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　　【摘要】： 大型橋梁的安全監測具有重要的現實意義，而撓度監測是橋梁監測的一個重要的組成部分。目前現有的許多撓度測量方法還不能實現實時遠程監測，已有的連通管式超聲波法還存在著精度較低，測速慢等不足。針對大佛寺長江大橋撓度測量的需要，在此采用精度較高的光電測量方法結合連通管的優點加以改進。以設計能實用于大跨度橋梁撓度自動監測的光電撓度測量系統。 論文的主要內容包括以下幾個方面： ①．簡要闡述了大佛寺長江大橋撓度監測的重要意義，簡單介紹了國內外現有的撓度測量方法的原理，通過比較分析，在連通管測量方法的基礎上提出本文研究的內容。 ②．討論了引起大跨度橋梁撓度變形的各種因素，并且著重討論了斜拉索溫度變化引起的橋梁撓度變形，繼而提出了大佛寺長江大橋撓度測量要求。 ③．比較了現有液位測量方法后提出了能夠滿足大佛寺長江大橋撓度測量要求的基于連通管的光電撓度計的非機械掃描光透射式和非機械掃描光反射式的兩種方案，通過比較確定了非機械掃描光反射式方案。隨后通過對該方案進行具體的零件設計，主要包括反射面的設計，PDS(光電接收組件)支架的設計，浮子的設計以及減震零件的設計等等，在設計的過程中包含了一些理論計算和仿真，最終設計和制作了光電撓度計。 ④．在信號采集和處理方面，設計了以TI公司DSP芯片TMS320C32為核心的處理電路，并對數據的處理提出了可行的算法。 ⑤．在數據的遠程傳輸方面，采用了RS-485總線標準來進行多機通信。 ⑥．通過實驗和大佛寺長江大橋的撓度的實際監測來對該系統的有效性進行檢驗。 通過對橋梁實際測量結果與理論計算的結果的對比分析可知，本文所設計的連通管式光電撓度測量系統測量數據準確，系統可靠，能夠滿足大佛寺長江大橋撓度測量的需要。該撓度測量系統首次在國內實現了橋梁主梁撓度的長期實時自動監測，并且已經通過了交通部的項目驗收，具有一定的推廣價值 【關鍵詞】：連通管 撓度監測 光電撓度計 大佛寺長江大橋
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2003
【分類號】：U441
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.041247
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 大佛寺長江大橋安全監測的重要意義10-11
• 1.2 大跨度橋梁的撓度測量要求11-12
• 1.3 橋梁撓度測量國內外研究現狀12-16
• 1.4 課題的研究任務16-18
• 2 橋梁撓度測量的理論分析18-22
• 2.1 橋梁撓度變化的影響因素18
• 2.2 環境溫度對橋梁撓度變化的影響18-19
• 2.3 拉索溫度變化對橋梁撓度變化的影響19-22
• 3 連通管光電液位測量撓度總體方案設計22-34
• 3.1 系統總體方案的確定22
• 3.2 現有的液位測量方法22-26
• 3.2.1 超聲波法22-23
• 3.2.2 差壓法23-25
• 3.2.3 機械掃描式光透射法25-26
• 3.3 非機械掃描式光透射方案26-32
• 3.3.1 非機械掃描組合方案26-28
• 3.3.2 半集成光電接收器件的電路改進28-31
• 3.3.3 光源的改進31
• 3.3.4 測量結構31-32
• 3.4 非機械掃描式光反射方案32-34
• 4 光電撓度傳感器的結構設計34-54
• 4.1 反射壁的設計34-37
• 4.1.1 浮子反射34-35
• 4.1.2 反射片反射35-36
• 4.1.3 不銹鋼筒內壁反射36-37
• 4.2 浮子的設計37
• 4.3 支架的設計37-50
• 4.3.1 PDS的固定38-39
• 4.3.2 發光組件固定面角度的確定39-47
• 4.3.3 PDS重合寬度的確定47-50
• 4.4 其他主要零部件的設計50-51
• 4.4.1 減振零件的設計50
• 4.4.2 接頭的設計50-51
• 4.5 其他考慮51-54
• 5 信號的采集和處理及遠程傳輸54-74
• 5.1 微處理器的選擇54-56
• 5.2 PDS的驅動電路56-59
• 5.3 PDS信號的采集59-63
• 5.3.1 信號的特征分析59
• 5.3.2 信號的二值化采集59-61
• 5.3.3 A／D轉換61-63
• 5.4 信號的處理63-66
• 5.4.1 不良信號的濾除63-64
• 5.4.2 數據處理64-65
• 5.4.3 兩根PDS的處理65-66
• 5.5 DSP與微機的通訊66-74
• 5.5.1 通信方式的選擇66-67
• 5.5.2 串行通信方式的選擇67
• 5.5.3 總線標準的確定67-71
• 5.5.4 多機遠程通訊71-74
• 6 實驗及撓度監測實際應用74-84
• 6.1 實驗74-76
• 6.2 連通管式光電撓度測量系統的實用76-84
• 6.2.1 傳感器的安裝76-77
• 6.2.2 影響測量的因素和解決方案77
• 6.2.3 主梁關鍵點撓度溫度變化特性測試77-80
• 6.2.4 主梁全橋線型隨環境溫度的變化特性測試80-81
• 6.2.5 橋梁撓度動態變化特性測試81-84
• 7 全文總結84-86
• 致謝86-88
• 參考文獻88-90
• 附錄90-93