斜拉桥的施工监测

施工监测是斜拉桥施工控制中十分重要的环节,是对斜拉桥进行控制、调整的主要依据,同时也是改进设计、确保结构在施工过程中安全的重要手段。介绍了施工监测中主要的监测内容和监测方法。     

ANSYS中准确施加斜拉桥索力方法的研究

大型通用软件在分析复杂桥梁结构时,在某些桥梁专业功能上有所欠缺。针对ANSYS难以直接准确施加斜拉桥索力的问题,讨论了ANSYS中施加索力的几种方法,提出了一种基于循环迭代的方法,通过实例验证该方法是准确、可靠的。     

基于光纤光栅传感技术的呼兰河大桥监测

将光纤Bragg光栅应变传感器埋于正在建设的呼兰河大桥预应力箱梁底部纵向受拉钢筋中 ,探索了与土木工程施工特点相适应的传感器埋入工艺与保护方法 ,为将光纤光栅传感技术应用于实际工程领域 ,进行了初步的尝试     

基于光纤光栅传感技术的呼兰河大桥监测

以呼兰河大桥为例,介绍了光纤布拉格光栅传感技术对预应力箱梁在预应力张拉过程中混凝土结构内部变化情况进行检测的方法。光纤布拉格光栅能够监测混凝土内部应变状态,发挥出成活率高、寿命长等优势,为建立基于光纤传感器的结构健康监测系统奠定了基础。     

光纤Bragg光栅的理论分析与研究

用耦合模理论导出了分析任意调制制折射率和任意ｃｈｉｒｐ周期的光栅的简单公式，利用利于进行计算机模拟，并对国内外紫外写入光栅的进展做了讨论。     

关于斜拉桥索力测定的分析

在全面详细总结了当今几种斜拉桥斜拉索索力的检测方法和其优缺点后,重点讨论了当今应用最为广泛的索力检测法—微振法的原理、应用及所存在的诸多理论问题.最后提出了解决这些问题的主要方法.     

大跨径斜拉桥索力的施工控制

在大跨径斜拉桥索力的施工过程中,施工控制使用不当可能影响到施工安全,以及质量和进度的各种不利因素的出现,故此应该对各种风险事态提出控制对策,整合形成完整的施工控制,能够更好的指导具体施工。斜拉桥在施工状态时,柔性大、振动频率较低,而塔的摇头运动会在塔根引起较大的纵向弯矩。故此应以主梁应力监控预警机制为保障,确定合理的施工容许误差度,实现了控制线型平顺、消除二次调索及减少施工周期的控制目标。     

振动法测量斜拉桥索力的关键技术

基于振动法测量原理,就影响测量斜拉桥索力的关键因素对索力测试精度的影响作一分析,由此可针对各影响因素提出实际测量中应注意的问题和信号处理方法。实践证明,该方法可有效避免振动法索力测量中不利因素的效应,且得出较好的测量结果。     

基于环境振动的斜拉桥索力监测研究

斜拉索是斜拉桥的主要构件,索力是反映桥梁状态的重要参数,在桥梁健康监测中起着重要作用。介绍了斜拉索索力测试频率法的原理,以及几种常用方法的性能对比。针对环境激励下的信号干扰,分析了倒谱法识别基频的优势以及原理;研究了环境温度对索力测试的影响。通过对宁波清水浦大桥索力在线长期监测分析表明：倒谱法与新基频法都有较好的识别精度,倒谱法具有更强的鲁棒性。同时,分析了温度荷载引起的拉索索力变化,并与模型计算结果对比具有一致性。     

光纤光栅传感技术在桥梁监测中的应用

概述了光纤Bragg光栅传感技术的基本原理及特点,介绍了目前光纤Bragg光栅传感技术在国内、外桥梁结构健康监测中的研究及应用情况。     

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．     

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.     

光纤传感器在桥梁监控中的应用分析

光纤传感器与传统的电测传感器相比具有精度高,抗干扰能力强,适用范围广等特点,能够完成桥梁结构的应变、裂缝、振动等多种物理量的测量.不但能实现结构物中点的物理量测试,而且能够进行分布式网络测量.探讨了光纤传感器的主要特性和应用特点,提出了合理选择该类传感器的注意事项.     

悬索桥主缆索股锚跨张力控制研究

以某悬索桥进行工程实例分析,考虑了温度对主缆索股边跨和锚跨张力的影响.分析结果表明：在散索鞍固定时,温度对锚跨索股张力的影响远大于对边跨的影响,对锚跨索股张力的影响系数约为-5kN/℃,而对边跨索股张力的影响系数约为-1kN/℃.当索股温度差大到一定程度时,单靠摩擦力已不能防止索股在鞍槽内出现滑移,需采取其他措施防滑;介绍了该大桥锚跨索股张力实际控制手段及成果,提出了合理的施工控制建议.     

基于光纤光栅测试技术的沥青路面温度场实测

基于光纤光栅智能测试技术, 建立沥青路面温度信息长期实时监测系统, 以实现沥青路面温度连续监测。采用高精度热电偶进行路面沥青层的温度测试, 用以进行现场光纤光栅温度传感器的修正; 采用光纤光栅温度传感器对沥青路面绝对温度进行实时监测。分析结果表明: 路面内部温度在下午2:00~4:00达到最高值, 凌晨4:00~6:00降至最低值, 且上午9:00~12:00温度上升较快, 下午4:00~6:00温度下降较快; 随沥青路面深度的增加, 沥青路面内部温度变化的幅度与速率均逐步减小, 且达到峰值或谷值的时刻相对滞后; 沥青路面内部温度随着气温的变化而变化, 随季节气候变化而同趋势改变; 全年气温最低值出现在1月初, 之后温度开始逐渐升高。     

冷铸锚头性能光纤监测

为监测冷铸锚头性能, 分析了其结构受力特点, 建立了锚头内钢丝与改性环氧填料微元体静载平衡模型, 分析了钢丝与环氧填料间黏接应力对钢丝应力分布特性的影响, 将锚头的失效表征为黏接应力的奇异变化, 提出了通过测量钢丝轴向多点应力分布实现对锚头性能状态无损监测的新方法; 针对LMLPES-7-211型锚头, 利用有限元方法分析了锚头内钢丝的轴向应力分布特性; 根据冷铸锚头内非均匀应变特性与恶劣环境要求, 提出了毛细管封装的应变均化拉丝塔光栅(DTG)测量方案, 开发了冷铸锚头植入式专用分布式应变传感器; 进行了缆索锚头性能状态监测模拟试验, 分别将2个分布式DTG应变传感器植入锚头1(性能正常)与锚头2(性能异常)内, 对锚头标准受力状态下钢丝分布式应变进行监测。分析结果表明: 锚头1、2内钢丝分布式应变呈现较大的差异性, 锚头1内应变衰减趋势较为平滑, 与有限元仿真结果比较误差小于5%, 锚头2应变衰减趋势平滑性不足, 且与有限元结果比较最大误差超过40%;性能衰退会导致近锚固始端区段的黏接应力大幅下降, 最大达到-2.55 MPa, 靠近分丝底板锚固区段的黏接应力大幅增加, 增加量达到3.25倍。通过设置黏接应力合理偏离阈值, 就可实现对锚头结构性能状态的在线监测与预警。     

柔索索力主频阶次误差及支承条件误差

为研究柔索索力测试中拉索自振频率阶次和支承条件对索力测试误差的影响规律,利用动平衡法推导了考虑弯曲刚度的柔索自振方程和自振频率公式,采用瑞利能量法分析了弹性支承条件和附加质量对拉索自振频率的影响.研究发现频率阶次对索力计算公式的影响符合二次抛物线分布特征,附加质量使拉索的自振频率减小,传感器等测试用的质量块的影响可以忽略不计,弹性支承引起的误差与弹性链杆刚度成线性关系,而且与主频的阶次有关.分析和试验结论对大跨度柔索承重结构如斜拉桥和悬索桥的索力测试具有指导意义.     

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。     

钢管拱肋分段吊装扣索一次张拉索力改进算法

为改善大跨钢管拱肋分段吊装扣索索力常用算法迭代效率低、计算时耗长, 且忽略了温变影响等不足, 建立了可考虑温变影响和提高计算效率的改进算法; 基于材料力学和几何学相关知识, 推导了吊装过程中拱肋位移变化与温变的理论关系, 并在计入温变引起索长和拱肋位移改变的情况下, 推导出扣索索力变化与温变的理论关系; 基于扣索一次张拉法和ANSYS零阶优化法, 开发了考虑温变影响且在迭代子步中对程序自动搜索实施宏观调控的扣索索力计算程序; 运用改进算法对某主跨300 m钢管混凝土拱桥开展了分段吊装施工控制分析。分析结果表明: 推导的理论公式和有限元分析结果的变化规律一致, 拱肋位移变化的最大相对误差为11%, 索力变化的最大相对误差为18%, 均能满足工程精度要求; 与原算法相比, 采用改进算法的迭代次数由26次缩减到17次, 迭代效率提高了35%, 计算索力与实测索力的最大偏差由276 kN减小到100 kN; 拱肋松索成拱位移理论值与实测值的最大偏差为7 mm, 成拱线形正常; 建立的改进算法可实现扣索一次张拉, 提高迭代效率和计算精度, 运用改进算法控制大跨钢管拱肋吊装施工可使拱肋松索成拱线形满足设计要求。