斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115406385A(43)申请公布日2022.11.29(21)申请号202211214222.4(22)申请日2022.09.30(71)申请人武汉路通市政工程质量检测中心有限公司地址430010湖北省武汉市江岸区胜利街305号（四唯小路）(72)发明人龚绍斌徐光大王慧(74)专利代理机构武汉楚天专利事务所42113专利代理师孔敏(51)Int.Cl.G01B17/00(2006.01)G01N29/14(2006.01)G01N29/44(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法(57)摘要一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法，包括：步骤一、AE传感器设置；步骤二、设定主机的声发射监测参数；步骤三、确定钢筋断裂AE弹性波在结构体中传播速度；步骤四、根据AE传感器接收弹性波时域信号的幅值及到达时间确定钢筋断裂所在侧面，进而根据钢筋断裂所在侧面所在方向选择顺桥方向侧壁波速或横桥向侧壁波速，根据选择的顺桥方向侧壁波速或横桥向侧壁波速以及弹性波时域信号到达时间确定各测点与断裂点间的距离差；步骤五、根据各测点与断裂点间的距离差计算出断裂点的相对空间坐标。本发明解决了斜拉桥索塔锚固区的环向预应力锚固结构的预应力钢筋断裂的监测问题，可对桥梁正常运营和影响道路交通的安全情况做出分析和判断。CN115406385ACN115406385A权利要求书1/2页1.一种斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、AE传感器设置：将选定的AE传感器设置在斜拉桥索塔锚固区矩形空心截面内侧的混凝土表面上，在索塔锚固区高度1/4位置、1/2位置和3/4位置各设置2个、4个和2个传感器以使4个侧面平面上都分布有4个AE传感器，所有AE传感器通过主机与电脑连接，所述主机用于对AE传感器接收的声发射信号进行采集；步骤二、设定主机的声发射监测参数：通过电脑设置主机采集信号频段范围为20kHz‑1MHz，采样率为10MSPS，以及门槛阈值为30dB‑35dB；步骤三、确定钢筋断裂AE弹性波在结构体中传播速度：选择索塔顺桥方向侧壁和横桥方向侧壁分别进行弹性波传播速度拟合，在监测系统开始时和没有现场钢筋断裂监测数据时，使用冲击锤冲击混凝土表面模拟钢筋断裂产生的弹性波，利用顺桥方向侧面和横桥方向侧面布置的4个AE传感器接收到达的时间差，以及已知冲击点与AE传感器间的距离及距离差，得到弹性波传播的距离‑时间拟合方程，拟合直线的斜率即得到顺桥方向侧壁和横桥方向侧壁的弹性波波速值；步骤四、根据AE传感器接收弹性波时域信号的幅值及到达时间确定筋断裂所在侧面，进而根据筋断裂所在侧面所在方向选择顺桥方向侧壁波速或横桥向侧壁波速，根据选择的顺桥方向侧壁波速或横桥向侧壁波速以及弹性波时域信号到达时间确定各测点与断裂点P间的距离差；步骤五、根据各测点与断裂点P间的距离差计算出断裂点P的相对空间坐标P(x，y，z)。2.如权利要求1所述的斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法，其特征在于：步骤一中AE传感器设置具体为：在1/2截面位置布置4个传感器，分别布置在内侧4个角点处，1/4截面位置和3/4截面位置分别布置在对角线角点上，且1/4位置和3/4位置的AE传感器呈对角线交叉布置。3.如权利要求1所述的斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法，其特征在于：步骤三中，索塔顺桥向侧壁的弹性波传播的距离‑时间拟合方程为：dij＝Vp1·Δtij+b1，其中，dij为冲击点至编号为i和j的传感器间的弹性波传播距离差，Vp1为顺桥向侧壁的弹性波P波波速，简称顺桥向侧壁波速，Δtij为冲击点至传感器编号为i和j间的弹性波传播时间差，b1为拟合直线方程截距；索塔横桥向侧壁的弹性波传播的距离‑时间拟合方程为：dpq＝Vp2·Δtpq+b2，其中，dpq为冲击点至传感器编号为p和q间的弹性波传播距离差，Vp2为索塔横桥向侧壁的弹性波P波波速，简称横桥向侧壁波速，Δtpq为传感器编号为p和q的弹性波传播时间差，b2为拟合直线方程截距。4.如权利要求3所述的斜拉桥索塔锚固区预应力钢筋断裂监测方法，其特征在于：步骤四具体包括：首先，根据中间截面4个传感器接收弹性波时域信号的幅值及到达时间进行排序，信号幅值最大前2且到达时间最短前2的2个传感器的连线所在的侧面，确定为钢筋断裂所在侧面；否则，选择顺桥向侧面为钢筋断裂所在侧面；其次，坐标系统为：X轴为顺桥方向，Z轴为横桥方向，Y轴为竖向，原点设为传感器设置中间截面的传感器D1处，假定按接收时间最短的D1测点为基准，测量同一侧面上的其他3个传感器D2、D5和D7与传感器D1的时间差，选择步骤三求得的对应侧面的波速