斜拉橋的索力無線測試系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著橋梁工程建設的快速發(fā)展，橋梁在結(jié)構(gòu)形式與功能上也日益多樣化和復雜化，而斜拉橋在橋梁的結(jié)構(gòu)設計與施工等方面，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)適對結(jié)構(gòu)的整體抗變性和對稱性進行調(diào)節(jié)，進而保持結(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，它的索力值是評估橋梁整體性能狀態(tài)的重要指標。
　　由于傳統(tǒng)索力檢測采用的直接

2、測量法和有線測量技術(shù)，存在成本高、便利性差及人力耗費大等不足，本文基于振動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系統(tǒng)。首先，在分析基于振動頻率法的索力測量原理以及索的線性振動理論基礎上，推導了考慮索的剛度和垂度等因素影響下的索力實用計算公式;其次，在分析網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)協(xié)議基礎上，完成了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃，詳細描述了網(wǎng)絡節(jié)點的模塊化設計，包括傳感單元、信號調(diào)理單元、射頻單元、存儲單元等;再次，針對橋梁索力

3、多點測量的要求和存在的問題，分析了無線傳感器網(wǎng)絡中時間同步機制的影響要素，設計了低開銷型的時間同步算法，并進行了仿真驗證;最后，在利用所開發(fā)的無線測試系統(tǒng)進行實驗室斜拉索模型和小型斜拉橋的驗證實驗的基礎上，將該系統(tǒng)進一步在大型斜拉橋索力測量工程中加以應用。
　　研究表明，所開發(fā)的基于振動頻率法和無線傳感技術(shù)的斜拉橋索力測試系統(tǒng)，能夠?qū)崟r、準確地進行斜拉索的振動檢測和索力識別，從而為橋梁的安全性能評估提供了依據(jù)和保障。相對于傳統(tǒng)檢測