jī)械掃描光反射式的兩種方案，通過比較確定了非機(jī)械掃描光反射式方案。隨后通過對該方案進(jìn)行具體的零件設(shè)計(jì)，主要包括反射面的設(shè)計(jì)，PDS(光電接收組件)支架的設(shè)計(jì)，浮子的設(shè)計(jì)以及減震零件的設(shè)計(jì)等等，在設(shè)計(jì)的過程中包含了一些理論計(jì)算和仿真，最終設(shè)計(jì)和制作了光電撓度計(jì)。 ④．在信號采集和處理方面，設(shè)計(jì)了以TI公司DSP芯片TMS320C32為核心的處理電路，并對數(shù)據(jù)的處理提出了可行的算法。 ⑤．在數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸方面，采用了RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行多機(jī)通信。 ⑥．通過實(shí)驗(yàn)和大佛寺長江大橋的撓度的實(shí)際監(jiān)測來對該系統(tǒng)的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。 通過對橋梁實(shí)際測量結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果的對比分析可知，本文所設(shè)計(jì)的連通管式光電撓度測量系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，系統(tǒng)可靠，能夠滿足大佛寺長江大橋撓度測量的需要。該撓度測量系統(tǒng)首次在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)了橋梁主梁撓度的長期實(shí)時自動監(jiān)測，并且已經(jīng)通過了交通部的項(xiàng)目驗(yàn)收，具有一定的推廣價值 【關(guān)鍵詞】：連通管 撓度監(jiān)測 光電撓度計(jì) 大佛寺長江大橋
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：U441
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.041247
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 大佛寺長江大橋安全監(jiān)測的重要意義10-11
• 1.2 大跨度橋梁的撓度測量要求11-12
• 1.3 橋梁撓度測量國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.4 課題的研究任務(wù)16-18
• 2 橋梁撓度測量的理論分析18-22
• 2.1 橋梁撓度變化的影響因素18
• 2.2 環(huán)境溫度對橋梁撓度變化的影響18-19
• 2.3 拉索溫度變化對橋梁撓度變化的影響19-22
• 3 連通管光電液位測量撓度總體方案設(shè)計(jì)22-34
• 3.1 系統(tǒng)總體方案的確定22
• 3.2 現(xiàn)有的液位測量方法22-26
• 3.2.1 超聲波法22-23
• 3.2.2 差壓法23-25
• 3.2.3 機(jī)械掃描式光透射法25-26
• 3.3 非機(jī)械掃描式光透射方案26-32
• 3.3.1 非機(jī)械掃描組合方案26-28
• 3.3.2 半集成光電接收器件的電路改進(jìn)28-31
• 3.3.3 光源的改進(jìn)31
• 3.3.4 測量結(jié)構(gòu)31-32
• 3.4 非機(jī)械掃描式光反射方案32-34
• 4 光電撓度傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34-54
• 4.1 反射壁的設(shè)計(jì)34-37
• 4.1.1 浮子反射34-35
• 4.1.2 反射片反射35-36
• 4.1.3 不銹鋼筒內(nèi)壁反射36-37
• 4.2 浮子的設(shè)計(jì)37
• 4.3 支架的設(shè)計(jì)37-50
• 4.3.1 PDS的固定38-39
• 4.3.2 發(fā)光組件固定面角度的確定39-47
• 4.3.3 PDS重合寬度的確定47-50
• 4.4 其他主要零部件的設(shè)計(jì)50-51
• 4.4.1 減振零件的設(shè)計(jì)50
• 4.4.2 接頭的設(shè)計(jì)50-51
• 4.5 其他考慮51-54
• 5 信號的采集和處理及遠(yuǎn)程傳輸54-74
• 5.1 微處理器的選擇54-56
• 5.2 PDS的驅(qū)動電路56-59
• 5.3 PDS信號的采集59-63
• 5.3.1 信號的特征分析59
• 5.3.2 信號的二值化采集59-61
• 5.3.3 A／D轉(zhuǎn)換61-63
• 5.4 信號的處理63-66
• 5.4.1 不良信號的濾除63-64
• 5.4.2 數(shù)據(jù)處理64-65
• 5.4.3 兩根PDS的處理65-66
• 5.5 DSP與微機(jī)的通訊66-74
• 5.5.1 通信方式的選擇66-67
• 5.5.2 串行通信方式的選擇67
• 5.5.3 總線標(biāo)準(zhǔn)的確定67-71
• 5.5.4 多機(jī)遠(yuǎn)程通訊71-74
• 6 實(shí)驗(yàn)及撓度監(jiān)測實(shí)際應(yīng)用74-84
• 6.1 實(shí)驗(yàn)74-76
• 6.2 連通管式光電撓度測量系統(tǒng)的實(shí)用76-84
• 6.2.1 傳感器的安裝76-77
• 6.2.2 影響測量的因素和解決方案77
• 6.2.3 主梁關(guān)鍵點(diǎn)撓度溫度變化特性測試77-80
• 6.2.4 主梁全橋線型隨環(huán)境溫度的變化特性測試80-81
• 6.2.5 橋梁撓度動態(tài)變化特性測試81-84
• 7 全文總結(jié)84-86
• 致謝86-88
• 參考文獻(xiàn)88-90
• 附錄90-93