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　　【摘要】： 光纖光柵傳感器是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型傳感器，除具有傳統(tǒng)電類傳感器的功能外，它還具有分布傳感、抗電磁干擾、精度高、長期穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在大型土木工程結(jié)構(gòu)(如橋梁結(jié)構(gòu)等)的健康監(jiān)測中有著廣闊的應(yīng)用前景。 本文結(jié)合高速公路上已建混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的監(jiān)測，首先在等強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)鋼梁上進(jìn)行了光纖光柵傳感器的標(biāo)定以及應(yīng)變傳感特性試驗，得到了光纖光柵應(yīng)變傳感器的線性度、靈敏度和重復(fù)性等基本傳感參數(shù)。然后著重進(jìn)行了在橋梁監(jiān)測中應(yīng)用較多的振弦傳感器與布拉格光柵傳感器埋入混凝土梁中的對比試驗研究，試驗結(jié)果表明光柵傳感器相比振弦傳感器而言能滿足實際工程應(yīng)用的要求。最后根據(jù)光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用，探討了其在橋梁監(jiān)測中應(yīng)用所面臨的一些關(guān)鍵技術(shù)問題及實現(xiàn)途徑。 在進(jìn)行裝配式混凝土簡支板橋復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)的探討性研究前，先介紹了接觸分析基本理論，并提出了考慮混凝土橋面板板間接觸、瀝青混凝土加鋪層與橋面接觸等接觸分析在有限元分析中的實現(xiàn)思路。結(jié)合一座裝配式簡支板橋現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，采用ANSYS對該橋在加鋪前后進(jìn)行了實體建模與計算分析，討論了瀝青混凝土加鋪層對下部結(jié)構(gòu)物的影響。在此基礎(chǔ)上，對該類裝配式混凝土簡支板橋瀝青混凝土復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)受力特性進(jìn)行了分析，提出了該類橋型瀝青混凝土加鋪層的設(shè)計控制指標(biāo)，給出了加鋪層控制剪應(yīng)力隨厚度改變的變化規(guī)律，并探討性地提出了混凝土橋復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。 【關(guān)鍵詞】：光纖光柵傳感器 傳感特性試驗 接觸分析 瀝青混凝土加鋪層 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2003
【分類號】：U446
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.020201
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-5
• 目錄5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 引言8-9
• 1.2 光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測中的研究應(yīng)用現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 光纖傳感技術(shù)應(yīng)變傳感機(jī)理研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 光纖光柵傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測中的應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.3 混凝土橋面瀝青混凝土復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 本文所作的主要工作14-15
• 第2章 光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁監(jiān)測中的應(yīng)用研究15-31
• 2.1 光纖光柵傳感技術(shù)基本原理15-18
• 2.1.1 光纖光柵的基本結(jié)構(gòu)15
• 2.1.2 光纖光柵傳感原理15-16
• 2.1.3 光纖光柵應(yīng)變、溫度傳感特性16-17
• 2.1.4 光纖光柵解調(diào)技術(shù)17-18
• 2.2 光纖光柵應(yīng)變傳感試驗18-22
• 2.2.1 光纖光柵的應(yīng)變傳感特性標(biāo)定18-20
• 2.2.2 光纖光柵應(yīng)變傳感的荷載重復(fù)性試驗20-22
• 2.3 光纖光柵傳感器與鋼弦計的對比試驗22-24
• 2.3.1 振弦式傳感器的工作原理22
• 2.3.2 埋入混凝土梁中的對比試驗研究22-23
• 2.3.3 試驗結(jié)果與分析23-24
• 2.4 光纖光柵傳感技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測中的應(yīng)用24-28
• 2.5 光纖光柵傳感技術(shù)應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與解決途徑28-30
• 2.5.1 光纖光柵傳感器的埋設(shè)與保護(hù)28
• 2.5.2 光纖光柵的應(yīng)變與溫度的交叉敏感28-29
• 2.5.3 光纖光柵傳感技術(shù)的分布傳感29
• 2.5.4 光纖光柵的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測評估29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 考慮接觸分析的理論與實現(xiàn)31-44
• 3.1 接觸力學(xué)基本理論31-36
• 3.1.1 接觸的分類31
• 3.1.2 接觸的參考坐標(biāo)31-32
• 3.1.3 彈性半空間假設(shè)32-33
• 3.1.4 彈性半空間體的線載荷和點載荷33
• 3.1.5 彈性接觸的Hertz理論33-34
• 3.1.6 彈性物體的非Hertz理論34-36
• 3.2 層間接觸單元36-38
• 3.3 考慮加鋪層與下部結(jié)構(gòu)共同工作在ANSYS上的實現(xiàn)38-43
• 3.3.1 混凝土橋復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)力學(xué)計算模型38-39
• 3.3.2 單元類型選取39-41
• 3.3.2.1 鋼筋混凝土單元39-40
• 3.3.2.2 接觸單元40
• 3.3.2.3 八節(jié)點實體等參元40-41
• 3.3.2.4 彈性殼單元41
• 3.3.3 材料屬性41-43
• 3.3.3.1 混凝土41-42
• 3.3.3.2 鋼筋42
• 3.3.3.3 瀝青混凝土42
• 3.3.3.4 接觸摩擦類型42-43
• 3.3.4 求解模式43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 混凝土橋復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)受力分析44-62
• 4.1 加鋪瀝青混凝土前橋梁結(jié)構(gòu)試驗研究與受力分析44-48
• 4.1.1 荷載試驗方案44-45
• 4.1.2 有限元模型建立45-47
• 4.1.3 試驗結(jié)果與有限元計算結(jié)果對比分析47-48
• 4.2 混凝土橋復(fù)合鋪裝結(jié)構(gòu)受力特性分析48-55
• 4.2.1 加鋪后試驗結(jié)果與有限元計算結(jié)果的對比分析48-49
• 4.2.2 瀝青混凝土加鋪層對下部結(jié)構(gòu)影響與結(jié)構(gòu)物的完善49-53
• 4.2.3 瀝青混凝土加鋪層受力特點分析53-55
• 4.2.3.1 層間剪應(yīng)力53-54
• 4.2.3.2 表面剪應(yīng)力54-55
• 4.2.3.3 層內(nèi)剪應(yīng)力隨深度的變化55
• 4.3 瀝青混凝土加鋪層受力參數(shù)分析55-58
• 4.3.1 參數(shù)取值55-56
• 4.3.2 加鋪層厚度變化時加鋪層受力分析56-58
• 4.3.2.1 表面剪應(yīng)力56
• 4.3.2.2 層間剪應(yīng)力56-57
• 4.3.2.3 表面彎沉57-58
• 4.4 混凝土橋面瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計方法探討58-61
• 4.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟58-59
• 4.4.2 抗剪設(shè)計59-61
• 4.4.2.1 鋪裝層表面抗剪驗算59-60
• 4.4.2.2 層間抗剪驗算60-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第5章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67