【摘要】：索作為建筑索結(jié)構(gòu)的主要組成部分,索內(nèi)力大小能有效地反映結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布與傳遞及結(jié)構(gòu)整體的安全與穩(wěn)定。能否有效地對索力進行測量與監(jiān)測,是索結(jié)構(gòu)安全施工和正常運行的關鍵。鑒于光纖光柵具有質(zhì)量輕、抗電磁干擾、耐腐蝕以及監(jiān)測范圍廣等優(yōu)勢,考慮將其應用于索結(jié)構(gòu)索力監(jiān)測中。根據(jù)索結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式的不同,針對裸索與帶護套拉索分別提出光纖光柵基座夾具體外布置法、光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法。本文首先簡介了光纖光柵傳感器的工作原理,其次介紹了光纖光柵基座夾具體外布置法與光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法的裝置構(gòu)造形式及索力測量原理。接著利用光纖光柵基座體外布置法對全局布索預應力鋼框架縮尺模型進行索力監(jiān)測試驗,將該方法測量結(jié)果與電阻應變法及壓力傳感器法進行對比,檢驗光纖光柵基座夾具體外布置法用于索結(jié)構(gòu)索力監(jiān)測的可靠性;通過使用光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法對鋼絲束進行拉伸、疲勞試驗的索力監(jiān)測,測試了光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法的在各級荷載下的適用性,驗證了在長期反復荷載作用下索力監(jiān)測的可靠性。最后將光纖光柵基座夾具體外布置法用于昆山市西部服務中心拉索式幕墻工程,對拉索張拉施工中索力進行監(jiān)測,驗證了光纖光柵基座夾具體外布置法在實際工程監(jiān)測中的可靠性,在此基礎上進一步研究張拉施工階段溫度變化及拉索預應力損失對結(jié)構(gòu)索力的影響;將光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法用到連云港市龍苴大橋吊索工程張拉施工階段的索力監(jiān)測中,分析了光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法在實際工程各級荷載作用下的可靠性,預應力損失對索力的影響。最終得到的主要結(jié)論如下:(1)光纖光柵基座夾具測量法根據(jù)索結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式的不同分為光纖光柵基座夾具體外布置法與光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法,此方法操作便捷實用,測量精度高,且不會破壞拉索表面的抗腐保護。(2)以光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法為例,在光纖光柵傳感器工作原理的基礎上,結(jié)合拉索的有效金屬截面積與彈性模量兩個物理參數(shù),依據(jù)胡克定律推導出光纖光柵基座測量法用于索結(jié)構(gòu)索力監(jiān)測的相關理論公式。(3)用索結(jié)構(gòu)縮尺模型模擬新建工程和既有工程并對其進行索力監(jiān)測試驗,驗證了光纖光柵基座夾具體外布置法用于復雜多變索結(jié)構(gòu)索力測量的可靠性,同時對光纖光柵進行預張拉處理,在保證光纖光柵不出現(xiàn)松弛的前提下既可測量索力的增大,也能測量索力的減少。(4)通過使用光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法對鋼絲束進行拉伸、疲勞試驗的索力監(jiān)測,驗證了該方法能夠準確、高效的對鋼絲束進行索力變化監(jiān)測。且針對光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法重新設計了便捷式光纖光柵傳感器,測量結(jié)果表明該傳感器表現(xiàn)出良好的線性度、重復性。(5)通過將光纖光柵基座夾具體外布置法用于拉索式幕墻工程拉索分階段張拉施工索力監(jiān)測中,驗證了對預應力拉索張拉階段索力監(jiān)測的可行性。監(jiān)測結(jié)果表明,光纖光柵基座夾具體外布置法可以將索力變化量中由溫度變化引起的量及由預應力損失引起的量分離開來,根據(jù)實測的預應力損失量確定最后一階段的超張拉量,確保索力最終達到預定目標值,滿足對新建裸索工程索力監(jiān)測的要求。(6)通過利用光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法用于系桿拱橋吊桿分階段張拉施工索力監(jiān)測中,驗證了對預應力橋梁吊桿張拉施工過程索力監(jiān)測的可行性。監(jiān)測結(jié)果表明,光纖光柵基座夾具體內(nèi)布置法可以將吊桿張拉過程中由預應力損失引起的索力變化量監(jiān)測出來,為之后的超張拉提供可靠依據(jù),確保索力值最終達到預定目標值,滿足對新建帶護套拉索工程索力監(jiān)測的要求。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU317

【參考文獻】

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