【摘要】： 大型桥梁的建设和维护是一个国家基础设施建设的重要部分，每一座大型桥梁都是人类文明发展的丰碑，桥梁健康监测技术综合反映了一个国家的桥梁建设和管理水平。桥梁健康监测系统是通过对桥梁结构状态的监测与评估，为大桥在特殊气候、特殊交通条件下或运营状况严重异常时触发预警信号，分析评估桥梁使用寿命，并为桥梁的养护、维修与管理决策提供科学的依据。然而，到目前为止，桥梁的长期检查主要还是定期的人工检测，但定期人工检测的局限性比较多：不及时、工作强度大、精度不高、检测不全面。 本文结合具体的工程项目，对实现红枫湖大桥桥梁结构的监测开展了深入研究，提出了监测系统的总体设计构思。基于建立红枫湖大桥健康监测系统的目标和功能要求，本文对其具体桥型结构的承载特点进行了分析，逐步确立了监测项目并提出了监测系统的构建方案。 针对桥梁监测现状，本文提出利用光纤光栅传感器实时、长期、精确的特点，来完成手工检测方法不好解决的问题，并用光纤光栅温度传感器和光纤光栅应变传感器等传感器来研究桥梁长期健康监测系统。桥梁健康监测系统一般由数据采集系统和结构健康状态与安全评估系统这两个子系统组成，而其中的数据采集子系统是整个监测系统的基础。桥梁健康监测系统能否对桥梁结构的健康状态和安全寿命做出正确的评估，能否为验证设计和修改规范提供科学的依据，取决于数据采集系统能否采集到准确、可靠、有代表性、能如实反映结构状态的各种特征信息。 【关键词】：大型桥梁 健康监测 数据采集 光纤光栅传感器
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP274
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.133085
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 本研究课题的学术背景与实际意义7-8
• 1.2 桥梁健康监测及其数据采集的国内外研究动态8-10
• 1.2.1 国外研究动态8-10
• 1.2.2 国内研究动态10
• 1.3 本研究课题的来源10
• 1.4 本文主要研究内容10-12
• 第二章 桥梁健康监测系统设计12-30
• 2.1 监测系统设计原则12-13
• 2.2 监测系统可靠性和易维护性的技术保障措施13
• 2.3 红枫湖大桥健康监测系统的设计13-21
• 2.3.1 总体设计14-16
• 2.3.2 监测项目的确定16-18
• 2.3.3 监测项目方案的制定18-21
• 2.3.3.1 索塔偏移监测18
• 2.3.3.2 斜拉索索力监测18-19
• 2.3.3.3 主梁截面应变监测19-20
• 2.3.3.4 温度监测20-21
• 2.3.3.5 结构动态特性监测21
• 2.4 红枫湖大桥健康监测系统的实现21-30
• 2.4.1 斜拉索索力监测系统22-23
• 2.4.2 主梁应变监测系统23-25
• 2.4.3 主梁温度监测系统25-26
• 2.4.4 结构动态特性监测系统26-28
• 2.4.5 监测系统实现的其它要素28-30
• 第三章 多光纤传感器数据采集系统30-46
• 3.1 桥梁健康监测系统中常用传感器介绍30
• 3.2 光纤光栅传感器研究30-39
• 3.2.1 光纤布拉格光栅的结构研究31-35
• 3.2.2 光纤光栅的传感特性研究35-39
• 3.2.2.1 温度特性37
• 3.2.2.2 轴向应力特性37-38
• 3.2.2.3 横向应力特性38-39
• 3.3 光纤光栅传感器在桥梁健康监测系统中的应用研究39-43
• 3.4 多光纤传感器数据采集系统43-46
• 3.4.1 问题的提出43
• 3.4.2 解决方案43-46
• 第四章 数据采集系统的设计与研究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 软件功能分析48-49
• 4.3 数据采集系统方案的制定49-51
• 4.3.1 系统的组成49-50
• 4.3.2 系统的工作流程50-51
• 4.4 数据采集系统功能的设计51-54
• 4.4.1 设计原理52-53
• 4.4.2 流程框图53-54
• 4.5 数据采集系统信息的融合54-58
• 4.5.1 信息融合的特点55-56
• 4.5.2 信息融合的过程56
• 4.5.3 信息融合的结构56-57
• 4.5.4 信息融合的方法57-58
• 第五章 全文总结和今后工作展望58-60
• 5.1 全文总结58-59
• 5.2 今后工作展望59-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-63
• 附录63-66