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原文传递斜拉桥的索力无线测试系统研究

论文题名：	斜拉桥的索力无线测试系统研究
关键词：	无线传感器网络;斜拉桥;索力测试系统;振动法;时间同步
摘要：	随着桥梁工程建设的快速发展，桥梁在结构形式与功能上也日益多样化和复杂化，而斜拉桥在桥梁的结构设计与施工等方面，正在受到越来越多的欢迎。斜拉桥的结构体系中，斜拉索不仅起到连接主梁和索塔、传递内力和形变的作用，更重要的是能够利用它们相互间的索力调适对结构的整体抗变性和对称性进行调节，进而保持结构始终处于平衡与稳定状态。因此，在斜拉桥梁中斜拉索是最为关键的构件，它的索力值是评估桥梁整体性能状态的重要指标。　　由于传统索力检测采用的直接测量法和有线测量技术，存在成本高、便利性差及人力耗费大等不足，本文基于振动频率法和无线传感技术，研制了低成本、高性能和快捷方便的斜拉桥索力的无线检测系统。首先，在分析基于振动频率法的索力测量原理以及索的线性振动理论基础上，推导了考虑索的刚度和垂度等因素影响下的索力实用计算公式;其次，在分析网络拓扑结构协议基础上，完成了系统的总体结构规划，详细描述了网络节点的模块化设计，包括传感单元、信号调理单元、射频单元、存储单元等;再次，针对桥梁索力多点测量的要求和存在的问题，分析了无线传感器网络中时间同步机制的影响要素，设计了低开销型的时间同步算法，并进行了仿真验证;最后，在利用所开发的无线测试系统进行实验室斜拉索模型和小型斜拉桥的验证实验的基础上，将该系统进一步在大型斜拉桥索力测量工程中加以应用。　　研究表明，所开发的基于振动频率法和无线传感技术的斜拉桥索力测试系统，能够实时、准确地进行斜拉索的振动检测和索力识别，从而为桥梁的安全性能评估提供了依据和保障。相对于传统检测方法，该系统具有简便实用、布设快捷等特点，具有较好的应用前景和实用价值。
作者：	毛幸全
专业：	电路与系统
导师：	王开宇;喻言
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文