斜拉橋的索力無線測(cè)試系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著橋梁工程建設(shè)的快速發(fā)展，橋梁在結(jié)構(gòu)形式與功能上也日益多樣化和復(fù)雜化，而斜拉橋在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工等方面，正在受到越來越多的歡迎。斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系中，斜拉索不僅起到連接主梁和索塔、傳遞內(nèi)力和形變的作用，更重要的是能夠利用它們相互間的索力調(diào)適對(duì)結(jié)構(gòu)的整體抗變性和對(duì)稱性進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而保持結(jié)構(gòu)始終處于平衡與穩(wěn)定狀態(tài)。因此，在斜拉橋梁中斜拉索是最為關(guān)鍵的構(gòu)件，它的索力值是評(píng)估橋梁整體性能狀態(tài)的重要指標(biāo)。
　　由于傳統(tǒng)索力檢測(cè)采用的直接

2、測(cè)量法和有線測(cè)量技術(shù)，存在成本高、便利性差及人力耗費(fèi)大等不足，本文基于振動(dòng)頻率法和無線傳感技術(shù)，研制了低成本、高性能和快捷方便的斜拉橋索力的無線檢測(cè)系統(tǒng)。首先，在分析基于振動(dòng)頻率法的索力測(cè)量原理以及索的線性振動(dòng)理論基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了考慮索的剛度和垂度等因素影響下的索力實(shí)用計(jì)算公式;其次，在分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)協(xié)議基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃，詳細(xì)描述了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì)，包括傳感單元、信號(hào)調(diào)理單元、射頻單元、存儲(chǔ)單元等;再次，針對(duì)橋梁索力

3、多點(diǎn)測(cè)量的要求和存在的問題，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中時(shí)間同步機(jī)制的影響要素，設(shè)計(jì)了低開銷型的時(shí)間同步算法，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證;最后，在利用所開發(fā)的無線測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室斜拉索模型和小型斜拉橋的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將該系統(tǒng)進(jìn)一步在大型斜拉橋索力測(cè)量工程中加以應(yīng)用。
　　研究表明，所開發(fā)的基于振動(dòng)頻率法和無線傳感技術(shù)的斜拉橋索力測(cè)試系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行斜拉索的振動(dòng)檢測(cè)和索力識(shí)別，從而為橋梁的安全性能評(píng)估提供了依據(jù)和保障。相對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)