基于光纤低相干传感技术的球型支座测力研究

发布时间：2020-07-19 12:17

【摘要】：球型支座是连接桥梁梁体和墩体的“关节”部分,是桥梁组成的重要组成部分,球型支座能够将桥梁上部结构各种荷载传递给桥梁下部结构。随着我国桥梁事业的快速发展,对球型支座的性能要求也越来越严格,对球型支座的竖向承受能力的监测是关系到国民经济发展,人民安全的重要问题。特别是我国大部分的铁路,桥梁,公路支座都是球型支座,但是大部分球型支座是没有测力功能的,在使用之中无法检测支座的受力状况。因此实现球型支座竖向承载力的监测对桥梁道路长期安全的运行具有重要的现实工程意义。本文对球型支座的竖向承载力的监测提出了一种新的检测方法,基于迈克尔逊干涉原理,设计了光纤低相干测力传感器,将光纤无缝隙,紧缠绕在支座上,通过对球型支座的竖向荷载而引起的形变来评估支座的竖向承载能力。本文所设计的测力传感器精度高、操作便捷、稳定性好、成本低等特点,适用于球型支座的竖向承载力的监测。本文基于光纤低相干干涉传感技术,设计了球型支座测力传感器。本文主要内容包括:1,对球型支座进行了简单介绍,并提出了球型支座健康检测存在的主要问题,以及对球型支座竖向承载力检测的必要性,同时,对市场上现有的测力技术进行了分析。2,提出了光纤低相干测力传感器,并系统的介绍了光纤低相干传感原理和白光干涉测量光纤形变的基本原理,并对所使用的传感系统进行了介绍。3,对球型支座进行了受力分析,介绍了实验之中所使用到的QKQZ-I-5000球型支座。同时对QKQZ-I-5000球型支座的静力状态进行了有限元分析。模拟表明,在5000KN荷载下,最大应力出现在上支座盖板点处,为74.8MPA,最大竖向变形为0.788mm。4,进行了光纤白光测力传感器的实验,设计了光纤白光测力传感器,并且用YAJ-30000KN压力机对球型支座进行荷载,从而测量缠绕在支座上的光纤的形变量,传感光纤紧缠绕纤长度为7m,在5000KN荷载下最大微应变ε=149.7με,实验最大误差为?9.6%,最后进行了实验误差分析。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;U446

【参考文献】

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本文编号：2762410