工程結(jié)構(gòu)基于FBG應(yīng)變傳感器撓度及裂縫監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一是其系統(tǒng)內(nèi)部的傳感元件,光纖傳感器的出現(xiàn)并以其優(yōu)于其他傳感器的特點(diǎn),已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的首選傳感器。
　　本論文將對(duì)一類光纖傳感器,即布拉格光纖光柵(FiberBraggGrating,FBG)傳感器展開研究,為了推廣FBG傳感器在工程中的應(yīng)用,本文將進(jìn)行兩方面試驗(yàn)研究:
　　試驗(yàn)一,鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁基于準(zhǔn)分布式FBG應(yīng)變傳感器裂縫監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)研究。本試驗(yàn)是為了解決在工程健康監(jiān)測(cè)中,鋼筋混凝

2、土結(jié)構(gòu)受荷出現(xiàn)裂縫時(shí),能有效感知及裂縫定位的問題。作者通過對(duì)經(jīng)典截面纖維理論模型(SFM)的分析,在理論上驗(yàn)證了試驗(yàn)的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明,準(zhǔn)分布式FBG應(yīng)變傳感器可通過內(nèi)部各光柵荷載—應(yīng)變曲線的突變情況感知結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn),并通過突變程度的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的大致定位。
　　試驗(yàn)二,工字鋼簡(jiǎn)支梁基于宏應(yīng)變(長標(biāo)距)FBG傳感器撓度監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)研究。在大型橋梁健康監(jiān)測(cè)中,對(duì)局部結(jié)構(gòu)撓度的長期監(jiān)測(cè),傳統(tǒng)的接觸式位移測(cè)量?jī)x器(如百分表等),非

3、接觸式位移測(cè)量?jī)x器(如激光測(cè)距儀等),都無法滿足長期工程監(jiān)測(cè)的要求,且不能實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)某一區(qū)段內(nèi)的平均撓度進(jìn)行測(cè)量,試驗(yàn)二的設(shè)計(jì)將為解決這些問題進(jìn)行探索研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,宏應(yīng)變FBG傳感器在監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)撓度時(shí),其傳感性能穩(wěn)定,適合于長期的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,其測(cè)量結(jié)果與百分表所測(cè)值較為接近。
　　布拉格光纖光柵(FBG)傳感器正被廣泛應(yīng)用在工程中,它以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)勢(shì)必在某些場(chǎng)合將取代傳統(tǒng)的電測(cè)傳感器,因此,對(duì)其進(jìn)行的研究具有很好的實(shí)際工