倾角传感器在桥梁挠度测量中应用关键技术研究

发布时间：2020-11-20 16:35

　　 随着桥梁在交通运输中的地位越来越高,桥梁的安全运营变得至关重要,而对挠度的监测则能够反映出桥梁结构安全性。相比于挠度传统方法,倾角传感器测量挠度法有着不可比拟的优势,但目前对该方法的测量误差范围并没有明确的研究,该方法未能得到推广。本文为了解决这个问题,展开的主要工作有:一、根据倾角传感器测量挠度的原理,选择最易使用、最方便推广的挠度计算模型——分段叠加模型,并以此模型为基础对该测量方法的误差进行研究。根据挠度计算模型确定测量误差的两个来源:分段误差与倾角传感器测角精度。并分别对两个误差来源进行分析,其中提出了倾角传感器测量值符合正态分布的假设,并利用实验验证。二、为了综合计算两个误差来源对最终挠度测量误差的影响,本文使用一条简支梁作为算例。利用蒙特卡洛法对不同分段数下,考虑倾角测量精度后的简支梁跨中挠度测量值进行抽样分布分析,得出挠度测量值分布的均值、标准差、95%概率置信区间等,对误差进行判定。三、对误差分析的应用研究,采用一座连续刚构桥作为算例,对各工况下的挠度曲线进行分析,在此基础上,考虑使用三种不同测角精度的倾角传感器和不同的分段数量,计算使用倾角传感器测量跨中挠度时的误差。根据得出的不同分段情况下使用不同测角精度传感器的误差(均值、标准差、95%概率置信区间)结果,指出不同工况中适用的传感器精度和分段布置方法。四、使用倾角传感器进行实验室桥梁模型与连续刚构桥的实际测量实验,同时将测量结果与传统挠度测量方法结果对比,验证误差分析的正确性与实用性。本文的研究工作为倾角传感器测量挠度法提供了测量误差分析与传感器选择和布置的方法。在实地测量前对测量误差进行分析,对测量结果有指导性和预测性,这将有助于该方法的进一步推广使用。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U446
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 挠度测量的重要性
    1.2 国内外桥梁挠度的测量方法
        1.2.1 百分表法
        1.2.2 精密水准仪法
        1.2.3 精密全站仪法
        1.2.4 连通管测量法
        1.2.5 其他挠度测量方法
    1.3 倾角传感器测量挠度法研究现状
        1.3.1 倾角传感器简介
        1.3.2 倾角传感器测量桥梁挠度研究现状与不足
    1.4 本文主要研究内容
第二章 倾角传感器测量桥梁挠度方法研究
    2.1 倾角传感器测量桥梁挠度原理
    2.2 梁桥梁理论挠度曲线分析
    2.3 倾角测量误差分析
        2.3.1 倾角测量误差的影响因素
        2.3.2 倾角测量值θ的误差概率分布
    2.4 本章小结
第三章 倾角传感器测量桥梁挠度误差分析方法研究
    3.1 倾角传感器测量桥梁挠度误差组成
        3.1.1 采用蒙特卡罗法进行测量误差评定方法
        3.1.2 倾角传感器测量桥梁挠度误差组成
    3.2 分段引起的桥梁挠度测量误差分析
        3.2.1 三次曲线拟合误差分析
        3.2.2 四次曲线拟合误差分析
        3.2.3 简支梁挠曲线拟合误差分析
    3.3 测角误差引起的桥梁挠度测量误差分析
    3.4 本章小结
第四章 倾角传感器测量挠度方法在典型桥梁中的应用研究
    4.1 传感器精度与布置方法的选择
    4.2 连续刚构桥的挠度测量研究
        4.2.1 主跨跨中加载工况
        4.2.2 主跨四分之一跨加载工况
        4.2.3 主跨活载最不利工况
    4.3 本章小结
第五章 挠度测量实验
    5.1 实验室模型桥验证实验
        5.1.1 实验设计
        5.1.2 实验过程
        5.1.3 实验结果
    5.2 连续梁桥验证实验
        5.2.1 桥梁概况
        5.2.2 实验设计
        5.2.3 实验过程
        5.2.4 实验结果
    5.3 本章小结
结论与展望
    本文主要工作
    主要结论
    进一步研究方向
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

【参考文献】

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本文编号：2891696