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光纤陀螺应用于桥梁形变监测的可行性研究
| 论文题名： | 光纤陀螺应用于桥梁形变监测的可行性研究 |
| 关键词： | 光纤陀螺;形变测量;桥梁;数学模拟 |
| 摘要： | 大型桥梁在运营期间桥梁结构会产生变形，当变形量超过变形体所能承受的允许值时，就可能引发严重的灾难。为了掌握桥梁的安全状况，预防灾害事故发生，桥梁形变监测工作尤为重要。形变监测与其它监测工作相比较，其精度要求较高，并且需要有一定频率的重复观测。而传统的测量方法一般只能对离散的点进行测量，且具有基准点难以确定，架设仪器困难等缺点，为此需要寻求一种更为便捷有效的测量方法。 基于这种状况，本文研究了一种将光纤陀螺技术应用于桥梁形变监测的测量方法，该方法将陀螺同运动装置结合，使陀螺沿被测曲线或曲面运动，运动的同时陀螺输出角速度值，运动装置输出对应的速度或位移值。结合位置和角速度两个量，可以得到被测曲线或曲面的形状，与标准参数对比，便可检测出工程项目是否有形变以及形变的具体量。该方法只需测量起点作为基准点，精度高，可实现快速、连续检测，克服了传统方法所面临的一些问题。 针对这一方法，本文主要进行了如下研究工作: (1)阐述了该测量方法的测量原理，并从装置设备和接收数据软件两方面对测量系统进行设计，制作出测量小车，编写了测量数据处理的软件，搭建简支梁缩尺模型用于实验和分析。 (2)以桥梁形变的力学模型为基础，对简支梁自身重力作用下的形变、静止集中荷载力作用下的形变以及移动集中荷载力作用下的形变进行了数学模拟。 (3)通过一系列实验，验证了光纤陀螺应用于桥梁形变监测方法的可行性，评估了测量方法和系统的重复性和稳定性，考察了测量过程中桥梁的振动对测量结果的影响，并通过数学模拟和测量结果的对比分析，从动载和静载两种情况来考察测量方法和系统的适用性和适用范围。 (4)最后，对测量方法的误差产生因素以及抑制方法进行了研究，具有积极的指导作用。 本文仅就测量系统对实验室模型的测量进行了研究，要将测量系统应用于实际桥梁，将会遇到许多实际问题，还需要我们更为深入的研究和改进。 |
| 作者： | 段婷婷 |
| 专业： | 光学 |
| 导师： | 王立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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