基于光纤光栅应变传感器在斜拉桥健康监测系统中的应用

桥梁结构健康监测系统正处于高速发展阶段。主要阐述了传统的电类传感器监测与光纤光栅传感器区别及光纤光栅传感器的优点;光纤光栅传感器的应用领域等发展现状及其工作原理以及光纤光栅传感器在斜拉桥健康监测系统中的布点设计和应用结果。     

光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

桥梁健康监测系统探析

基于目前国内桥梁健康监测系统的发展现状,分别对桥梁健康监测项目中的应变温度监测和线性位移监测作了详细介绍,对促进今后桥梁健康监测系统的实用化研究具有积极意义。     

泰安长江大桥结构健康监测系统设计研究

以泰安长江大桥结构健康监测系统为研究背景,对大跨度桥梁监测系统的基本情况进行了介绍,从泰安长江大桥健康监测的系统组成、传感器选择、测点布置、数据采集等几方面进行了分析,并详细介绍了各传感器原理及组成.     

斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(Ⅱ):系统实现

采用"斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(Ⅰ)-系统设计"中所建立的设计方法,分别为两座大型斜拉桥设计并实现长期实时健康监测系统和定期实时健康监测系统滨州黄河公路大桥长期实时健康监测系统和哈尔滨松花江大桥定期实时健康监测系统.研究两座大型斜拉桥结构健康监测系统的总体设计方案、子系统的设计方案和硬软件设备及其实现、系统的集成技术及其实现方法;分析两套健康监测系统在成桥试验和运营中监测的桥梁结构荷载和静动力反应.结果表明,两座斜拉桥结构健康监测系统均能协调运行,实现了预期设计功能;系统中布设的光纤光栅应变和温度传感器测试精度高、耐久性好、抗电磁干扰性能强;系统中建立的远程无线微波通讯系统可以实时传输和再现监测信号.     

斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(II):系统实现

采用“斜拉桥结构健康监测系统的设计与实现(I)-系统设计”中所建立的设计方法,分别为两座大型斜拉桥设计并实现长期实时健康监测系统和定期实时健康监测系统:滨州黄河公路大桥长期实时健康监测系统和哈尔滨松花江大桥定期实时健康监测系统。研究两座大型斜拉桥结构健康监测系统的总体设计方案、子系统的设计方案和硬软件设备及其实现、系统的集成技术及其实现方法;分析两套健康监测系统在成桥试验和运营中监测的桥梁结构荷载和静动力反应。结果表明,两座斜拉桥结构健康监测系统均能协调运行,实现了预期设计功能;系统中布设的光纤光栅应变和温度传感器测试精度高、耐久性好、抗电磁干扰性能强;系统中建立的远程无线微波通讯系统可以实时传输和再现监测信号。     

光纤法珀应变测量系统在混凝土弹性模量标定中的应用

基于光纤法珀应变传感器的基本原理,介绍了一种混凝土弹性模量标定的新方法。描述了利用光纤法珀应变传感器进行的混凝土弹性模量标定实验,给出了混凝土的标定曲线,并计算出了混凝土试验块的弹性模量。     

结构健康监测新型传感器—光纤Bragg光栅

阐述了光纤Bragg光栅应变、温度传感及其系统的基本原理。对其应变、温度传感性能及标定方法进行研究 ,得出应变、温度灵敏系数     

光纤法珀应变传感器系统的实验研究

讨论了光纤法珀应变传感器的基本原理及其传感系统构成 ,分析了它在实际工程应用中的特点 ,介绍了该系统的等强度梁标定实验及结果 ,并重点介绍了在芜湖长江大桥连续钢桁梁模型实验的测试中、该系统与电阻应变测量仪的对比实验 ,结果表明 ,光纤法珀应变传感器系统的测量精度优于 3 με、测量范围大于 60 0 με ,安装工艺与电阻应变片相同 ,但测量仪使用时不需调零     

长期挠度健康监测系统研究

通过对桥梁结构健康监测和评估研究现状的简单评述，讨论了结构健康监测和状态评估中的关键理论与技术问题，并从桥梁工程发展的角度探讨了大型桥梁监测系统设计的有关问题，以期为监测系统的开发提供借鉴。     

桥梁健康无线监测系统

桥梁无线监测系统克服了传统的有线监测的造价高、抗干扰性差的缺点。介绍了无线监测的概念和基本构成,设计了一种桥梁监测无线数字传输系统并进行了应变测试实验。分析了该系统的自身供能方法,分析了振动供能,提出了一种无线监测压电陶瓷电源,进行了该电源能量的理论分析,分析了两种电源的应用场合,为桥梁无线监测系统的设计应用提供了参考。     

润扬大桥北汊斜拉桥索塔节段足尺模型试验研究

通过润扬大桥北汊斜拉桥索塔锚固区的节段足尺模型试验 ,研究了塔身U形束的预应力施工工艺 ,进行了索塔模型在U形预应力束及斜拉索作用下的应力量测与分析 ,给出了索塔的开裂及破坏荷载。对足尺模型进行斜向加载模拟斜拉索作用、借助于辅助模型研究孔道摩阻、全方位布置传感器测点等做法构成本次试验研究的特色。     

润扬大桥结构健康监测系统传感器测点布置

润扬长江公路大桥作为我国建桥史上规模空前的特大型桥梁 ,对其建设和运营期间的健康监测、诊断以及各种灾害影响下的损伤预测和损伤评估 ,具有重要的现实意义 ,这也是润扬大桥设置结构安全健康监测系统的主要目的。作为该系统所要解决的最关键问题之一 ,就是合理解决传感器测点的最优布置。基于这一考虑 ,详细介绍了以有限元模型分析结果和基于广义遗传算法的主梁传感器测点优化布置为主要理论依据 ,最终形成的润扬大桥结构安全健康监测系统的传感器测点布置。     

基于桥梁健康监测的振动传感器

提出一种基于桥梁监测的光纤光栅振动传感器的设计方法。监测系统是基于测量压力啁啾的光纤布拉格光栅(FBG)反射带宽和反射光功率达到实时监控的目的。该传感器是由单根FBG组成,为了模拟真实桥梁振动情况,使用简支梁模拟桥梁。将单根FBG斜向粘贴在简支梁侧面上进行模拟试验,梁的上表面中间粘贴偏心轮来产生振动。振动将作用到简支梁上造成梁弯曲。梁弯曲时,在不同厚度层上产生呈梯度分布的应变,进而引起FBG的啁啾效应,造成FBG带宽发生变化。试验结果将电阻应变片和基于FBG的振动传感器进行对比。由于FBG对反射带宽和光功率温度不敏感,传感测量完全避开了温度的交叉敏感效应。该传感器可以广泛应用于桥梁的健康监测中,具有实时性及成本低等优点。     

装配式钢桥健康监测及安全评价系统的设计

分析装配式公路钢桥结构特点,介绍装配式公路钢桥健康监测系统的组成,提出应用中常见的问题及其对策。实践表明:应用钢桥健康监测系统,可以延长钢桥使用寿命,节约维护费用。     

某大型钢厂过桥结构的健康监测

为保证某大型钢厂过桥结构的正常工作,对该过桥结构设置定期健康监测系统.首先介绍该健康监测系统的设计方案和硬软件设备及其实现,重点对该健康监测系统在生产过程中所监测的过桥结构的动态反应进行分析.监测结果表明,该过桥结构实时监测系统能够协调运行,实现了预期设计功能.该大型钢厂过桥结构实时监测系统的设计、实现和运行,为过桥结构安全评定方法提供了大量丰富的数据,为类似结构健康监测的设计与实施积累了经验.     

黑龙江呼兰河大桥的光纤光栅智能监测技术

对光纤光栅波长变化与应变的关系进行了理论分析,并通过材料试验和等强度梁试验加以验证;研究了光纤光栅的布设工艺,并在黑龙江省呼兰河大桥预应力箱形梁的施工过程中成功地布设了12个光纤光栅应变传感器与3个温度传感器;布设的传感器监测了预应力箱形梁张拉过程的钢筋应变历程,以及箱形梁静载试验的钢筋应变增量与分布;大桥建成后,利用布设的光纤光栅应变和温度传感器对呼兰河大桥进行了阶段性运营监测,监测了车辆荷载下的应变历程和大桥温度变化过程。监测结果表明埋入的光纤光栅可以方便地监测汽车的流量及其可能的疲劳损伤,为桥梁结构的健康诊断提供依据。一年多的考验表明,光纤光栅的稳定性与耐久性满足钢筋混凝土桥梁结构长期健康监测的要求,性能明显优于传统的电阻应变片。     

钢管混凝土拱桥健康监测的光纤传感研究

基于光时域反射技术,研究了钢管混凝土健康监测的分布式光纤传感技术。提出光纤优化组合,实现了不同类型光纤的优势互补;采用大型工程机械进行了泵送混凝土的流动冲击仿真试验,确定了光纤在钢管内的埋设、定位、保护工艺;提出力-光本构关系概念,构建全自动力-光耦合试验系统,进行了脱空-裂缝传感试验和大比尺预应变钢管混凝土界面脱空仿真试验,建立了力-光本构关系,确定了光纤传感监测系统的传感性能(动态范围:4.8mm,定位精度:0.2m),并研究了实际工程脱空-裂缝的定量算法。在首次布设光纤传感监测系统的拱桥工程中,国内外首次检测到拱顶区域大面积脱空,并确定了脱空值为2鶫3mm、腔空位置及范围,并实现了对脱空发生发展的跟踪检测。     

桥梁结构工程健康监测安全预警系统

针对长期服役的土木工程结构因负载、结构老化、自然灾害等造成的结构损伤带来的安全隐患,建立了基于B/S的桥梁结构健康监测、安全预测平台,在线监测影响桥梁结构健康的主要参数,对异常参数信号进行报警处理,并对历史数据走势采取多项式、对数、线性及指数等4种回归预测方法进行趋势预测,以判断桥梁结构损伤走势。从系统设计方面,详细介绍了系统功能模块和软件架构,并结合Silverlight强大的界面表现能力实现了具有丰富体验的界面效果,增强了软件的友好性和交互性。