工程結(jié)構(gòu)基于FBG應(yīng)變傳感器撓度及裂縫監(jiān)測的試驗研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一是其系統(tǒng)內(nèi)部的傳感元件,光纖傳感器的出現(xiàn)并以其優(yōu)于其他傳感器的特點,已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的首選傳感器。
　　本論文將對一類光纖傳感器,即布拉格光纖光柵(FiberBraggGrating,FBG)傳感器展開研究,為了推廣FBG傳感器在工程中的應(yīng)用,本文將進(jìn)行兩方面試驗研究:
　　試驗一,鋼筋混凝土簡支梁基于準(zhǔn)分布式FBG應(yīng)變傳感器裂縫監(jiān)測的試驗研究。本試驗是為了解決在工程健康監(jiān)測中,鋼筋混凝

2、土結(jié)構(gòu)受荷出現(xiàn)裂縫時,能有效感知及裂縫定位的問題。作者通過對經(jīng)典截面纖維理論模型(SFM)的分析,在理論上驗證了試驗的可行性。試驗結(jié)果表明,準(zhǔn)分布式FBG應(yīng)變傳感器可通過內(nèi)部各光柵荷載—應(yīng)變曲線的突變情況感知結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn),并通過突變程度的大小實現(xiàn)對裂縫的大致定位。
　　試驗二,工字鋼簡支梁基于宏應(yīng)變(長標(biāo)距)FBG傳感器撓度監(jiān)測的試驗研究。在大型橋梁健康監(jiān)測中,對局部結(jié)構(gòu)撓度的長期監(jiān)測,傳統(tǒng)的接觸式位移測量儀器(如百分表等),非

3、接觸式位移測量儀器(如激光測距儀等),都無法滿足長期工程監(jiān)測的要求,且不能實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)某一區(qū)段內(nèi)的平均撓度進(jìn)行測量,試驗二的設(shè)計將為解決這些問題進(jìn)行探索研究。試驗結(jié)果表明,宏應(yīng)變FBG傳感器在監(jiān)測結(jié)構(gòu)撓度時,其傳感性能穩(wěn)定,適合于長期的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測項目,其測量結(jié)果與百分表所測值較為接近。
　　布拉格光纖光柵(FBG)傳感器正被廣泛應(yīng)用在工程中,它以其獨特的優(yōu)點勢必在某些場合將取代傳統(tǒng)的電測傳感器,因此,對其進(jìn)行的研究具有很好的實際工