【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁检测，尤其是指一种桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法及检测系统。
技术介绍
1、拉索是大跨度桥梁的关键承载部件，一般是由高强镀锌钢丝制成七芯钢绞线束，再由钢绞线束组成拉索，在内贯穿桥面混凝土框梁预应力孔道由张拉注浆提供承载，在外作为主缆裸露在外将桥面荷载和恒载传递到主塔上来提供承载。
2、在桥梁服役期间，受外界环境(例如车辆载荷、风载荷、温度变化等)的影响，在外的主缆和在内的预应力索长期承受大小和加速度不断变化的交变载荷，易产生疲劳效应导致拉索失效。此外，主缆系统一般都暴露于自然环境中，特别是大气污染严重地区、水污染严重地区、海滨及海洋环境，当其防腐体系在施工阶段或交变载荷导致的疲劳服役阶段遭到破坏时，索内钢丝极易遭受环境腐蚀，从而导致主缆系统发生腐蚀破坏。特别是在主缆的锚固区，由于拉索为竖直或倾斜布置，雨水顺着索体渗透进锚固区内形成长期积水，腐蚀程度比自由拉索部分更严重，而且因在隐蔽部位不能通过目视检测来发现。
3、另外埋藏在内的预应力拉索虽然不存在裸露风险，但其锚固区也存在渗透进水和长期积水的现实情况，在预应力作用下存在加速腐蚀损坏的可能。上述拉索的两种承载工况下，在疲劳损伤与腐蚀损伤的联合作用下，拉索将极易形成断丝损伤，如果不能及时发现，带伤拉索更换不及时，会造成桥梁的整体失稳，对人身安全与社会经济造成不可估量的损失。
4、目前国内外针对拉索裸露在外的主缆部分检测手段较少，特别是无损检测手段，均处在探索阶段。现有针对拉索损伤的无损检测方法主要包括：目视检测法、漏磁技术、声
5、对于超声导波技术，中国专利cn101393173a提出基于磁致伸缩的无损检测方式，其通过对磁性材料施加瞬间的激励磁场，进而在构件内激发导波，再通过逆磁致伸缩效应获得反射波信号，根据反射波信号分析被测构件的损伤状况，但该方案的激发信号比较弱，对索体中心钢丝检测比较困难，而基于压电式激发的超声导波技术对缆索的应力、腐蚀、缺陷、断丝的检测具有一定的优势，特别是在锚固区，然而，由于雨水等因素的长期影响，缆索锚固区远比其他部位更为容易腐蚀损伤而导致断丝。中国专利cn107843651a采用一发一收的方式来激发和接受超声信号实现缺陷检测，通过处理接收到的超声导波信号分析出钢丝损伤位置和损伤深度大小，但该方法需要两个检测面，适用难度大。
6、现有技术由本专利技术专利技术人参与申请的中国专利（申请号：201510043954）一种桥梁缆索锚固区钢丝损伤的超声检测系统及方法，其采用自发自收的超声导波激发和接受方式，经人工预埋缺陷验证，可以用来发现拉索锚固区钢丝的断丝损伤。但此方法采用的是面接触超声探头，因此锚固区的钢丝端面必须打磨至光滑平整才能通过液体耦合剂来保证可能存在的损伤反射回波的采集。虽然此申请方法可以在实验室里经过细致的工作来验证可能存在的钢丝损伤，但现场锚固区空间狭窄不利于打磨操作，手动液体耦合采集超声信号也不能保证不漏检，急需发展操作简单高效的无损检测手段。另外，专利技术人已授权的中国专利cn113567559b-一种拉索钢丝腐蚀的超声检测装置及其方法，其也采用自发自收的超声导波激发和接受方式，采用干耦合探头来取代上述的面接触探头，其无须耦合液体，只需利用设计好的限位封装结构使探头与被测钢丝侧部相抵触，即可方便可靠地发射和接受超声导波，并通过进一步的信号处理来分析被测钢丝腐蚀情况。但此授权专利需特殊设计的卡位装置来沿钢丝轴向保证接触，需要拉索钢丝裸露侧边，只能对拉索外围的钢丝进行卡位干接触检测，无法对拉索内部钢丝进行检测。同时现场存在锚固区拉索钢丝只露端部，没有侧部供卡位接触，虽然所授权的方法能在主缆自由端外围实施检测，但其很难在拉索锚固区实施检测。
7、基于此，本领域仍需进一步研究，以获得一种全新的针对拉索锚固区损伤实施的快速检测方法。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法及检测系统，该方法检测过程中无须液体状耦合剂，将拉索端部裸露钢丝分为多个区域，通过对检测信号的统计分析，即可发现拉索锚固区钢丝束中可能存在的损伤钢丝，以定期做出拉索断丝预警，该方法操作方便、一致性好，可有效地提高拉索锚固区损伤检测的精度。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，包括以下步骤：
3、s1、对待检测的拉索锚头裸露锚固区的钢丝进行分区编号；
4、s2、预测拉索锚固区可能存在损伤的深度范围，调整确定超声波收发检测设备有效反射回波信号的深度范围，标定起始端和结束端，并保存超声波收发检测设备的空载波形；
5、s3、依次对不同分区的钢丝进行反射回波信号采集，经hilbert变换后显示所采集的各个分区的反射回波信号包络幅度随深度变化波形，并判断起始端至结束端之间的是否存在超过预设幅度的反射波，若存在超过预设幅度的反射波，则判定存在断丝损伤风险，并给出损伤可能出现的位置和异常反射波的幅度；
6、s4、将检测得到的各个分区的反射回波信号包络幅度随深度变化波形与空载波形进行比较，得到检测范围内各个分区的回波能量和回波最大幅度，计算每个分区的平均回波能量和相应的标准偏差值，以及每个分区的平均回波最大幅值和相应的标准偏差值，并对每个区域的平均回波能量和相应的标准偏差值、以及平均回波最大幅值和相应的标准偏差值进行比较，能够确定异常的区域。
7、在本专利技术的一个实施例中，在步骤s1中，将拉索锚头裸露锚固区的钢丝依照内外层分布位置，分为内圈、中圈和外圈三个区域，并在每个区域中选取一定数量的钢丝头依次进行标记。
8、在本专利技术的一个实施例中，在步骤s2中，通过现场观察测量并依据工程设计图纸预测拉索锚固区可能存在损伤的深度范围。
9、在本专利技术的一个实施例中，在步骤s2中，选择与预测损伤深度相应的直径一致、材质相近的无损伤自由钢丝来调整超声波收发检测设备显示的垂直增益和水平扫查范围，直至在超声波收发检测设备的显示端能够清晰显示端部反射回波信号，且信号幅度不少于满屏的80%，保存此反射回波波形，此波形即为超声波收发检测设备有效反射回波信号的深度范围，标定起始端和结束端；此时设置超声波收发检测设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤S1中，将拉索锚头裸露锚固区的钢丝依照内外层分布位置，分为内圈、中圈和外圈三个区域，并在每个区域中选取一定数量的钢丝头依次进行标记。
3.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤S2中，通过现场观察测量并依据工程设计图纸预测拉索锚固区可能存在损伤的深度范围。
4.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤S2中，选择与预测损伤深度相应的直径一致、材质相近的无损伤自由钢丝来调整超声波收发检测设备显示的垂直增益和水平扫查范围，直至在超声波收发检测设备的显示端能够清晰显示端部反射回波信号，且信号幅度不少于满屏的80%，保存此反射回波波形，此波形即为超声波收发检测设备有效反射回波信号的深度范围，标定起始端和结束端；此时设置超声波收发检测设备不接触自由钢丝，反射回波消失，超声波收发检测设备仍显示信号发射端的检测盲区波形，此波形即为超声波收发检测设备的
5.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤S3中，判断起始端至结束端之间存在超过满屏幅度40%的反射波，则判定存在断丝损伤风险。
6.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤S4中，采用柱状图对每个区域的平均回波能量和相应的标准偏差值、以及平均回波最大幅值和相应的标准偏差值进行比较。
7.一种桥梁拉索锚固区损伤的检测系统，能够执行上述权利要求1～6任意一项所述的快速检测方法，其特征在于：包括：点接触超声波探头、超声波收发检测设备及上位机，所述点接触超声波探头、超声波收发检测设备及上位机均为便携式设备。
8.根据权利要求7所述的桥梁拉索锚固区损伤的检测系统，其特征在于：所述点接触超声波探头包括：
9.根据权利要求7所述的桥梁拉索锚固区损伤的检测系统，其特征在于：所述超声波收发检测设备包括超声波自发自收模块和波形采集模块。
10.根据权利要求7所述的桥梁拉索锚固区损伤的检测系统，其特征在于：所述上位机可以实现信号的采集、滤波、时域与频域分析及深度补偿，同时，可以实现信号显示的调整以及采集数据的实时记录和分析。
...【技术特征摘要】
1.一种桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤s1中，将拉索锚头裸露锚固区的钢丝依照内外层分布位置，分为内圈、中圈和外圈三个区域，并在每个区域中选取一定数量的钢丝头依次进行标记。
3.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤s2中，通过现场观察测量并依据工程设计图纸预测拉索锚固区可能存在损伤的深度范围。
4.根据权利要求1所述的桥梁拉索锚固区损伤的快速检测方法，其特征在于：在步骤s2中，选择与预测损伤深度相应的直径一致、材质相近的无损伤自由钢丝来调整超声波收发检测设备显示的垂直增益和水平扫查范围，直至在超声波收发检测设备的显示端能够清晰显示端部反射回波信号，且信号幅度不少于满屏的80%，保存此反射回波波形，此波形即为超声波收发检测设备有效反射回波信号的深度范围，标定起始端和结束端；此时设置超声波收发检测设备不接触自由钢丝，反射回波消失，超声波收发检测设备仍显示信号发射端的检测盲区波形，此波形即为超声波收发检测设备的空载波形。
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾盛，潘永东，杨俊，李胜利，李星，李敏，张鹏，张星，
申请(专利权)人：昆山市建设工程质量检测中心，
类型：发明
国别省市：
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