常天大橋施工圖設(shè)計(jì)

常天大橋施工圖設(shè)計(jì),大橋,施工圖,設(shè)計(jì) 應(yīng)變監(jiān)測(cè)復(fù)合鋼板梁橋使用分布式 光纖傳感器系統(tǒng) 摘要 將一I型鋼梁組裝與混凝土板上，然后放置在上輥支持。四個(gè)垂直負(fù)荷加載裝置放在板上加豎向荷載。一個(gè)單模光學(xué)纖維表面附著于一39公尺長(zhǎng)的復(fù)合鋼板梁橋翼緣下表面，復(fù)合鋼板梁橋梁縱向應(yīng)變分布監(jiān)測(cè)直接使用光纖傳感器系統(tǒng)基于布里淵頻移，適用在光學(xué)纖維。布里淵散射信號(hào)的產(chǎn)生是通過布里淵光學(xué)相關(guān)域分析在選定的位置。應(yīng)變數(shù)據(jù)獲得與195個(gè)點(diǎn)的間隔20厘米的全長(zhǎng)度。從應(yīng)變數(shù)據(jù)的整個(gè)長(zhǎng)度的復(fù)合鋼板梁橋，應(yīng)變分布形狀顯示在垂直載荷的加載位置。 1．介紹 測(cè)量橋梁的縱向應(yīng)變分布，許多直接或間接的技術(shù)已提出和再研究之中。相對(duì)于其它傳感技術(shù)，光纖傳感器系統(tǒng)研究散射有能力直接測(cè)量應(yīng)變分布沿光纖的長(zhǎng)度，這作為傳感介質(zhì)而不需要特殊的加工[ 1]。當(dāng)外部壓力和溫度作用于纖維上，布里淵散射光受到其影響有較大變化[ 2]。在本文中，提出一個(gè)方法直接監(jiān)測(cè)的縱向應(yīng)變分布的橋梁使用光學(xué)纖維傳感器基于布里淵增益的入射光。合適的光學(xué)和電子零件組成和控制算法，實(shí)現(xiàn)了這一概念的布里淵光學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的分析（BOCDA）。一個(gè)光纖線路連接沿整個(gè)長(zhǎng)度復(fù)合鋼板梁橋上下翼緣。縱向應(yīng)變的橋梁超過39米的長(zhǎng)度直接測(cè)量195點(diǎn)與空間分辨率為14.5厘米。 2．實(shí)驗(yàn) 2.1實(shí)驗(yàn)程序 實(shí)驗(yàn)裝置監(jiān)測(cè)橋梁的變形是描述在圖1中的一種型鋼主梁，高2.245m，長(zhǎng)40m，寬1m，組裝焊接3片鋼梁，然后放置2個(gè)相距39m輥之間?；炷辽习宸旁陧敳?，梁寬度2.5m，厚度0.3m。四個(gè)垂直致動(dòng)器（MTS，US）放在上板，每個(gè)間隔7.8米。 圖1:實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 在表面上，用砂紙打磨距離梁的下翼緣25mm的位置，縱向除銹前安裝光纖陀螺（應(yīng)變計(jì)），長(zhǎng)度方向表面涂裝250微米環(huán)氧樹脂（Hunstsman，US）。兩個(gè)電陀螺儀安裝在1 /4和1/ 2位置的長(zhǎng)度，分別支持與橋梁距左滾輪9.75m和19.5m的位置，靠近附近的光纖，并連接到一個(gè)數(shù)據(jù)記錄器（edx-2000a，Kyowa）。光學(xué)纖維附著在下翼緣表面并連接到一個(gè)先進(jìn)的的于下圖2所示的光纖傳感器系統(tǒng)。 圖2 光纖傳感系統(tǒng)示意圖 連續(xù)波（CW）光的偏振激光器分為探頭和泵浦光通過50 /50光學(xué)耦合器后調(diào)制正弦波的形式使用電流調(diào)制器。頻率探測(cè)光了較低的布里淵頻率通過單邊帶調(diào)制器（SSBM）。微波發(fā)生器控制頻段從對(duì)核10.3ghz11.3ghz獲得布里淵散射信號(hào)。計(jì)算機(jī)控制偏振開關(guān)（PSW）調(diào)節(jié)探測(cè)光與垂直極化消除兩極分化布里淵散射的影響。探測(cè)光接著在光纖放大后，通過一個(gè)鉺光纖放大器（EDFA）。光泵通過不同路徑的光學(xué)纖維與相反泵浦光方向。光電控制器增加了一個(gè)斬波頻率的泵浦光通過EOM，為同一信號(hào)鎖相放大器作為參考。高功率摻鉺光纖放大器可以放大泵的功率光。布里淵增益信號(hào)發(fā)生在纖維根據(jù)之間的相互作用的泵和探測(cè)光檢測(cè)從光探測(cè)器（PD）。布里淵增益譜和布里淵頻移在全斷面的光學(xué)纖維獲得高信號(hào)的信噪比（SNR）由鎖相放大器和計(jì)算機(jī)算法。一個(gè)算法，激活光纖傳感器系統(tǒng)控制微波發(fā)生器，激光器電流調(diào)制，EOM控制器和鎖相放大器通過USB端口。 2.2工作原理的光纖傳感器系統(tǒng) 布里淵之間相互作用的光學(xué)和聲學(xué)波在光學(xué)纖維取決于應(yīng)變和溫度，以便確定的共振頻率提供了一個(gè)直接測(cè)量溫度和應(yīng)變由以下方程： 3結(jié)果 豎向荷載的每個(gè)驅(qū)動(dòng)器以每秒0.417KN的速度從0KN增加到50KN,并在300秒內(nèi)保持不變。在第一次加荷后，將荷載增加到70KN，并將加載增加速度設(shè)定到0.33KN每秒。二次加載后，荷載降低到零。四個(gè)驅(qū)動(dòng)器的上板的橋用同一負(fù)荷周期。圖3顯示了縱向應(yīng)變分布的復(fù)合鋼板梁橋在兩列豎向荷載下的作用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的光學(xué)纖維連接上下梁的翼緣的第一和第舉行序列所代表的點(diǎn)，比較數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)呈實(shí)線線性變化。應(yīng)變分布的形狀顯示對(duì)稱位置距中心19.5米。豎向荷載的每個(gè)加載器分別是50KN和70KN。應(yīng)變光纖在195點(diǎn)間隔20厘米長(zhǎng)度超過39米長(zhǎng)，光纖傳空間分辨率感器系統(tǒng)14.5cm。應(yīng)變測(cè)量的光纖陀螺的數(shù)據(jù)相吻合，在測(cè)量誤差范圍和應(yīng)變分布形狀相吻合的梁。 圖3.縱向應(yīng)變分布的復(fù)合鋼板梁橋的下翼緣的縱向應(yīng)變分布 4．結(jié)論 復(fù)合鋼板梁橋放在雙輥支持和測(cè)試在豎向荷載作用下的根據(jù)循環(huán)負(fù)荷。縱向應(yīng)變橋使用附加光纖監(jiān)測(cè)在195點(diǎn)的間隔20厘米長(zhǎng)度超過39米。一種光纖傳感器系統(tǒng)適用于監(jiān)測(cè)應(yīng)變分布橋已開發(fā)和應(yīng)用這于個(gè)實(shí)驗(yàn)。分布式光纖傳感器系統(tǒng)使用BOCDA方法產(chǎn)生布里淵散射信號(hào)在選定的位置之間的相互作用泵和探測(cè)光。光學(xué)和電子元件組裝在一個(gè)盒子中，由計(jì)算機(jī)控制。實(shí)驗(yàn)應(yīng)變分布曲線與數(shù)據(jù)很好地吻合。 參考書目 [1] Bao X, Dhliwayo J, Heron N, Webb DJ, Jackson DA. Experimental and theoretical studies on a distributed temperature sensor based on Brillouin scattering. Journal of lightwave technology 1995;13(7):1340-1348. [2] Bao Xiaoyi, DeMerchant M, Brown A, Bremner T. Tensile and compressive strain measurement in the lab and field with the distributed Brillouin scattering sensor. Journal of lightwave technology 2001;19(11):1698-1704. [3] Hotate K, Hasegawa T. Measurement of Brillouin Gain Spectrum Distribution along an Optical Fiber Using a Correlation-Based Technique-Proposal, Experiment and Simulation-. IEICE transactions on electronics 2000;83(3):405-12.