一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法技术

本发明专利技术涉及一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，本方案通过获取压浆料中声发射信号传播特性，明确了T梁桥中由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号在梁体横截方向传播时的衰减规律，分别结合在波纹管、混凝土保护层内声发射信号的传播特性，而提出了声发射传感器在波纹管横截面上布置的最优监测位置，实现了对T梁中预应力钢绞线损伤的有效监测。绞线损伤的有效监测。绞线损伤的有效监测。

【技术实现步骤摘要】
一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法


[0001]本专利技术属于桥梁损伤监测
，具体涉及一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法。

技术介绍

[0002]随着服役年限的增加，中小跨径桥梁的安全问题日益突出，近年来，随着桥梁服役年限的增长、交通运输压力的增大、重载运输的频发和环境侵蚀的长期作用，使得许多桥梁成为病桥、危桥，甚至出现坍塌事故，后张法桥梁在中小跨径桥梁中占比较大，其对健康监测的需求十分迫切，预应力钢绞线是后张法桥梁中的主要承力构件，在预应力钢绞线不发生显著损伤断丝的情况下桥梁的健康状态可保无虞，因此在利用声发射技术对后张法桥梁进行健康监测时，及时、准确地对预应力钢绞线的损伤断丝情况进行重点监测以便及时采取措施确保桥梁的安全，对于保障人民生产、生活的顺利进行具有重要意义；
[0003]声发射技术(Acoustic Emission Technique)是一种无损监测技术，具备对损伤灵敏性高、受结构尺寸影响小、无需主动激励、实时监测和数据远程传输的优点，相比于其他无损检测方法，声发射监测是一种动态的监测方法，接收的信号是材料内部缺陷的活动信息，可以直接反映材料或构件内部缺陷的产生和发展情况，目前声发射传感器在对后张法桥梁预应力钢绞线进行健康监测时的具体布置位置没有一个明确的规范、要求，而声发射传感器布置位置的不同对获取桥梁的真实损伤状况存在较大的偏差，导致在对桥梁损伤监测时无法快速、高效、精准的获取桥梁的损伤状态；
[0004]鉴于以上，本申请提供一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法用于解决上述问题。

技术实现思路

[0005]针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本专利技术提供一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，通过获取压浆料中声发射信号传播特性，明确了T梁桥中由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号在梁体横截方向传播时的衰减规律，并提出了声发射传感器在波纹管横截面上布置的最优监测位置，实现了对T梁中预应力钢绞线损伤的有效监测。
[0006]一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]S1：根据T梁桥图纸确定桥梁成孔所用的波纹管材质、预应力钢绞线在梁中的分布情况和特征截面处预应力钢绞线握裹材料的厚度；
[0008]S2：采用数值模拟方法预选出T梁桥中预应力钢绞线的易损位置，再结合实桥勘察结果确定声发射传感器的布置位置；
[0009]S3：获取由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号穿过握裹材料后的信号衰减
情况；
[0010]S4：通过缩尺T梁研究握裹材料综合作用下预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号传播过程中的衰减情况，确定预应力钢绞线健康状态监测的声发射特征参数，通过对应振幅的衰减判定声发射传感器的最优监测位置。
[0011]上述技术方案有益效果在于：
[0012](1)本专利技术提出T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，通过获取压浆料中声发射信号传播特性，明确了T梁桥中由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号在梁体横截方向传播时的衰减规律；
[0013](2)本专利技术提出T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，通过获取波纹管中声发射信号传播特性，明确了T梁桥中由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号在梁体横截方向传播时的衰减规律，并且提出了声发射传感器在波纹管横截面上布置的最优监测位置，实现了对T梁中预应力钢绞线损伤的有效监测；
[0014](3)本专利技术提出T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，通过获取混凝土保护层中声发射信号传播特性，既实现对T梁桥关键承力构件的有效监测也满足了中小桥健康监测系统低成本的要求，提高了桥梁健康监测传感器布置效率与监测精确度。
附图说明
[0015]图1为本专利技术流程示意图；
[0016]图2a为本专利技术压浆缺陷试件尺寸示意图；
[0017]图2b为本专利技术压浆缺陷试件声发射传感器布置示意图；
[0018]图3a为本专利技术在20％压浆缺陷压浆料中声发射信号的振幅、能量和持续时间的衰减情况表达图；
[0019]图3b为本专利技术在50％压浆缺陷压浆料中声发射信号的振幅、能量和持续时间的衰减情况图；
[0020]图4a为本专利技术波纹管上声发射传感器纵向布置示意图；
[0021]图4b为本专利技术波纹管横截面处声发射传感器布置示意图；
[0022]图5a为本专利技术传感器布置在2.5m镀锌波纹管不同位置的声发射信号的主频振幅衰减情况表达图；
[0023]图5b为本专利技术传感器布置在2.5m塑料(PE)波纹管不同位置的声发射信号的主频振幅衰减情况表达图；
[0024]图6为本专利技术传感器布置在内嵌不同材质波纹管混凝土试件的位置示意图；
[0025]图7a为本专利技术在20mm厚握裹材料处不同材质波纹管影响下的声发射信号振幅、能量和持续时间的衰减情况表达图；
[0026]图7b为本专利技术在40mm厚握裹材料处不同材质波纹管影响下的声发射信号振幅、能量和持续时间的衰减情况表达图；
[0027]图7c为本专利技术在60mm厚握裹材料处不同材质波纹管影响下的声发射信号振幅、能量和持续时间的衰减情况表达图。
具体实施方式
[0028]有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图1至图7对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现，以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
[0029]本专利技术的目的是提供一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，通过分析预应力钢绞线的三种握裹材料(压浆料、波纹管和混凝土保护层)对声发射信号造成的衰减情况，为确定声发射传感器在桥梁预应力钢绞线损伤断丝监测中的布置位置提供了方法，其中压浆料是应用在后张法预应力结构中，保护预应力钢绞线不受腐蚀，提高预应力钢绞线与波纹管之间的粘接力的水泥浆与高性能外加剂的配置物；
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：
[0031]步骤1：根据T梁桥图纸确定桥梁成孔所用的波纹管材质、预应力钢绞线在梁中的分布情况和特征截面处预应力钢绞线握裹材料的厚度，其中，握裹材料具体包括压浆料、波纹管以及混凝土保护层；
[0032]步骤2：采用数值模拟方法预选T梁桥中预应钢绞线易损位置，再结合现场勘察确定声发射传感器布置位置；
[0033]步骤3：获取由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号穿过握裹材料后的信号衰减情况；
[0034]步骤4：通过布置在内嵌不同材质波纹管混凝土试件上的声发射传感器，研究握裹材料综合作用下预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号传播过程中的衰减情况，确定预应力钢绞线健康状态监测的声发射特征参数和声发射传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据T梁桥图纸确定桥梁成孔所用的波纹管材质、预应力钢绞线在梁中的分布情况和特征截面处预应力钢绞线握裹材料的厚度；S2：采用数值模拟方法预选出T梁桥中预应力钢绞线的易损位置，再结合实桥勘察结果确定声发射传感器的布置位置；S3：获取由预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号穿过握裹材料后的信号衰减情况；S4：通过缩尺T梁研究握裹材料综合作用下预应力钢绞线损伤断丝产生的声发射信号传播过程中的衰减情况，确定预应力钢绞线健康状态监测的声发射特征参数，通过对应振幅的衰减判定声发射传感器的最优监测位置。2.根据权利要求1所述的一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，其特征在于，S1中的预应力钢绞线握裹材料包括压浆料、波纹管和混凝土保护层。3.根据权利要求1所述的一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，其特征在于，S1中的桥梁成孔波纹管材质包括金属波纹管和塑料波纹管。4.根据权利要求1所述的一种T梁桥预应力钢绞线损伤断丝混凝土表面声发射传感器布置方法，其特征在于，S4具体包括以下步骤：S4
‑
1：使用声发射信号振幅和持续时间的衰减率，确定压浆缺陷对传感器布置的影响，压浆缺陷对声发射信号衰减影响计算如下：计算衰减引起的单位面积能量损失：D＝D0e
‑
ε
e
‑
εx
其中，D0为声发射源的单位能量，D为声发射波在x位置处的能量，ε为比例系数；计算衰减振幅：P

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜利，王太钢，常思源，李攀杰，王超，张啸宇，毋光明，姜楠，孙猛，武轶彬，李金珂，郭攀，崔灿，徐斌，王希东，崔依，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：