一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置及方法

2023-07-17 23:06:51 1

一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置及方法，在拉索自由段的表面粘貼壓電驅動器，對壓電驅動器施加交變電壓信號，激勵壓電驅動器使其振動並在拉索內部產生應力波信號；在拉索錨固段的端頭位置表面粘貼壓電傳感器，採集壓電傳感器在應力波作用下的電壓輸出信號；將採集到的信號傳遞並保存到計算機，並進行分析；選擇拉索錨固段無鏽蝕缺陷時壓電傳感器的信號測量結果為參考值；定義損傷指標，對比健康狀況和不同鏽蝕缺陷狀況下壓電傳感器對應的損傷指標的大小，對拉索錨固段的鏽蝕缺陷情況進行評估。本發明能精確快速地監測到鏽蝕缺陷，靈敏度高、響應快、操作簡便、價格低廉。可以實現實時在線測量，設備簡單，實現對隱蔽缺陷的檢測。
【專利說明】一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及橋梁結構中拉索錨固段缺陷監測領域，特別是一種基於應力波測量與分析的壓電材料的拉索錨固段鏽蝕缺陷的監測裝置和方法。
【背景技術】
[0002]拉索的錨固系統作為橋梁的拉索與主梁或橋面之間傳力的關鍵部位，其受力性能對橋梁結構的安全有重要影響。由於雨水等環境因素的長期影響，橋梁結構的拉索錨固段容易產生鏽蝕。我國的多起橋梁橋面坍塌事故的原因就是拉索錨固段鏽蝕導致橋面板坍塌並下落引起。拉索的錨固段的鏽蝕等缺陷和損傷將直接損害橋梁結構安全性和耐久性，錨固段的鏽蝕等缺陷往往難以通過定期點檢的肉眼來觀察及時發現。國內外的多起的橋梁結構的破壞事例證明，人工定期點檢並未及時發現錨固段的鏽蝕破壞，未能避免由於拉索的錨固段的缺陷等引起的橋梁結構的嚴重突發破壞事故，給人民的生命和財產造成極大損失。通過使用新型材料實現對錨固段缺陷的自動監測具有重要意義。
[0003]目前，拉索的錨固段鏽蝕缺陷檢測的由於其隱蔽性對其進行有效的檢測具有一定的難度，現有的檢測方法有超聲檢測法、渦流檢測法和射線檢測法等。超聲檢測法不適用於形狀複雜的工件，對檢 測構件的表面光潔度有較高的要求，並且對檢測人員要求有相應的操作和檢測判斷經驗；渦流檢測法同樣不適用於複雜工件，檢測深度和靈敏度有限，只能檢測導電材料近表面區域的損傷；射線檢測法要求材料表面不能有覆蓋物，且對人體和環境有輻射傷害。這些方法都需要依賴於較為複雜的設備，而且只能進行定期點檢，無法實現實時在線檢測。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置及方法，對拉索錨固段的鏽蝕缺陷進行高靈敏度的實時在線檢測。
[0005]為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置，拉索自由段和錨固段端頭表面分別固定有壓電驅動器和用於測量所述壓電驅動器發送的應力波信號的壓電傳感器；或者拉索自由段和錨固段端頭表面分別固定有壓電傳感器和壓電驅動器；所述壓電驅動器與用於對所述壓電驅動器施加交變電壓信號的信號發生器電連接；所述壓電傳感器通過高頻數據採集系統與計算機電連接；所述計算機通過損傷指標D1或D11評估拉索錨固段鏽蝕缺陷的程度；在簡諧信號激勵情況下，所述損傷指標
仏表達式為
【權利要求】
1.一種拉索錨固段鏽蝕缺陷監測裝置，其特徵在於，拉索(I)自由段(3)和錨固段端頭(5)表面分別固定有壓電驅動器(4)和用於測量所述壓電驅動器(4)發送的應力波信號的壓電傳感器(6);或者拉索(I)自由段(3)和錨固段端頭(5)表面分別固定有壓電傳感器(6)和壓電驅動器(4);所述壓電驅動器(4)與用於對所述壓電驅動器(4)施加交變電壓信號的信號發生器(7)電連接；所述壓電傳感器(6)通過高頻數據採集系統(8)與計算機(9)電連接；所述計算機(9)通過損傷指標評估拉索(I)錨固段鏽蝕缺陷的程度；在簡諧信號激勵情況下，所述損傷指標D1表達式為:
2.一種利用權利要求1所述裝置監測拉索錨固段鏽蝕缺陷的方法，其特徵在於，該方法實現過程如下:定義簡諧信號激勵情況下損傷指標為D1，或定義掃頻信號激勵情況下損傷指標為Dn，其中
【文檔編號】G01N27/61GK103940893SQ201410200348
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】許斌, 蔣凡 申請人:湖南大學