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涪陵乌江二桥健康监测传感器优化布置研究

郭艳芬  
【摘要】: 桥梁设计理论和施工技术的不断进步使得桥梁跨度不断有新的突破,结构形式也日趋复杂,作为生命线工程中的桥梁健康监测工作显得尤为必要和迫切。传感器系统是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分,传感器优化布设作为目前桥梁健康监测的一个研究热点。本文以涪陵乌江二桥为工程背景,以乌江二桥健康监测系统为研究对象,重点探讨了其健康监测系统中关键子系统—传感器系统的优化布置。 首先,建立全桥有限元模型对结构进行静力分析,并基于此模型分析了结构在典型荷载作用下的主要静力响应,找到结构的关键部位。以结构分析结果为主要依据参考类似桥梁的运营服役情况,得出该桥位移、应力、索力及温度的传感器布置方案。 其次,采用Ansys有限元软件建立空间板壳模型,对整体结构进行了模态分析,按照模态动能法最初理论找出全桥各阶振型下振幅极值点的位置,结合类似桥梁的监测经验,确定出该桥的动力传感器布置方案。 最后,汇总全桥监测项目包括静力响应、环境监测、动力响应以及相应布置位置,结合目前传感器的发展水平,确定出适合本桥的传感器类型。


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