压力场连通管动态挠度监测精度研究

发布时间：2017-06-13 22:11

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【摘要】：桥梁动态挠度的自动化、实时、精确监测对于桥梁结构的安全运营和合理管养具有十分重要的意义。压力场连通管法有较好的经济性、稳定性、可全天候监测,是当前应用较为广泛的桥梁静态挠度监测手段之一。该方法具有良好的应用效果,但是在动态挠度监测方面应用较少,目前尚属前沿研究问题。本文基于流体动力学理论,分析结构振动导致的连通管管内液体流动,对连通管测点处压强大小的影响,以及管内气泡、管道台阶式布置对管道内流场分布、压强大小的影响。设计压力场连通管法挠度监测系统模型,基于不同激励值、管道气泡含量和管道台阶高度等试验条件,采集挠度时程数据,通过统计分析,研究连通管动态挠度监测精度特性。本文主要工作及成果如下:(1)阐述当前常用的桥梁挠度监测方法,并详细介绍压力场挠度监测方法的研究现状、在动态挠度测量方面的应用和不足之处;(2)根据流体动力学理论,并结合交流液压系统原理,分析连通管管道内流体动力学特性,以及台阶管道对压力场分布的影响;(3)基于振动频率和纵管向倾角等控制因素,通过材料力学、结构动力学计算分析和midas-civil建模分析等,确定结构构造形式及几何尺寸。采用罗斯蒙特3051cd差压变送器、ADAM-4117采集卡、DASP数据分析仪和SDA-830C位移采集器等,组建两组挠度采集系统;(4)基于常规压力场法挠度监测仪器设备条件,在激励作用下,采集挠度数值,统计分析挠度数据,研究连通管法动态挠度采集精度;(5)基于连通管含不同气泡量进行挠度采集,分析不同气泡含量所对应的挠度测值误差,研究气泡对挠度测量精度的影响;(6)构建台阶布管方式连通管,基于不同激励值、台阶高度和纵管向距离等试验条件,研究以上因素对挠度测量的影响,为台阶管道附近测点合理布置提供依据。
【关键词】：挠度 流体力学 气泡 台阶管道 精确度
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U446
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 连通管式桥梁挠度监测方法的研究现状13-17
• 1.2.1 连通管桥梁挠度监测原理13-14
• 1.2.2 连通管法在桥梁挠度监测中的应用现状14-16
• 1.2.3 连通管桥梁挠度监测方法动态特性研究现状16-17
• 1.3 压力场连通管动态挠度监测存在的问题及研究意义17-18
• 1.4 本文的主要研究内容18-19
• 第二章 连通管内液体动态特性分析19-28
• 2.1 连通管内液体运动基础方程19-24
• 2.1.1 挠度测量基本方程19
• 2.1.2 流体动力学原理19-23
• 2.1.3 交流液压分析23-24
• 2.2 台阶弯管处流体力学分析24-27
• 2.2.1 管道倾角对挠度测量影响分析24-25
• 2.2.2 台阶式弯管流体力学分析25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第三章 模型试验设计28-39
• 3.1 模型结构设计要点28-29
• 3.1.1 模型结构频率28
• 3.1.2 管道倾角28-29
• 3.2 模型结构设计29-34
• 3.2.1 结构几何参数29
• 3.2.2 结构材料29-32
• 3.2.3 组合式结构形式32-33
• 3.2.4 MIDAS-CIVIL建模分析33-34
• 3.3 数据采集系统34-38
• 3.3.1 压力场连通管法数据采集系统34-36
• 3.3.2 位移计测量方法数据采集系统36-37
• 3.3.3 试验方法37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 基于常态的动态挠度测量精度研究39-57
• 4.1 连通管动态测量精度影响因素分析39-43
• 4.1.1 压力变送器39-40
• 4.1.2 采集卡40-42
• 4.1.3 管内水体流动影响42-43
• 4.2 模型试验43-44
• 4.2.1 试验工况43-44
• 4.2.2 加载方法44
• 4.3 测量结果44-48
• 4.3.1 连通管法挠度实测数据44-46
• 4.3.2 位移计法挠度实测数据46-48
• 4.4 试验结果分析48-56
• 4.4.1 挠度测值波谷、峰值比较48-51
• 4.4.2 挠度测值相关性分析51-52
• 4.4.3 频率值分析52-53
• 4.4.4 阻尼比分析53-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 管内气泡对动态挠度测量精度影响研究57-67
• 5.1 气泡对挠度测量影响原理57-58
• 5.2 管道气泡对挠度测量影响试验58-60
• 5.2.1 试验工况58
• 5.2.2 激励施加58
• 5.2.3 试验结果58-60
• 5.3 气泡量值对挠度测量精度影响试验60-62
• 5.3.1 试验工况60
• 5.3.2 荷载施加60-61
• 5.3.3 试验数据61-62
• 5.4 气泡量对挠度测量影响分析62-66
• 5.5 本章小结66-67
• 第六章 台阶式管道动态挠度测量精度影响研究67-82
• 6.1 前言67-68
• 6.2 台阶式连通管试验模型68-70
• 6.2.1 台阶式连通管结构68-69
• 6.2.2 试验组设置69-70
• 6.3 试验结果70-75
• 6.4 参数影响分析75-81
• 6.4.1 激励值影响75-76
• 6.4.2 台阶高度对测值精度影响76-77
• 6.4.3 纵管向距离对测值精度影响77-81
• 6.5 本章小结81-82
• 第七章 结论与展望82-83
• 7.1 结论82
• 7.2 展望82-83
• 参考文献83-85
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研科技服务项目85-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文85
• 参与的科研科技服务项目85-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏斌;王强;;大跨度桥梁挠度监测方法评述[J];中外公路;2015年06期

2 魏斌;王强;;封闭式连通管挠度测量系统动态特性研究[J];交通标准化;2014年11期

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本文编号：447750