【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑工程
,特别涉及一种。
技术介绍
大跨桥梁结构是一个国家和地区的经济命脉,桥梁的建造和维护是一个国家基础设施的重要部分。在大跨桥梁结构中,拉吊索是主要的受力构件。在长达几十年的使用期内,环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应和突然灾变效应等因素的耦合作用下,将不可避免地导致结构和系统的损伤积累和抗力衰减,从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用下的能力下降,极端情况下将引发灾难性的突发事故。新建桥梁拉吊索的造价一般占全桥的25%?30%,如果对其进行换索,换索的价钱为新建的3?4倍。目前桥梁拉吊索损伤监测方法有人工检测法,该方法主要通过肉眼或者放大镜进行结构表面观测,对内部缺陷无能为力;超声波检测方法通过回波时间及信号强度,获知损伤的位置。该方法在桥梁拉吊索检测中效果不理想,主要是因为拉吊索内部钢丝(钢绞线)之间存在一些空隙,表面凸凹不平,损伤区域不固定,导致回波信号不清晰。射线检测只能一段检测,检测费用比较高、仪器昂贵、具有一定的辐射性。漏磁检测法尽管可以较清楚地判断断丝的位置和数量,但是该设备复杂,对于有外保护层的拉吊索,检测精度不高、同一缺陷空间分辨率不高,对于埋在梁内的拉吊索损伤,检测效果更差。自从压电效应被发现以来,对压电材料的研究和应用在桥梁拉吊索损伤监测中的应用得到了广泛关注。压电陶瓷具有正逆压电效应。利用压电陶瓷的正效应,发展了主动波导监测技术(超声导波),通过“询问”结构来检测损伤的存在,并估计其程度;利用它的逆效应,发展成了被动波导监测技术(声发射技术),通过“听”结构的响应而不需要其相互作用,监测 ...
【技术保护点】
一种主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述传感装置包括一与所述桥梁拉吊索直径相匹配的卡箍;所述卡箍的轴向上开设有至少5道第一刻槽,且各第一刻槽均匀分布;所述卡箍包括上、下两箍体;所述上箍体和下箍体分别在周向上开设有至少2道第二刻槽;上箍体和下箍体总的4道第二刻槽均匀分布,且上箍体和下箍体扣紧后两对角线的第二刻槽成90度夹角;所述上箍体和下箍体一侧面分别开设有一与卡箍同长的线槽;所述5道第一刻槽上的第1、3、5道上均设置有4个压电陶瓷传感器,且各4个压电陶瓷传感器的长边沿卡箍周向布置并位于4道第二刻槽上,作为产生扭转模态的传感装置;5道第一刻槽上的第2、4道上均设置有4个压电陶瓷传感器,且各4个压电陶瓷传感器的长边沿卡箍轴向布置并位于4道第二刻槽上,作为产生纵向模态的传感装置;所述压电陶瓷传感器的上表面焊接一根信号传输线,传输线沿着线槽进行走线,所述传输线为高屏蔽同轴电缆,所述传感装置表面布设有一绝缘层;所述绝缘层表面布设有一电磁屏蔽层,且电磁屏蔽层与绝缘层通过环氧树脂进行连接;其中设置5道第一刻槽的3道上的压电陶瓷传感器作为主动监测、剩下的2道上的压电陶瓷传感器作为被 ...
【技术特征摘要】
1.一种主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述传感装置包括一与所述桥梁拉吊索直径相匹配的卡箍;所述卡箍的轴向上开设有至少5道第一刻槽,且各第一刻槽均匀分布;所述卡箍包括上、下两箍体;所述上箍体和下箍体分别在周向上开设有至少2道第二刻槽;上箍体和下箍体总的4道第二刻槽均匀分布,且上箍体和下箍体扣紧后两对角线的第二刻槽成90度夹角;所述上箍体和下箍体一侧面分别开设有一与卡箍同长的线槽;所述5道第一刻槽上的第1、3、5道上均设置有4个压电陶瓷传感器,且各4个压电陶瓷传感器的长边沿卡箍周向布置并位于4道第二刻槽上,作为产生扭转模态的传感装置;5道第一刻槽上的第2、4道上均设置有4个压电陶瓷传感器,且各4个压电陶瓷传感器的长边沿卡箍轴向布置并位于4道第二刻槽上,作为产生纵向模态的传感装置;所述压电陶瓷传感器的上表面焊接一根信号传输线,传输线沿着线槽进行走线,所述传输线为高屏蔽同轴电缆,所述传感装置表面布设有一绝缘层;所述绝缘层表面布设有一电磁屏蔽层,且电磁屏蔽层与绝缘层通过环氧树脂进行连接;其中设置5道第一刻槽的3道上的压电陶瓷传感器作为主动监测、剩下的2道上的压电陶瓷传感器作为被动监测;或者5道第一刻槽的2道上的压电陶瓷传感器作为主动监测、剩下的3道上的压电陶瓷传感器作为被动监测。2.根据权利要求1所述的主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述卡箍为圆柱形卡箍。3.根据权利要求1所述的主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述5道第一刻槽的相邻两第一刻槽之间距离为15~25mm ;所述各第二刻槽深度为3~4mm,长度为20~30mm ;所述线槽的宽度为5~1mm ;所述绝缘层厚度为0.1~0.3mm ;电磁屏蔽层的厚度为0.5~2mm。4.根据权利要求1所述的主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述绝缘层为热固性亚胺薄粘带;所述电磁屏蔽层为超高导电硅橡胶。5.根据权利要求1所述的主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置,其特征在于:所述压电陶瓷传感器采用粘结剂固定在第一刻槽或第二刻槽上。6.一种主被动波导监测桥梁拉吊索损伤的传感装置监测方法,其特征在于: 所述监测方法需提供所述传感装置、主被动波导传感器触发单元、被动波导反馈单元以及一 PC机;所述传感装置包括一与所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨伟,张文耀,张伟,夏坚,陈松,叶健,
申请(专利权)人:福建省建筑科学研究院,
类型:发明
国别省市:福建;35
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