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长距离输油气管道,被视为国民经济发展的“生命线”、“大动脉”,在现代工业和日常生活中占据重要地位。如何预防事故或故障、确保其安全无一失是个重要且复杂的研究课题。从这一实际出发,本文开展了基于BOTDA的长输管道分布式应力监测技术研究,对长输管道的实时应力监测技术和寿命预测方法进行了探讨,主要从以下几个方面开展了相关研究:1)介绍了光纤传感技术和分布式光纤传感技术(BOTDR、BOTDA、OTDR等技术)的基本原理。结合长输管道规模庞大、工作环境复杂、实时监测要求等特点,初步探讨基于BOTDA的管道应力监测的可行性。通过分析近年来国内外管道事故情况,归纳总结了长输管道的主要失效原因和主要失效模式,开展了长输管道实时在线应力监测的必要性研究。2)开展了长输管道失效判据健康诊断方法研究。通过对管道应力分析基本理论的分析梳理,进行了基于应力的管道失效判据研究。结合疲劳寿命理论,进行了长输管道健康诊断方法和寿命预测方法研究。一方面根据应力的失效判据,通过实测应力与管材的屈服应力相比较,判定管道是否失效;另一方面,针对应力热点,通过连续采集该测点的应力谱,采用雨流计数法对应力-时间历程曲线进行处理,然后根据疲劳累计损伤理论,预测整个管道的疲劳寿命。3)以材质为45号钢、长为6m的管道为实验对象,开展了基于BOTDA的长输管道分布式应力监测实验研究。并将实验结果与ANSYS模拟分析计算结果进行分析比较,验证了基于布里渊分布式光纤传感技术的管道应力监测方法的可行性。4)以四川省某主跨为50m的轻型托架管桥为应用对象,开展了基于BOTDA的长输管道分布式应力监测应用研究。进一步验证了本文所提出的基于BOTDA的长输管道分布式应力监测技术和基于应力监测的健康诊断方法,并对现场应用的施工方案(特别是光纤敷设方式)进行了探讨。