基于光纖技術(shù)的曲線(xiàn)梁橋健康監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、隨著高速公路和城市高架橋的建設(shè)，曲線(xiàn)梁橋被廣泛應(yīng)用于互通式立交橋中。由于曲線(xiàn)梁橋結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，跨徑不大，其健康狀況常常被人們所忽視，但由于曲線(xiàn)梁橋的自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，往往會(huì)因車(chē)輛離心力的作用而產(chǎn)生橫向變形和爬移，甚至發(fā)生橫向爬移過(guò)大而導(dǎo)致的橋墩底部開(kāi)裂或支座脫空病害。為了保障曲線(xiàn)梁橋的結(jié)構(gòu)安全和車(chē)輛運(yùn)行安全，有必要對(duì)曲線(xiàn)梁橋的健康狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，盡早發(fā)現(xiàn)其在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中存在的問(wèn)題，并及時(shí)采取處理和加固措施。本文以鄭州市花園口立交F

2、匝道工程為依托，采用光纖光柵技術(shù)建立了曲線(xiàn)梁橋的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并通過(guò)一年多的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析判定曲線(xiàn)梁橋的健康狀況。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　1.利用有限元方法建立了花園路立交F匝道橋的有限元模型，計(jì)算取得了橋梁在自重、預(yù)應(yīng)力荷載、二期恒載、溫度、汽車(chē)荷載不同組合下的主梁應(yīng)力和橋墩處橋墩與主梁之間的相對(duì)位移，為傳感器布設(shè)和健康狀況評(píng)定提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和依據(jù)。
　　2.在應(yīng)力控制截面和變形控制截面布置安裝了光纖光柵傳感器。建立了集

3、光纖位移、應(yīng)力、加速度傳感器和數(shù)據(jù)解調(diào)、遠(yuǎn)程采集、控制、分析為一體的曲線(xiàn)梁橋健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　3.基于MATLAB中的GUI功能，編寫(xiě)了鄭州花園路立交F匝道橋健康監(jiān)測(cè)分析軟件，軟件具有對(duì)大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的直接提取、分析、繪圖和顯示功能。
　　4.對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行一年來(lái)的位移、應(yīng)變、加速度和溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究，并通過(guò)圖像直觀(guān)顯示橋梁受力狀態(tài)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，當(dāng)前曲線(xiàn)梁橋的最大應(yīng)力小于材料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，最大位移，特別是橫向爬移小