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地铁施工冠梁支撑轴力监测系统研究

发布时间:2018-07-03 05:25

  本文选题:支撑轴力 + MPPT控制器 ; 参考:《西南科技大学》2016年硕士论文


【摘要】:随着我国城市化规模的发展,城市地铁也进入了一个蓬勃发展的阶段,地铁深基坑工程建设也日益增多。在深基坑施工过程中,其围护结构的稳定性就显得极其重要。地铁冠梁支撑轴力作为评价基坑围护结构健康的主要参数,对其进行监测是确保支撑受力不超过构件承载力,保证基坑安全的重要方法。我国支撑轴力监测应用时间并不长,在目前对其监测主要存在监测自动化水平低、监测轴力受温度及环境影响比设计值偏大等问题。针对以上问题,本文在已有的研究和设计成果的基础上,依托成都地铁4号线二期工程,以地铁冠梁支撑轴力为研究对象,对轴力监测系统进行了整体设计,并详细研究了系统供电方式及数据管理系统的设计,同时结合支撑轴力影响因素对监测轴力值进行分析研究。主要工作如下:首先,针对地铁施工现场供电环境的复杂性及安全性,设计了一种太阳能最大功率点跟踪(MPPT)控制器,主要基于改进的电压扰动观察法获得太阳能电池板的最大功率稳定输出。实验证明了该太阳能控制器的跟踪效率可达到95%以上,相比无MPPT控制器的跟踪效率提高了19%,并具有体积小、成本低、可靠性高等优点,已成功运用在本监测系统中,提高了监测系统的长效性。其次,采用QT作为开发平台设计了远程数据管理软件。基于GSM网络实现了稳定的数据传输,然后建立数据解析及数据显示模块;同时基于My SQL平台,建立监测数据库平台,最终实现了系统通信控制、监测站点管理、数据分析处理、数据库维护等功能。最后,结合支撑轴力影响因素对监测数据进行分析,对支撑轴力监测值进行了温度修正,温度修正后的支撑轴力减少了近20%,有效去除了因温度变化造成支撑轴力监测值偏大的现象。同时采用标准卡尔曼滤波算法与自适应卡尔曼滤波算法对支撑轴力进行对比预测,结果表明方差自适应卡尔曼滤波结果绝对误差均小于12%,更接近实测值,在混凝土支撑轴力预测技术上也具有一定的理论指导意义。
[Abstract]:With the development of urbanization in our country, urban subway has entered a stage of vigorous development, and the construction of subway deep foundation pit is increasing day by day. In the process of deep foundation pit construction, the stability of enclosure structure is very important. The supporting axial force of crown beam of subway is the main parameter to evaluate the health of foundation pit enclosure. Monitoring it is an important method to ensure the bearing capacity of supporting member and the safety of foundation pit. The application time of supporting axial force monitoring in our country is not long. At present, the monitoring automation level is low, the monitoring axial force is influenced by temperature and environment than the design value, and so on. In view of the above problems, based on the existing research and design results, this paper, relying on the second phase of Chengdu Metro Line 4, and taking the axial force of the crown beam as the research object, has carried out the overall design of the axial force monitoring system. The design of the power supply system and the data management system are studied in detail. At the same time, the value of the monitoring axial force is analyzed and studied in combination with the influence factors of the supporting axial force. The main work is as follows: firstly, a solar maximum power point tracking (MPPT) controller is designed for the complexity and security of power supply environment in subway construction site. The maximum power stable output of solar panel is obtained based on the improved voltage disturbance observation method. The experimental results show that the tracking efficiency of the solar controller can reach more than 95%. Compared with the MPPT controller, the tracking efficiency is improved by 19%, and has the advantages of small volume, low cost and high reliability. It has been successfully applied in this monitoring system. The long-term effectiveness of the monitoring system is improved. Secondly, the remote data management software is designed using QT as the development platform. Based on GSM network, the stable data transmission is realized, and then the module of data analysis and data display is established. At the same time, based on my SQL platform, the monitoring database platform is established. Finally, the system communication control, monitoring site management, data analysis and processing are realized. Database maintenance and other functions. Finally, according to the influence factors of supporting axial force, the monitoring data are analyzed, and the temperature correction of the monitoring value of bracing axial force is carried out. The temperature correction reduces the axial force of the support by nearly 20 parts, and effectively removes the phenomenon that the monitoring value of the support axial force is too large due to the change of temperature. At the same time, the standard Kalman filter algorithm and the adaptive Kalman filter algorithm are used to predict the support axial force. The results show that the absolute error of the variance adaptive Kalman filter is less than 12, which is closer to the measured value. It is also of theoretical significance in predicting the axial force of concrete braces.
【学位授予单位】:西南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U231.3;TP274

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本文编号:2092566

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