基于光纖光柵的船閘人字門應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、長江航運連接我國西南、華中、華東三大經(jīng)濟區(qū)，貨運量占全國內(nèi)河運量的80％以上，素有“黃金水道”的美譽。三峽、葛洲壩作為長江中上游重要節(jié)點的水利樞紐，隨著近年長江航運事業(yè)的高速發(fā)展，船閘年通過量增速迅猛，對長江黃金水道航運功能的關(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、動水載荷及水下門體兩側(cè)巨大水壓等共同作用，船閘人字門的AB桿、背拉桿、門體水下區(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，在船閘長期滿負荷甚

2、至超負荷運轉(zhuǎn)狀況下將可能帶來破壞性影響。因此對船閘人字門應(yīng)力集中發(fā)生區(qū)域，特別是水下日常難以進行維護檢修區(qū)域進行應(yīng)力/應(yīng)變實時在線監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)門體結(jié)構(gòu)損傷并評估其安全性，對提高通航效率，保障航道運輸安全，具有重要意義。
　　本文圍繞葛洲壩3＃船閘，在對船閘人字門門體應(yīng)變發(fā)生狀況進行詳細分析的基礎(chǔ)上，將光纖光柵傳感器應(yīng)用于船閘人字門水下應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對船閘人字門應(yīng)力/應(yīng)變狀況的遠程實時在線監(jiān)測，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，將船閘人字門的工作狀態(tài)建立一個模型，模擬人字門開關(guān)門和充放水過程，通過ANSYS Workbench軟件，對人字門進行結(jié)構(gòu)分析，確定船閘人字門各個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)測區(qū)域，對人字門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應(yīng)變監(jiān)測系統(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)變采集模塊主要實現(xiàn)信號的采集功能，解調(diào)模塊主要實