光纤光栅传感系统的施工工艺研究
本文选题:光栅光纤传感器 切入点:结构健康监测 出处:《大连理工大学》2015年硕士论文
【摘要】:随着我国建设事业和科技的不断发展,很多结构形式新颖,施工难度大,耗资巨大的结构工程相继建成,并以前所未有的趋势向前发展。对结构进行健康监测成为建筑行业强列的需求。到目前为止很多结构工程已经采用了不同类型的健康监测系统,收到了很好的效果。结构健康监测在重要在建结构及已建成建筑中的应用已成为结构领域发展的必然方向。结构健康监测技术以传感器为基础,主要采用电类传感器,电类传感器存在受电磁干扰大、远距离传输信号衰减大、易受环境因素影响等问题,这都大大限制了在其工程长期监测中的应用,也阻碍了结构健康监测的发展。而近几年光纤光栅传感技术的广泛应用和快速发展,为此问题的解决提供了很好的解决方法。该项技术凭借着其本身非常明显的优势弥补了传统的电类传感器的先天不足,并有取而代之的趋势,在工程建设中的应用越来越广泛,取得了很好的社会效益和经济效益,对结构健康监测行业起到了很好的推动作用。当然光纤光栅传感系统也不是万能的,在某些情况下借助传统的电类传感器辅助完成结构健康监测才能使整个监测系统更完美更合理。目前关于光栅光纤传感器系统的结构健康监测理论研究已经相当完备,光纤光栅传感器的种类、数据采集手段和数据的处理方法也是多种多样,数据采集手段和数据的处理方法更是百家争鸣百花齐放。而具体的光纤光栅传感系统在结构健康监测中的施工却常常被人们忽略,致使本来设计完美的监测方案达不到预期的效果。因此,一个用来约束和指导光纤光栅传感技术在结构健康监测系统中施工的标准亟待提出。本论文以工程实例为基础,系统的介绍了光纤光栅传感技术在钢结构、索结构、混凝土结构等结构健康监测系统内的相关施工工艺,并详细介绍了该项技术在应用于实际工程监测时的施工方案设计常用流程。针对不同结构的施工节点采取相对应的施工措施,从而保证了光纤光栅传感系统在结构健康监测中发挥强大的作用。所涉及的工程有某工厂钢梁切割过程监测、大连市体育馆工程健康监测、大连体育场工程健康监测、乐清市体育场工程健康监测、沈阳市伯官大桥工程健康监测、天津港码头健康监测工程、海南海花岛管桩监测等。通过长期实际监测结果表明,光纤光栅传感系统在结构健康监测中运行稳定、可靠。针对光栅光纤传感系统的施工工艺是可行的。光纤光栅传感系统的施工工艺不论对已建工程的结构健康监测或者今后重大工程的结构健康监测都具有很强的示范性和参考价值。
[Abstract]:With the continuous development of construction and science and technology in our country, many structural projects, which are novel in form, difficult in construction and costly in construction, have been built one after another. Health monitoring of structures has become a strong demand in the construction industry. Up to now, many structural projects have adopted different types of health monitoring systems. The application of structural health monitoring in important structures under construction and in completed buildings has become an inevitable direction of development in the field of structure. The technology of structural health monitoring is based on sensors and mainly adopts electric sensors. Electric sensors have many problems, such as large electromagnetic interference, large attenuation of long-distance transmission signals, and easy to be affected by environmental factors, which greatly limits the application in long-term monitoring of electric sensors. It also hinders the development of structural health monitoring. In recent years, fiber Bragg grating (FBG) sensing technology has been widely used and developed rapidly. The technology has made up for the inherent deficiency of the traditional electric sensor and has the tendency to replace it. It has been used more and more widely in the engineering construction. It has achieved good social and economic benefits, and played a very good role in promoting the industry of structural health monitoring. Of course, fiber Bragg grating sensing system is not omnipotent, In some cases, the structural health monitoring system can be more perfect and reasonable with the aid of traditional electrical sensors. At present, the theory of structural health monitoring for grating fiber optic sensor system is quite complete. The types of fiber Bragg grating sensors, data acquisition methods and data processing methods are also various. Data acquisition means and data processing methods are even more controversial, but the construction of specific fiber Bragg grating sensing system in structural health monitoring is often ignored. Therefore, a standard for restricting and guiding the construction of fiber Bragg grating sensing technology in structural health monitoring system needs to be put forward urgently. This paper is based on engineering examples. The related construction technology of fiber Bragg grating sensing technology in the health monitoring system of steel structure, cable structure and concrete structure is introduced systematically. This paper also introduces in detail the common flow of the construction scheme design when the technology is applied to the actual engineering monitoring. The corresponding construction measures are taken for the construction nodes of different structures. Thus, the FBG sensor system can play a powerful role in structural health monitoring. The related projects include the monitoring of steel beam cutting process in a factory, the health monitoring of Dalian Gymnasium Project, and the Dalian Stadium Project Health Monitoring. Health monitoring of Yueqing stadium project, Baoguan bridge project in Shenyang, health monitoring project of Tianjin port wharf, pipe pile monitoring of Hainan Haihua island, etc. The results of long-term actual monitoring show that:---. Fiber Bragg grating sensing system runs stably in structural health monitoring. The construction technology of FBG sensor system is feasible. The construction technology of FBG sensor system is very strong for the structural health monitoring of the existing project or the major project in the future. Model and reference value.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TU317
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,本文编号:1657507
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