基于FBG传感器宏应变分布技术的混凝土梁桥监测研究
发布时间：2022-11-05 08:43
桥梁健康监测作为结构健康监测的一个分支,不但能够对灾害作出提前预警,保障交通与人们的生命财产安全;还能够通过对损伤的提前识别,为维修管理提供建议,大大降低桥梁的运营管理成本,具有一定的经济价值。传统监测系统中使用的测量元件,测量范围有限,难以起到对离散性大的混凝土结构损伤的有效识别。且这类测量元件多以电类传感器为主,测量结果受环境干扰较大,不适用于结构的长期监测。光纤传感器从诞生起就以一系列优点成为监测工程中理想的测量元件。扩大了测量标距的光纤布拉格光栅（FBG）宏应变传感器,相较于传统点式传感器,可以从宏观上对结构的损伤进行把控,为结构整体性测量提供了可能。本文利用扩大测量范围的FBG宏应变传感器,对其不同的布置方式来实现不同的监测目的进行研究。具体内容如下:（1）埋入式FBG宏应变传感器的验证。分别在受弯梁的受压区和受拉区布置一对点式传感器和FBG宏应变传感器,比较它们在受共同力作用下对应变的感知能力;（2）链式分布方式下的弯曲裂缝识别。计算长度为4米的简支梁划分为8个单元,8个标距为50cm的FBG宏应变传感器分别布置在各个单元最下端钢筋处,实现传感器的链式分布。通过荷载-平均应...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 桥梁结构健康监测
1.3 光纤光栅传感器的研究发展
1.3.1 封装与增敏技术
1.3.2 传递机理
1.3.3 调制与解调技术
1.3.4 宏应变传感器
1.4 本文研究内容
第二章 FBG传感器及其分布技术
2.1 光纤布拉格光栅传感器
2.1.1 光纤布拉格光栅传感器构造
2.1.2 光纤布拉格光栅传感器的工作原理
2.1.3 光纤布拉格光栅传感器的优点
2.2 光纤布拉格光栅宏应变传感器
2.3 宏应变传感器的分布技术
2.3.1 简单链式分布
2.3.2 交叉分布
2.3.3 平行分布
2.4 本章小结
第三章 静载试验研究
3.1 试验系统
3.1.1 试验构件
3.1.2 传感与采集
3.1.3 加载方案
3.2 埋入式FBG宏应变传感器的验证试验
3.3 简单链式分布的弯曲裂缝识别
3.4 交叉分布的斜裂缝监测试验
3.5 平行分布的监测试验
3.6 本章小结
第四章 动载试验研究
4.1 模态分析理论
4.1.1 振型叠加原理
4.1.2 傅里叶变换
4.1.3 相关分析
4.1.4 功率谱密度函数
4.2 简支梁动态监测
4.2.1 试验目的与传感器布置
4.2.2 加载与数据采集
4.2.3 数据分析与结果
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简历
在校期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术[J]. 魏洋,卢海鹏,刘小明,端茂军,李国芬. 铁道科学与工程学报. 2017(10)
[2]基片式高灵敏度光纤光栅温度传感器[J]. 彭雄辉,黄安贻,左浩然. 中国测试. 2017(07)
[3]基于分布式长标距FBG传感器的新沭河大桥加固效果监测研究[J]. 潘勇,赵飞,杨才千. 市政技术. 2016(02)
[4]不同表面粘贴方式对光纤光栅应变传递的影响[J]. 王源,章征林,孙阳阳,张清华. 压电与声光. 2016(01)
[5]光纤传感技术在桥梁监测中的应用[J]. 殷中辉. 交通标准化. 2014(18)
[6]裸光纤光栅表贴结构应变传递分析与实验研究[J]. 李红,祝连庆,刘锋,张荫民,黄强先. 仪器仪表学报. 2014(08)
[7]基片式光纤光栅应变传感器的应变传递研究[J]. 张桂花,柴敬,李旭娟,弥旭锋,李毅,郝蕾. 激光与光电子学进展. 2014(01)
[8]基于长标距分布式布拉格光纤光栅（FBG）传感的地铁基坑施工监测[J]. 郭余根. 城市轨道交通研究. 2013(07)
[9]长标距光纤布拉格光栅应变监测研究[J]. 陈晓军,丁克勤,陈光,李娜. 电子测试. 2013(05)
[10]岩石变形光栅检测的表面粘贴法及应变传递分析[J]. 魏世明,柴敬. 岩土工程学报. 2011(04)
博士论文
[1]光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究[D]. 吕昌贵.东南大学 2005
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在桥梁监测中的应用[D]. 王红霞.兰州理工大学 2012
[2]工程结构基于FBG应变传感器挠度及裂缝监测的试验研究[D]. 曹长城.苏州科技学院 2012
本文编号：3702274
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 桥梁结构健康监测
1.3 光纤光栅传感器的研究发展
1.3.1 封装与增敏技术
1.3.2 传递机理
1.3.3 调制与解调技术
1.3.4 宏应变传感器
1.4 本文研究内容
第二章 FBG传感器及其分布技术
2.1 光纤布拉格光栅传感器
2.1.1 光纤布拉格光栅传感器构造
2.1.2 光纤布拉格光栅传感器的工作原理
2.1.3 光纤布拉格光栅传感器的优点
2.2 光纤布拉格光栅宏应变传感器
2.3 宏应变传感器的分布技术
2.3.1 简单链式分布
2.3.2 交叉分布
2.3.3 平行分布
2.4 本章小结
第三章 静载试验研究
3.1 试验系统
3.1.1 试验构件
3.1.2 传感与采集
3.1.3 加载方案
3.2 埋入式FBG宏应变传感器的验证试验
3.3 简单链式分布的弯曲裂缝识别
3.4 交叉分布的斜裂缝监测试验
3.5 平行分布的监测试验
3.6 本章小结
第四章 动载试验研究
4.1 模态分析理论
4.1.1 振型叠加原理
4.1.2 傅里叶变换
4.1.3 相关分析
4.1.4 功率谱密度函数
4.2 简支梁动态监测
4.2.1 试验目的与传感器布置
4.2.2 加载与数据采集
4.2.3 数据分析与结果
4.3 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
作者简历
在校期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于长标距光纤光栅传感器的连续梁桥监测技术[J]. 魏洋,卢海鹏,刘小明,端茂军,李国芬. 铁道科学与工程学报. 2017(10)
[2]基片式高灵敏度光纤光栅温度传感器[J]. 彭雄辉,黄安贻,左浩然. 中国测试. 2017(07)
[3]基于分布式长标距FBG传感器的新沭河大桥加固效果监测研究[J]. 潘勇,赵飞,杨才千. 市政技术. 2016(02)
[4]不同表面粘贴方式对光纤光栅应变传递的影响[J]. 王源,章征林,孙阳阳,张清华. 压电与声光. 2016(01)
[5]光纤传感技术在桥梁监测中的应用[J]. 殷中辉. 交通标准化. 2014(18)
[6]裸光纤光栅表贴结构应变传递分析与实验研究[J]. 李红,祝连庆,刘锋,张荫民,黄强先. 仪器仪表学报. 2014(08)
[7]基片式光纤光栅应变传感器的应变传递研究[J]. 张桂花,柴敬,李旭娟,弥旭锋,李毅,郝蕾. 激光与光电子学进展. 2014(01)
[8]基于长标距分布式布拉格光纤光栅（FBG）传感的地铁基坑施工监测[J]. 郭余根. 城市轨道交通研究. 2013(07)
[9]长标距光纤布拉格光栅应变监测研究[J]. 陈晓军,丁克勤,陈光,李娜. 电子测试. 2013(05)
[10]岩石变形光栅检测的表面粘贴法及应变传递分析[J]. 魏世明,柴敬. 岩土工程学报. 2011(04)
博士论文
[1]光纤布拉格光栅传输特性理论分析及其实验研究[D]. 吕昌贵.东南大学 2005
硕士论文
[1]三维激光扫描技术在桥梁监测中的应用[D]. 王红霞.兰州理工大学 2012
[2]工程结构基于FBG应变传感器挠度及裂缝监测的试验研究[D]. 曹长城.苏州科技学院 2012
本文编号：3702274
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