大型桥梁的建设和维护是一个国家基础设施建设的重要组成部分,桥梁长期健康监测,通过对桥梁关键控制截面的应力、变形等参数以及结构动力特性参数的测试,分析和评估桥梁结构的安全可靠性,及时发现问题并适时地维修保养以延长桥梁的使用寿命。大型桥梁工程具有投资大、设计周期长、周边环境恶劣,易受大气、温度、湿度及天气的影响而发生劣化以及长期承受动荷载等特点,因此对桥梁结构进行长期在线健康监测成为研究的重点。 本文针对桥梁监测的现状,根据光纤光栅传感原理提出利用光纤光栅传感器实时、长期、精确的特点,来完成手工检测方法不好解决的问题,并用光纤光栅温度传感器、光纤光栅应力传感器和光纤光栅位移传感器等传感器来研究桥梁长期健康监测系统,并成功地应用于武汉某长江大桥斜拉桥长期健康监测中。 本文主要研究桥梁健康监测中的人机交互系统,包括桥梁健康监测硬件系统构成,桥梁健康监测软件系统构成,最后介绍了桥梁健康监测数字化管养系统中人机交互界面。文章中重点对桥梁健康监测系统的数据采集子系统部分的人机交互系统的硬件部分,软件部分,界面设计进行了详细分析。 本文的主要工作为: (1)探讨了光纤光栅应力传感器、光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器等光纤光栅传感器的工作原理。 (2)分析研究了基于光纤光栅传感器的桥梁健康监测系统。利用光纤光栅应力传感器、光纤光栅位移传感器、光纤光栅温度传感器等组成光纤光栅传感桥梁健康监测系统,解决传统的电测手段不好解决的长期稳定监测等问题。 (3)根据桥梁健康监测数据采集系统,进行桥梁长期健康监测系统数字化管养硬件平台与软件平台的开发,以及利用面向对象可视化编程方法进行人机交互系统设计,并使其在桥梁健康监测软件开发中得到广泛、有效的使用。