基于光纖光柵的船閘人字門(mén)應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、長(zhǎng)江航運(yùn)連接我國(guó)西南、華中、華東三大經(jīng)濟(jì)區(qū)，貨運(yùn)量占全國(guó)內(nèi)河運(yùn)量的80％以上，素有“黃金水道”的美譽(yù)。三峽、葛洲壩作為長(zhǎng)江中上游重要節(jié)點(diǎn)的水利樞紐，隨著近年長(zhǎng)江航運(yùn)事業(yè)的高速發(fā)展，船閘年通過(guò)量增速迅猛，對(duì)長(zhǎng)江黃金水道航運(yùn)功能的關(guān)鍵性作用日益彰顯。但船閘常年工作于復(fù)雜水域環(huán)境，受涌浪、動(dòng)水載荷及水下門(mén)體兩側(cè)巨大水壓等共同作用，船閘人字門(mén)的AB桿、背拉桿、門(mén)體水下區(qū)域及底止水封座板等鋼性結(jié)構(gòu)部件反復(fù)發(fā)生局部受力集中/釋放，在船閘長(zhǎng)期滿負(fù)荷甚

2、至超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下將可能帶來(lái)破壞性影響。因此對(duì)船閘人字門(mén)應(yīng)力集中發(fā)生區(qū)域，特別是水下日常難以進(jìn)行維護(hù)檢修區(qū)域進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)門(mén)體結(jié)構(gòu)損傷并評(píng)估其安全性，對(duì)提高通航效率，保障航道運(yùn)輸安全，具有重要意義。
　　本文圍繞葛洲壩3＃船閘，在對(duì)船閘人字門(mén)門(mén)體應(yīng)變發(fā)生狀況進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，將光纖光柵傳感器應(yīng)用于船閘人字門(mén)水下應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)船閘人字門(mén)應(yīng)力/應(yīng)變狀況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，具體工作包括:
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3、)采用三維建模和有限元分析相結(jié)合的方法，將船閘人字門(mén)的工作狀態(tài)建立一個(gè)模型，模擬人字門(mén)開(kāi)關(guān)門(mén)和充放水過(guò)程，通過(guò)ANSYS Workbench軟件，對(duì)人字門(mén)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定船閘人字門(mén)各個(gè)部件在不同工作狀態(tài)下的應(yīng)變集中區(qū)域，從而確定監(jiān)測(cè)區(qū)域，對(duì)人字門(mén)上的傳感器布置位置提供理論支持。
　　(2)基于光纖光柵傳感器搭建了船閘人字門(mén)應(yīng)變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括光纖光柵應(yīng)變采集模塊，軟件系統(tǒng)模塊。應(yīng)變采集模塊主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集功能，解調(diào)模塊主要實(shí)