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基于分布式光纤传感器的拱桥静力行为监测试验研究
| 论文题名： | 基于分布式光纤传感器的拱桥静力行为监测试验研究 |
| 关键词： | 拱桥;应变监测;分布式光纤传感;光频域反射 |
| 摘要： | 拱肋作为拱桥的主要成分对其实施监测对施工后的线形控制和结构性能评估具有重要意义。然而，由于拱肋上监测点之间的高度差变化大，传统监测方法只能进行点式测量，因此拱肋的健康检测精度难以满足实际工程的需求。基于光频域反射技术(OFDR)的分布式光纤传感器可以实现结构应变实时分布式的测量，利用此传感器的独特优势，研究将该技术应用到拱桥的健康监测领域，为桥梁健康监测提供新的思路。 本文以探究拱肋的应变分布为目标，对基于OFDR的分布式光纤传感技术及其在拱桥静力行为监测方面的应用进行了如下的研究工作： （1）以高精度应变温度分析仪为基础，对光频域反射技术的基本原理进行分析；对表面粘贴式的光纤应变传递原理进行分析，进行了光纤应变传感的标定试验。发现表面粘贴式光纤的应变监测结果稳定，相关性系数结果良好。因此提出将此传感器应用于钢拱桥模型的分布式应变监测。 （2）通过ANSYS Workbench进行拱桥的有限元建模，分析了不同静载条件下拱肋的应变分布。利用单元抑制功能，分析了不同吊杆被抑制后的拱肋内力、应变变化以及其余吊杆应力的变化规律。 （3）开展了钢拱桥模型分布式应变监测试验，将有限元的拱肋应变模拟结果与传感器实测值进行对比，分析了监测结果的准确性和误差原因，并验证了有限元模型的可靠性。 （4）开展了吊杆破断监测试验，总结了应变分布实时变化规律。通过拱肋的应变分布的变化识别了吊杆破断，对监测结果进行实时定位并与实际破断位置进行对比，分析了损伤定位的准确性和误差率。 （5）开展了多通道吊杆应变监测试验，采用分级加载得到吊杆实时的应变，将由应变换算的拉力值与理论值进行对比，结果表明拉力值监测的结果误差在5%左右。 |
| 作者： | 绪向首 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王大鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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