光纤光栅传感技术在桥梁结构健康监测中的应用

概述了光纤Bragg光栅传感器的基本原理及特点。介绍了目前光纤Bragg光栅传感器在国外、国内桥梁结构健康监测中的研究及应用情况。指出了光纤Bragg光栅传感器在桥梁结构健康监测领域的应用前景。     

光纤光栅技术在桥梁测试中的应用研究

光纤光栅技术是一种新型的桥梁测试技术.概述光纤光栅传感器的基本原理、特点以及国内外研究应用情况;研究光纤光栅技术在拉索索力长期监测中的应用,开发了长期稳定性好、不受电磁场干扰、可实现分布式测量以及适宜远距离传输的光纤光栅测力环,并将成果应用于郑西客运专线提篮拱桥拉索索力长期监测;研究光纤光栅技术在大跨度桥梁动应力测试中的应用,选用灵敏度高、动态性能好的夹持式光纤光栅应变传感器,用于武汉天兴洲长江大桥通车鉴定试验动应力测试中.工程实例显示测试效果较好.同时,探讨光纤光栅传感器在桥梁应用过程中存在的问题并展望其应用前景.     

光纤布喇格光栅传感器用于桥梁监测

光纤布喇格光栅（Fiber-optic Bragg Grating，以下简称FBG）应变传感器具有极其优良的稳定性，已被证实适用于长期监测，在结构监测领域具有非常广泛的应用前景。对许多其它光纤传感技术和电子传感技术而言，信号强度的波动一直是困扰人们的难题，而FBG传感器所运用的光谱调制技术，具有内在的、抗信号强度波动的能力，这保证了测试的稳定性以及导线与接头的非敏感性，这些都是在确保高分辨率与高精度的前提下，进行长期和间歇监测的必要条件。介绍光纤光栅传感技术及其在桥梁监测中的应用情况。     

光纤光栅传感器在边坡稳定监测的应用

边坡稳定一直是工程界研究的重要问题,边坡的监测是确保边坡安全及预报险情的重要手段。由于光纤光栅传感器有灵敏度高、耐腐蚀、抗干扰能力强等优势,将其运用到边坡监测中必将取得良好的效果。本文就光纤光栅传感器的测量应变基本原理,阐述了将其运用的边坡稳定监测中的方法,并通过工程实例予以实践论证。     

光纤光栅传感器在桥梁工程结构健康监测中的应用

本文对目前国内外光纤光栅传感器在桥梁结构健康监测中的应用做了简要概述。     

桥梁裂缝监测的光纤传感网络

混凝土裂缝作为力学间断面，是桥梁主要承力结构的损伤达到危险程度的集中表现。裂缝检测应是桥梁结构安全监测的首要项目，它对评价桥梁状况、保障安全、避免垮桥事故具有重要作用。研制的光纤传感网络首次为实现大范围、连续的裂缝监测，提供了高技术手段，可实现定宽(缝宽精度达o．01mm)、定位、定向。其性能先进可靠，检测方便，已在工程应用中得到了初步验证。     

光纤光栅传感铁路安全监测技术

结合铁路安全监测系统的原理和构成,分析了铁路发展的趋势,设计了光纤光栅传感监测技术在铁路沿线远程安全监测中的应用方案.重点介绍了隧道口仰坡和边坡防滑坡的监测方案和公铁并行或公跨铁地段防异物侵限的监测方案.     

智能缆索在京杭运河泗阳大桥中的应用

将特制的光纤光栅传感器布置到缆索内部,制成可对自身索力进行实时监测的智能缆索.智能缆索索力测试精度达到1％.将研发的智能斜拉索应用于江苏省京杭运河泗阳大桥上,通过可靠的工艺制作流程,在运输和安装过程中有效地引出光缆保护措施,成功实现智能缆索在实际工程中的应用.智能缆索在制作及上桥施工过程中索力测量值与千斤顶油压表读数误差不超过土50 kN.缆索制作、施工及运营阶段的数据监测表明:智能缆索自身能够可靠感测缆索索力的变化值,索力监测技术成功地由索体外部移植至索内.     

光纤光栅传感技术在宜万铁路边坡监测的应用

以宜万铁路项目为工程背景,针对该线边坡治理的几种措施,提出了相应的光纤光栅传感监测技术,用以监测边坡和支护结构的变形、受力及周围环境的变化,确保铁路安全运营。     

光纤光栅传感器在高速公路隧道围岩变形实时监测中的应用

公路隧道工程的监测环境复杂,监测对象受到时空限制和施工环境制约,基于传统的机电测试技术的监测方法,很难实现远程实时动态监测。本文以张涿高速公路东马各庄隧道工程为背景,提出了一套关于隧道围岩动态实时监测所用光纤光栅传感器的选型、安装、调试的方法。对东马各庄隧道典型剖面的围岩位移、围岩压力和温度实现了远程动态实时监测。监测结果具有较好的稳定性,对类似工程具有很好的指导意义。     

大跨度悬索桥成桥主缆线形及内力识别研究

由预制平行高强钢丝索股组成的主缆,不仅可以通过其自身弹性变形,而且可以通过其几何形状的改变来影响体系平衡,表现出大位移非线性力学特征。为了获得大跨度悬索桥成桥主缆的真实线形及其内力分布,基于有限单元法,从主缆的几何形状出发,推导了与主缆形状一致的位移场,然后通过对节点水平方向和竖直方向平衡方程解藕,推导出主缆线形与结构系统参数的关系,在此基础上,进一步推导了主缆内力与结构系统参数的关系。将计算理论编译成MATLAB程序,并应用于某大跨度悬索桥成桥主缆线形及其内力识别,主缆计算线形与实测结果吻合良好。采用本文方法计算的主缆内力分布与通用有限元相应的计算值比较相近,从而验证了本文方法能够较准确地识别出成桥主缆的线形及其内力分布,另外具有易编程实现的优点。     

重庆奉节长江大桥斜拉桥主梁安装施工阶段索力监控

介绍奉节长江大桥大跨径斜拉桥主梁悬浇施工阶段索力测试原理、测试主要内容和方法,并结合理论计算,对该桥梁实测索力进行对比分析和有效监控,确保斜拉桥内力分布合理,满足设计和规范要求,顺利实现预期控制目标,其方法和结果可为同类型桥梁提供参考。     

基于两次等效索长的斜拉桥索力测量

采用频率法测量索力,索长的取值和频率的测量精度决定了索力的测量结果,频率的测量较为方便且精度可以满足工程要求,索长的确定成为该法测量索力的关键;由于阻尼器等因素的影响,使得索长的取值难以确定,从而致使用频率法测量的索力结果误差较大;在对斜拉索施工张拉过程及阻尼器安装前后索力测量数据分析的基础上,提出两次等效索长的概念,...     

成都清水河自锚式悬索桥吊索张拉力误差对成桥索力的影响研究

自锚式悬索桥施工张拉过程中吊索的欠、超张拉现象不可避免都会出现。吊索的欠、超张拉对自锚式悬索桥成桥索力情况都会产生一定程度的影响。因此,在施工和控制中必须对吊索的欠、超张拉程度对全桥成桥索力影响情况有个充分的了解,以便在施工过程中能及时采用措施或改变张拉方案。从而确保成桥索力的均匀和成桥线形的合理。该文通过某一工程实例的数值计算分析,初步探讨了吊索的欠、超张拉对桥梁成桥索力的影响情况。     

斜拉桥成桥索力优化方法研究综述

为了深化对斜拉桥成桥索力优化问题的认识，系统回顾斜拉桥成桥索力优化方法的研究进展与代表性研究成果；在将斜拉桥成桥索力优化方法分为指定结构状态的优化方法、弯曲能量（弯矩）最小法、数学优化方法、影响矩阵法、分步优化方法的基础上，根据斜拉桥合理成桥状态的确定原则阐述各类方法的求解思路与优化过程，并总结各类方法的特点、适用范围以及局限性；探讨斜拉桥成桥索力优化领域的未来发展趋势。研究结果表明：指定结构状态的优化方法其优化目标明确，力学概念清晰，计算方便，但无法兼顾主梁和桥塔的受力和变形，很难获得全局合理的结果，目前仅用于初定斜拉桥成桥状态；弯曲能量最小法的目标函数综合考虑了主梁和桥塔的受力与变形，体现了索力优化的本质特征，能够获得较为合理的优化结果，但在不添加任何约束条件时所得结果仍需进行后续调整，目前也多用于初定斜拉桥成桥状态；数学优化方法可根据不同类型斜拉桥的结构特点选择目标函数、约束条件与优化算法，所得结果也可兼顾斜拉桥各个构件的受力和变形，适用性较强，智能优化算法因其较好的全局收敛性、通用性和便于并行处理等特点，使得其在斜拉桥成桥索力优化乃至结构优化设计领域中的应用越来越广泛；影响矩阵是建立索力与目标函数关系的纽带，是一种综合的索力优化工具，但它需要在明确优化目标与约束条件的前提下求解；分步优化方法融合了多种优化方法的优势，可根据不同类型斜拉桥的受力和变形要求，分步骤选择不同方法全面优化斜拉桥的成桥索力；为适应斜拉桥大跨径化、主梁纤细化以及结构体系多样化的发展趋势，探索针对性或普适性更强的成桥索力优化方法、斜拉桥成桥状态与施工状态耦合优化、将更多优秀的智能优化算法应用于斜拉桥索力优化以及将数学优化算法与有限元程序进行嵌入式融合等问题均是该领域未来的发展方向。     

斜拉桥索力优化理论研究

斜拉桥的索力优化可分为成桥索力的优化和施工索力的优化。而根据所要研究对象所处的不同状态,两者又可细分成不同的类型,不同类型的索力优化有各自的特点,运用的思路和方法也有差别。本文简要介绍各种类型索力优化的特点和方法。     

天津永和斜拉桥换索后的索力调整

结合天津永和斜拉桥的换索与调索实践,在分析换索后全桥结构性能变化的基础上,阐述索力调整的目标、原则,利用平面杆系有限元程序和影响矩阵法基本原理,采用试算法确定出索力调整方案,分析索力调整的效果。调索过程中的监测结果表明,索力调整后,全桥索力接近目标值,索力分布趋于均匀,桥面线形、塔位均得到明显的改善,调索并未引起主梁混凝土产生过大的拉应力,试算法是一种实用性较强的可行方法。调索方案的优选应考虑尽量避免使运营多年的老桥结构受力状态发生突变,以保证调索过程中结构的安全。天津永和斜拉桥的调索实践为今后PC斜拉桥的调索工程提供了较为重要的参考。     

自锚式悬索桥空间缆索分析与计算

对空间索面自锚式悬索桥主缆的受力特点进行理论分析。以天津富民海河大桥为例,验证了分析方法与计算方法的可靠性。采用空间模型,通过两个计算步骤对空间缆索悬索桥成桥状态和空缆状态主缆线形进行分析,首先是简化的索体系分析,得出主缆的初始几何形状和主缆水平张力;然后再进行精确分析,利用简化计算得出的结果进行迭代计算,直至收敛。通过缆索受力计算和分析,为今后设计、修建自锚式悬索桥提供一定的计算和分析方法。     

单塔空间索面自锚式悬索桥缆索系统安装的施工监控

悬索桥结构施工过程中难度最大、技术含量最高、最难以控制的是缆索系统的安装,对于空间索面的缆索系统而言,不同的吊索安装程序、张拉顺序及张拉力值均将对主缆的空间位置产生重大的影响,并直接影响到施工工期和成桥时的状态.通过单塔空间索面自锚式悬索桥--天津富民桥缆索系统安装与体系转换的实际施工控制过程,验证了所采用的施工控制方法与控制计算结果的科学性、合理性,对缆索系统的安装施工起到了很好的指导作用.     

大跨径自锚悬索桥施工工艺研究

该文通过对西河桥施工工艺的研究,介绍了西河桥的工程特点和难点,以及在建设过程中主桥钢箱梁安装、PPWS工法主缆架设施工工艺及施工质量控制、主缆及吊杆张拉与索力调整主梁脱架体系转换桥面线形控制等施工工艺。