FAST主动反射面施工过程监测系统应用研究

摘要

500米口径球面射电望远镜（FAST）项目施工过程复杂、工期长，为保证施工过程的顺利进行FAST主动反射面系统设立了施工过程监测系统。
　　该施工过程监测系统监测内容为：圈梁和索网结构温度监测、结构应力监测。本课题主要工作包括测点布设、传感器选型、采集设备的选择、系统集成、数据分析方法研究、软件设计等。本课题选择光纤光栅传感器监测系统、振弦传感器监测系统、磁通量传感器监测系统，形成FAST主动反射面施工过程监测系统。
　　本文通过对多种数据处理方法的研究，制定了一套针对本课题的数据分析方法。该数据分析方法首先将传感器测量得到的原始数据转换成监测要求的参量；再利用剔除结构温度影响的方法确定不同构件在施工过程中应力变化的主要影响因素；之后，基于3σ准则提出的针对本项目的异常数据筛选方法进行异常数据筛选及剔除，提高数据质量；根据不同构件在同一气象温度下实测温度的差异，确定应力数据分析时的侧重点。最后，将整套数据处理方法应用到工程实测数据当中，进行实测数据分析，为施工安全提供保障。
　　在对施工过程取得的实测数据的分析过程中，除上述处理方法外，还对实测应力进行多项式拟合，利用其周期性规律并结合温度预报进行未来几天的数据预测，据此适当安排工期，保证施工过程的安全性。截至目前，施工监测过程中所有实测应力均小于阈值，即在施工过程中所有构件均为安全状态。
　　本文提出的数据分析方法可以添加至施工过程监测软件中，完善监测软件的数据分析及处理能力。

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第1章 绪 论

1.1 概述

1.2 施工过程监测技术的研究状况

1.3 本文主要研究内容

第2章 施工过程监测方案设计

2.1 监测系统设计原则

2.2 施工过程监测内容

2.3 测点布设

2.4 本章小结

第3章 施工过程监测系统集成

3.1 传感器及其配套设备选型

3.2 系统集成

3.3 本章小结

第4章 数据分析方法

4.1 原始数据分析方法

4.2 影响因素确定方法

4.3 异常数据识别方法

4.4 应力数据预测

4.5 本章小结

第5章 施工过程监测软件设计

5.1 软件系统介绍

5.2 系统主要功能介绍

5.3 软件界面介绍

5.4 本章小结

第6章 施工过程监测数据分析结果

6.1 应力变化影响因素分析

6.2 异常数据原因分析

6.3 边缘主索索力分析

6.4 应力数据预测的应用

6.5 施工阶段温度数据分析

6.6 本章小结

第7章 总结及展望

致谢

参考文献

附录A 在学期间发表的学术论文与研究成果