基于光纤光栅的锚端预应力传感器的研究

针对传统检测方法长期稳定性差、信号不能远距离传输等缺点，基于光线光栅的优点，以及预应力钢绞线的特殊结构和复杂工作情况，本文提出了基于光纤光栅的预应力锚端传感测试方案，进行了光纤光栅锚端预应力传感器的研究，实验表明该传感器重复性好，测量精度高，可以满足预应力锚端监测的需要。     

光纤传感器在桥梁结构中的应用展望

分析了目前大型预应力混凝土结构所存在的安全问题，并指出了大型结构关键受力构件长期监测的重要性。详细阐述了分布式光纤传感器的工作原理，介绍了国内外光纤传感器应用于桥梁等大型预应力混凝土结构进行安全监测的现状，拓展出应用前景。     

用于路面结构监测的光纤光栅应变传感器试验研究

为了测量路面结构的应力与位移,设计了一种用于路面结构应变监测的光纤光栅应变传感器。首先将裸光栅粘贴于土工塑料格栅表面并进行了封装。利用土工格栅与沥青混合料变形的协调性,使光栅与格栅达到共同变性,从而可以对沥青路面结构层层底应变进行监测。封装成型后利用万能试验机对传感器进行张拉标定,光纤光栅传感器的灵敏系数标定结果为1.04 pm/με与裸光栅的灵敏系数相近,其性能可以满足道路监测需要。将标定过的传感器埋入AC-16沥青混凝土中,进行车辙试验,结合ABAQUS有限元仿真,验证了传感器的可靠性。试验结果表明,传感器性能良好,能够满足路面结构监测的使用要求。     

基于空心铝合金悬臂梁的FBG压力解调的研究

本文提出一种粘贴于铝合金空心悬臂梁的匹配光纤布拉格光栅。将FBG粘贴在悬臂梁上表面距中心轴距离附近。理论分析了FBG中心波长相对偏移量与压力的关系。实验测得将匹配光纤布拉格光栅粘贴也特殊悬臂梁后其压力灵敏度为0.002025 nm/g,是FBG压力灵敏度系数的十分之一。正是这种对外界压力的低灵敏度使得匹配光栅能更精准的跟踪传感光栅中心波长变化。     

光纤光栅测力传感器的研究及应用

与基于传统测试技术的测力传感器相比，光纤光栅测力传感器具有测试精度高、测试简单方便、长期可靠性好和抗干扰能力强等突出优点．文中介绍光纤光栅测力传感器的结构特点和研究过程，及其在系杆拱桥换索施工中的成功应用．应用结果表明：光纤光栅测力传感器可有效监测钢管混凝土系杆拱桥系杆的受力状况．     

白光干涉型光纤应变传感器在砼结构中的应用研究

针对混凝土结构施工和长期安全监测的要求,研制出一种适用于混凝土结构长期健康监测的埋人式白光干涉型光纤应变传感器。将所研制的光纤应变传感器埋人到混凝土模型梁内部,进行了静载试验和疲劳试验。试验结果表明：所研制的埋人式白光干涉型光纤应变传感器具有良好的线性度、灵敏度。经过200万次的疲劳试验后传感器仍性能稳定,完全能够满足混凝土结构长期应变监测对传感器的性能要求。     

光纤光栅系统在桥梁健康监测中的应用

介绍了光纤光栅系统在桥梁中应用现状,概述了光纤光栅系统工作原理,给出了桥梁健康监测中光纤光栅系统的组成方式,阐述了光纤光栅系统在桥梁中运用的优点,并提出了当前光纤光栅桥梁健康监测系统的发展方向。     

浅谈计算沥青路面永久变形的新方法

目前,监控内部应变和分析沥青路面温度的模型是采用光纤布拉格光栅传感器和粘弹性模型。而包括峰值应变、温度和加载时间的参数可以通过用多维传感器组来计算得到,这些参数被粘弹性模型所采用来评估路面的永久变形。通过实例表明,用FBG传感器分析和计算路面结构的永久变形是可行的。     

基于光纤传感技术的大跨连续刚构桥施工阶段张拉预应力监测

在为了研究山区复杂气候条件下预应力张拉对桥梁受力的影响,实时监测大跨桥梁预应力张拉过程中的混凝土受力状况,以万龙山大桥施工为例,采用预埋式高精度光纤光栅应变计,对大桥2号墩12#块的预应力张拉过程进行了全程监测。在监测过程发现,当采用非对称张拉的施工方式进行预应力张拉时,箱梁截面上存在着拉压应变交替产生的现象,张拉顶板时,底板和腹板上产生较大的拉应力,而未被张拉的另一侧腹板也存在较大的拉应力;顶板钢束产生的预应力效果相比于底板预应力钢束明显。12#块预应力张拉结束后,箱梁截面顶板处产生了-120με压应变,腹板和底板分别产生了40με和80με拉应变,直观的反映出了应力张拉效果。     

智能钢绞线的温度传感特性试验研究

针对光纤光栅的温度对应变交叉敏感的影响问题,设计及加工了智能预应力钢绞线的水浴循环装置,对无应力状态的钢绞线进行水浴循环试验,研究智能预应力钢绞线的温度补偿模型;对有应力状态的智能预应力钢绞线进行水浴循环试验,基于得到温度补偿模型修正光纤传感器的波长测试结果,并与振弦式压力传感器测试结果进行对比分析,验证了智能预应力钢绞线的温度补偿模型的有效性。研究结果表明:光纤光栅智能钢绞线温度传感系数为0.022 6 nm/℃约为裸光纤的2.3倍,得出光纤波长变化量与温度变化的关系表达式及光纤波长变化量与张拉力变化的关系表达式;温度修正后的智能预应力钢绞线测试结果与振弦式压力传感器测试结果一致,相关系数达到0.97。     

Review on composite structural health monitoring based on fiber Bragg grating sensing principle

Fiber Bragg grating (FBG) based sensors offer important advantages over traditional instrumentation with regards to real-time structural health monitoring (SHM) of composite materials and structures in recent years. FBG sensors, integrated into existing structures or embedded into new ones, have played a major role in assessing the safety and integrity of engineering structures. In this paper, a review on the latest research of the FBG-based SHM technique for composite field is presented. Firstly, the FBG sensing principle is briefly discussed and FBG and several other optical fiber sensors (OFSs) for SHM are performance-compared. Then, several examples of the use of FBG sensors in composite SHM are illustrated, including those from the field of cure monitoring, civil engineering, aviation, aerospace, marine and offshore platform. Finally, some existing problems are pointed out and some proposals for further researches are provided.     

考虑混凝土损伤演化的钢筋混凝土梁寿命分析

为了建立能方便于工程应用并能够反映钢筋混凝土梁寿命衰减机理的钢筋混凝土梁寿命分析模型,文章研究了混凝土收缩以及荷载长期效应对结构损伤演化和服役寿命的影响,重点考虑了混凝土的损伤演化过程与拉伸区的拉应力对寿命的影响,对现有的钢筋混凝土梁的挠度计算公式进行修正,建立了新型的钢筋混凝土梁的挠度计算公式.在该挠度计算公式的基础上,获得了钢筋混凝土梁的寿命分析模型,该寿命分析模型以《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）规定的桥梁长期挠度限值作为钢筋混凝土梁无法安全服役的限值.研究结果表明：文中修正的钢筋混凝土梁挠度计算公式能够较准确地计算钢筋混凝土梁在长期服役荷载下的任意时刻的挠度值,所建立的钢筋混凝土梁的寿命分析模型能方便地得到梁的安全服役寿命,并具有一定程度的可靠性.     

免拆卸水泥复合模板-结构混凝土梁的抗弯性能研究

通过对2根梁试件（一根免拆卸模板混凝土梁,一根普通混凝土梁）的试验,研究了免拆卸模板混凝土受弯梁在单调荷载作用下的基本力学性能,包括荷载挠度变化规律、跨中混凝土应变、受力钢筋应变、正截面承载力、破坏形态等,对免拆卸模板一结构混凝土梁与普通混凝土梁的受力性能进行了对比。实验结果表明：采用现行规范计算免拆卸模板一结构混凝土梁的抗弯承载力具有较高的安全性能;免拆卸模板一结构混凝土梁能够满足挠度限值的要求;免拆卸模板．结构混凝土梁具有与常规混凝土梁相近的抗弯性能。     

双线性黏聚区模型在混凝土路面损伤开裂分析中的应用

为了揭示混凝土路面的损伤开裂机理及其对承载力的影响, 考虑混凝土材料的弹塑性, 应用非线性断裂力学中的双线性黏聚区模型, 结合ABAQUS有限元软件, 在预计开裂部位布设黏结单元, 模拟了四点加载小梁试件从弹性响应到断裂失效的全过程, 以验证双线性黏聚区模型在混凝土损伤开裂分析中的适用性; 应用双线性黏聚区模型分析了Winkler地基上混凝土板的断裂特性和损伤后的承载力衰减。分析结果表明: 在加载小梁受荷全过程中, 梁底应力经历了线性增大、达到混凝土极限强度后减小、最大点上移与变为0等阶段, 作用力-加载位移变化与已有研究一致; 在加载全过程中, 混凝土板的截面应力分布变化与小梁类似; 混凝土板在损伤阶段承载力会持续增大, 但由于板的支承条件与四点加载小梁不同, 板的断裂近似于脆性断裂, 无明显承载力衰减过程, 板断裂时的极限承载力与弹性阶段临界状态承载力之比为1.32;混凝土板发生初始损伤后, 极限承载力最大会衰减至未损伤板的87%, 且随着初始损伤程度的增加, 极限承载力衰减速率变大。      

高强次轻混凝土梁抗弯性能试验研究

通过高强次轻混凝土梁的抗弯试验,对高强次轻混凝土梁的极限抗弯承载力、荷载-挠度曲线、延性和裂缝进行了分析,结果表明:与同等强度的轻集料混凝土梁相比,次轻混凝土梁具有较高的刚度,但略小于普通混凝土梁;使用荷载作用下次轻混凝土梁的挠度和裂缝宽度都满足正常使用极限状态的要求.次轻混凝土梁在破坏时都表现出较好的延性.     

预应力高强混凝土T梁非线性结构行为研究

结合高强混凝土的特点，考虑材料非线性影响，计算了预应力高强混凝土T梁的极限承载力。在非线性有限元分析中，提出了合适的预应力钢筋建模方法。选择了适合于预应力高强混凝土梁非线性分析的一些基本理论，主要包括混凝土和钢筋的应力应变关系、整体式有限元模型、混凝土的破坏准则。计算结果表明：这些方法对预应力高强混凝土梁的非线性分析具有良好的适应性。基于上述理论，对影响预应力高强混凝土承载力的主要参数进行了对比分析，其结果可供工程设计参考使用。     

Experimental study of the shear capacity of glass fiber reinforced polymer reinforced concrete beam with circular cross section

In order to research the shear behavior of glass fiber reinforced polymer (GFRP) reinforced concrete beam with circular cross section, based on the test results of 36 concrete beams subjected to four-point loading up to failure, the shear capacity and mechanical properties of deformation were analyzed comparatively between GFRP reinforced concrete (GFRP-RC) beams and steel reinforced concrete (steel-RC) beams. Furthermore, influencing factors of shear capacity of GFRP-RC beam with circular cross section were also investigated. The test results indicate that the failure modes of GFRP-RC and steel-RC beams are the same, but the crack patterns are slightly different. And, the shear capacity of GFRP-RC beam firstly increases with the reduction of shear span ratio, and then decreases. In addition, it was found that the influencing coefficient of GFRP on concrete increases with shear span ratio reducing.     

组合效应对腹板削弱型梁柱节点的影响

采用数值模拟方法分析了混凝土楼板组合效应对钢框架腹板开圆孔削弱型梁柱节点的影响,着重讨论了节点承栽力、弹塑性阶段的应变分布、梁塑性区的产生和扩展情况,并与未考虑组合效应此类节点的性能进行了对比．削弱截面与柱的距离和削弱半径是重要的削弱参数,决定了腹板削弱型节点塑性区的扩展特征．研究结果表明,组合效应对腹板开圆孔削弱型梁柱节点区域的应变分布和塑性区扩展影响显著,其削弱参数的确定须充分考虑楼板组合效应．     

雅安大桥钢筋砼主梁维修加固方案设计

由于经济和城市建设的发展,交通流量和车辆载重量增大,雅安大桥钢筋砼主梁承载能力不能满足使用荷载要求.应用增配主筋加固法,使桥梁承载能力提高.介绍其钢筋砼主梁加固设计方案.