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　　【摘要】： 光纖光柵傳感器是近年來迅速發展起來的一種新型傳感器，除具有傳統電類傳感器的功能外，它還具有分布傳感、抗電磁干擾、精度高、長期穩定性好等優點，在大型土木工程結構(如橋梁結構等)的健康監測中有著廣闊的應用前景。 本文結合高速公路上已建混凝土橋梁結構的監測，首先在等強度標準鋼梁上進行了光纖光柵傳感器的標定以及應變傳感特性試驗，得到了光纖光柵應變傳感器的線性度、靈敏度和重復性等基本傳感參數。然后著重進行了在橋梁監測中應用較多的振弦傳感器與布拉格光柵傳感器埋入混凝土梁中的對比試驗研究，試驗結果表明光柵傳感器相比振弦傳感器而言能滿足實際工程應用的要求。最后根據光纖光柵傳感技術在橋梁監測中的應用，探討了其在橋梁監測中應用所面臨的一些關鍵技術問題及實現途徑。 在進行裝配式混凝土簡支板橋復合鋪裝結構的探討性研究前，先介紹了接觸分析基本理論，并提出了考慮混凝土橋面板板間接觸、瀝青混凝土加鋪層與橋面接觸等接觸分析在有限元分析中的實現思路。結合一座裝配式簡支板橋現場試驗數據，采用ANSYS對該橋在加鋪前后進行了實體建模與計算分析，討論了瀝青混凝土加鋪層對下部結構物的影響。在此基礎上，對該類裝配式混凝土簡支板橋瀝青混凝土復合鋪裝結構受力特性進行了分析，提出了該類橋型瀝青混凝土加鋪層的設計控制指標，給出了加鋪層控制剪應力隨厚度改變的變化規律，并探討性地提出了混凝土橋復合鋪裝結構設計方法。 【關鍵詞】：光纖光柵傳感器 傳感特性試驗 接觸分析 瀝青混凝土加鋪層 有限元分析
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：U446
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.020201
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 光纖光柵傳感技術在橋梁監測中的研究應用現狀9-12
• 1.2.1 橋梁結構監測現狀9-10
• 1.2.2 光纖傳感技術應變傳感機理研究現狀10-11
• 1.2.3 光纖光柵傳感器在橋梁結構監測中的應用現狀11-12
• 1.3 混凝土橋面瀝青混凝土復合鋪裝結構研究現狀12-14
• 1.4 本文所作的主要工作14-15
• 第2章 光纖光柵傳感技術在橋梁監測中的應用研究15-31
• 2.1 光纖光柵傳感技術基本原理15-18
• 2.1.1 光纖光柵的基本結構15
• 2.1.2 光纖光柵傳感原理15-16
• 2.1.3 光纖光柵應變、溫度傳感特性16-17
• 2.1.4 光纖光柵解調技術17-18
• 2.2 光纖光柵應變傳感試驗18-22
• 2.2.1 光纖光柵的應變傳感特性標定18-20
• 2.2.2 光纖光柵應變傳感的荷載重復性試驗20-22
• 2.3 光纖光柵傳感器與鋼弦計的對比試驗22-24
• 2.3.1 振弦式傳感器的工作原理22
• 2.3.2 埋入混凝土梁中的對比試驗研究22-23
• 2.3.3 試驗結果與分析23-24
• 2.4 光纖光柵傳感技術在橋梁結構監測中的應用24-28
• 2.5 光纖光柵傳感技術應用中的關鍵問題與解決途徑28-30
• 2.5.1 光纖光柵傳感器的埋設與保護28
• 2.5.2 光纖光柵的應變與溫度的交叉敏感28-29
• 2.5.3 光纖光柵傳感技術的分布傳感29
• 2.5.4 光纖光柵的遠程網絡監測評估29-30
• 2.6 本章小結30-31
• 第3章 考慮接觸分析的理論與實現31-44
• 3.1 接觸力學基本理論31-36
• 3.1.1 接觸的分類31
• 3.1.2 接觸的參考坐標31-32
• 3.1.3 彈性半空間假設32-33
• 3.1.4 彈性半空間體的線載荷和點載荷33
• 3.1.5 彈性接觸的Hertz理論33-34
• 3.1.6 彈性物體的非Hertz理論34-36
• 3.2 層間接觸單元36-38
• 3.3 考慮加鋪層與下部結構共同工作在ANSYS上的實現38-43
• 3.3.1 混凝土橋復合鋪裝結構力學計算模型38-39
• 3.3.2 單元類型選取39-41
• 3.3.2.1 鋼筋混凝土單元39-40
• 3.3.2.2 接觸單元40
• 3.3.2.3 八節點實體等參元40-41
• 3.3.2.4 彈性殼單元41
• 3.3.3 材料屬性41-43
• 3.3.3.1 混凝土41-42
• 3.3.3.2 鋼筋42
• 3.3.3.3 瀝青混凝土42
• 3.3.3.4 接觸摩擦類型42-43
• 3.3.4 求解模式43
• 3.4 本章小結43-44
• 第4章 混凝土橋復合鋪裝結構受力分析44-62
• 4.1 加鋪瀝青混凝土前橋梁結構試驗研究與受力分析44-48
• 4.1.1 荷載試驗方案44-45
• 4.1.2 有限元模型建立45-47
• 4.1.3 試驗結果與有限元計算結果對比分析47-48
• 4.2 混凝土橋復合鋪裝結構受力特性分析48-55
• 4.2.1 加鋪后試驗結果與有限元計算結果的對比分析48-49
• 4.2.2 瀝青混凝土加鋪層對下部結構影響與結構物的完善49-53
• 4.2.3 瀝青混凝土加鋪層受力特點分析53-55
• 4.2.3.1 層間剪應力53-54
• 4.2.3.2 表面剪應力54-55
• 4.2.3.3 層內剪應力隨深度的變化55
• 4.3 瀝青混凝土加鋪層受力參數分析55-58
• 4.3.1 參數取值55-56
• 4.3.2 加鋪層厚度變化時加鋪層受力分析56-58
• 4.3.2.1 表面剪應力56
• 4.3.2.2 層間剪應力56-57
• 4.3.2.3 表面彎沉57-58
• 4.4 混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝結構設計方法探討58-61
• 4.4.1 結構設計步驟58-59
• 4.4.2 抗剪設計59-61
• 4.4.2.1 鋪裝層表面抗剪驗算59-60
• 4.4.2.2 層間抗剪驗算60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第5章 結論與展望62-64
• 5.1 結論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻64-67
• 致謝67