斜拉桥健康监测自动化采集监测系统的设计与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题背景 | 第10-14页 |
| 1.1.1 桥梁健康监测系统概述 | 第10-12页 |
| 1.1.2 自动化采集监测系统的必要性 | 第12-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第15-17页 |
| 1.3.1 研究的目的和意义 | 第15-16页 |
| 1.3.2 研究的主要内容 | 第16-17页 |
| 第二章 斜拉桥健康监测的相关内容 | 第17-25页 |
| 2.1 斜拉桥常见病害及原因 | 第17-18页 |
| 2.1.1 拉索病害及原因 | 第17页 |
| 2.1.2 主梁的裂缝病害及产生原因 | 第17页 |
| 2.1.3 索塔病害及其产生原因 | 第17-18页 |
| 2.2 斜拉桥健康监测的项目 | 第18-20页 |
| 2.2.1 斜拉桥健康监测项目的选择因素 | 第19页 |
| 2.2.2 斜拉桥健康监测的主要监测项目 | 第19-20页 |
| 2.3 自动化采集监测系统的相关内容 | 第20-25页 |
| 2.3.1 传感器模块 | 第20-21页 |
| 2.3.2 数据采集与传输模块 | 第21-25页 |
| 第三章 斜拉桥有限元分析 | 第25-37页 |
| 3.1 模型桥梁工程概况 | 第25-26页 |
| 3.1.1 斜拉桥概况 | 第25-26页 |
| 3.1.2 设计荷载及荷载工况 | 第26页 |
| 3.2 斜拉桥各类构件的模拟 | 第26-28页 |
| 3.2.1 预应力主梁的模拟 | 第26-27页 |
| 3.2.2 桥塔、桥墩的模拟 | 第27页 |
| 3.2.3 斜拉索的模拟 | 第27-28页 |
| 3.3 斜拉桥的边界模拟 | 第28-29页 |
| 3.3.1 塔、墩、梁连接的模拟 | 第28页 |
| 3.3.2 拉索与主梁、拉索与索塔连接的模拟 | 第28-29页 |
| 3.4 混凝土特性发展变化的模拟 | 第29-31页 |
| 3.4.1 收缩 | 第29-30页 |
| 3.4.2 徐变 | 第30页 |
| 3.4.3 抗压强度 | 第30-31页 |
| 3.5 斜拉桥有限元模型分析 | 第31-37页 |
| 3.5.1 斜拉桥有限元模型 | 第31页 |
| 3.5.2 斜拉桥静力特性分析 | 第31-35页 |
| 3.5.3 斜拉桥动力特性分析 | 第35-37页 |
| 第四章 基于FBG的传感器模块设计 | 第37-57页 |
| 4.1 模块的功能要求及选型原则 | 第37-38页 |
| 4.1.1 功能要求 | 第37-38页 |
| 4.1.2 选型原则 | 第38页 |
| 4.2 不同监测方法的对比分析 | 第38-40页 |
| 4.2.1 变形监测方法 | 第38-39页 |
| 4.2.2 应变监测方法 | 第39页 |
| 4.2.3 索力监测方法 | 第39页 |
| 4.2.4 振动监测方法 | 第39-40页 |
| 4.3 光纤光栅传感器原理 | 第40-43页 |
| 4.3.1 光纤光栅传感的基本原理 | 第40-41页 |
| 4.3.2 FBG的应变传感原理 | 第41-42页 |
| 4.3.3 FBG的温度传感原理 | 第42页 |
| 4.3.4 压力对FBG的作用 | 第42-43页 |
| 4.4 光纤光栅传感器选型 | 第43-50页 |
| 4.4.1 温度监测传感器 | 第43-45页 |
| 4.4.2 变形监测传感器 | 第45-47页 |
| 4.4.3 应力监测传感器 | 第47-48页 |
| 4.4.4 索力监测传感器 | 第48-49页 |
| 4.4.5 动力特性监测传感器 | 第49-50页 |
| 4.5 传感器测点布置 | 第50-57页 |
| 4.5.1 环境温度监测 | 第50页 |
| 4.5.2 结构温度监测 | 第50-51页 |
| 4.5.3 结构变形监测 | 第51-53页 |
| 4.5.4 结构应力监测 | 第53-54页 |
| 4.5.5 拉索索力监测 | 第54-55页 |
| 4.5.6 动力特性监测 | 第55-57页 |
| 第五章 数据采集与传输模块设计 | 第57-78页 |
| 5.1 功能要求 | 第57-58页 |
| 5.2 选型原则 | 第58页 |
| 5.3 数据采集硬件设计 | 第58-62页 |
| 5.3.1 数据的采集模式 | 第58-59页 |
| 5.3.2 采集设备及系统配置设计 | 第59-61页 |
| 5.3.3 系统时钟同步 | 第61-62页 |
| 5.4 数据采集软件简介 | 第62-74页 |
| 5.4.1 系统数据流程描述 | 第62-67页 |
| 5.4.2 软件系统划分与技术路线 | 第67-68页 |
| 5.4.3 数据采集软件设计 | 第68-71页 |
| 5.4.4 数据采集软件的程序实现 | 第71-74页 |
| 5.5 数据传输设计 | 第74-78页 |
| 5.5.1 传输网络总体设计 | 第75-76页 |
| 5.5.2 光纤收发器选型 | 第76-78页 |
| 第六章 基于太阳能供电的辅助支持系统设计 | 第78-84页 |
| 6.1 系统电源的太阳能供电方案设计 | 第78-82页 |
| 6.1.1 太阳能发电的优越性 | 第78-79页 |
| 6.1.2 太阳能发电系统组成 | 第79-80页 |
| 6.1.3 太阳能供电的设计方案 | 第80-82页 |
| 6.2 外场工作站机柜的设计 | 第82-83页 |
| 6.3 采集系统防雷方案设计 | 第83-84页 |
| 第七章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 7.1 总结 | 第84-85页 |
| 7.2 展望 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-87页 |
| 参考文献 | 第87-90页 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 | 第90页 |
