基于超声导波的钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹检测方法

纵肋对接焊缝疲劳开裂作为钢桥面板结构的重要失效模式之一,严重危害桥梁结构耐久和安全运营。通过引入超声导波技术,结合对接焊缝的几何特点与疲劳失效特征,建立了基于超声导波的钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹检测方法。首先搭建了超声导波裂纹检测试验系统,并结合钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳试验,对超声导波检测纵肋对接焊缝裂纹的适用性和准确性进行了验证。在此基础上,通过数值分析方法探究了超声导波在纵肋对接焊缝局部区域的传播机制,并进一步分析了不同焊缝与裂纹参数对超声导波传播的影响规律。研究结果表明:采用超声导波方法能够有效检测钢桥面板纵肋对接焊缝的疲劳裂纹,并确定疲劳开裂的位置;超声导波有限元理论分析与试验测试结果符合较好,验证了有限元模型的正确性;采用单面激励的方式在纵肋中形成的超声导波包括A₀和S₀模态,其中A₀模态占主要部分,超声导波传递至焊缝形成的反射波以A₀模态为主,而较深裂纹形成的反射波以S₀模态为主;不同焊缝和裂纹参数对超声导波的反射波和透射波表现为差异性的影响。所采用的基于超声导波的对接焊缝疲劳裂纹检测方法,可为钢结构桥梁疲劳损伤的检测与监测提供科学依据。     

基于压电陶瓷的法兰连接中高强螺栓松动损伤监测试验研究

针对法兰连接构件中高强螺栓的松动问题,该文提出基于压电陶瓷的法兰连接中高强螺栓松动损伤监测方法,采用压电波动法对法兰连接中高强螺栓松动损伤进行监测试验研究,两个钢法兰通过4颗高强螺栓连接,在钢管表面预定位置粘贴压电陶瓷片,其中1个作为驱动器发射应力波信号,另外3个作为传感器接收应力波信号。试验包括健康状态、松动1颗、2颗、3颗、4颗高强螺栓共5个工况,法兰连接试件采用横向和竖向两种放置方式。试验中判断螺栓的松动损伤程度分析方法包括时域分析、频域分析以及小波包能量分析。结果表明:随着法兰连接试件之间的紧密性减小,时域、频域信号幅值均逐渐降低,小波包能量也会逐渐减少。     

1种机场场面移动目标特征提取方法

目标特征提取作为其类型识别的关键问题,对保证机场场面运行安全有着重要的研究意义。基于地磁传感器(anisotropic magneto resistance,AMR)采集的机场移动目标磁信号,提出了1种综合考虑磁信号的时域及频域特征的目标检测方法,内容包括目标检测,磁信号的时域及频域特征提取。该方法首先通过在跑道中线布置双传感器方式感知信号并计算目标长度,基于目标长度规整时域信号获得其峰值特征;其次利用小波变换3层分解已规整的时域信号,并归一化各阶及近似信号能量值作为提取信号的频域特征,最终与信号时域特征共同构成信号的全部特征。在实验验证中,利用目标特征区分度测度方法使得不同目标之间的相似度均低于0.79,相比于单一时域或频域特征提取方法,时频特征提取方法消除了不同目标间极端相似的现象。     

基于阻尼特性的RC桥梁损伤识别方法

针对工程中常见的钢筋混凝土简支梁结构进行研究,利用静力加载试验模拟简支梁的损伤累积过程,试验中采用沙袋对简支粱施加一突变荷载,对简支梁的自由振动信号进行分析,分析不同阻尼取值时模型的计算结果,分别采用粘性阻尼和库仑阻尼2种模型,利用自由振动信号分析2种阻尼在不同损伤等级下的变化规律,对已有的研究结果进行论证,从而进一步提出一种基于阻尼特征的损伤识别指标,并验证了该指标的优越性,将其应用到实际桥梁的检测中.结果表明:阻尼在钢筋混凝土桥梁中具有弱的非线性,提出的耗能指标较阻尼参数鲁棒性强,可在实际桥梁检测中的应用.     

正交异性钢桥面板的疲劳裂纹处治

为给正交异性钢桥面板的疲劳裂纹处治提供参考,对桥面板与闭口肋、竖向加劲肋焊缝连接部位及纵肋与横肋的焊缝相交部位的疲劳损伤进行了研究。研究结果显示:重交通量及大型重车荷载是钢桥面板疲劳损伤的主要原因。桥面板与闭口肋相交的焊缝部位的疲劳损伤主要有焊缝走向裂纹和钢桥面板纵向裂纹。钢桥面板纵向裂纹可通过红外线和超声波等手段进行检测。针对钢桥面板疲劳损伤类型可采取多种处治措施,其中焊缝走向裂纹可采用确保熔深、换肋、桥面板SFRC铺装补强、焊接修补等措施进行修补,钢桥面板纵向裂纹可采用加大桥面板厚度、设止裂孔、焊接修补等措施进行修补。     

铁路桥梁正交异性钢桥面的疲劳特征

研究采用开口加劲肋的铁路钢桥正交异性钢桥面的疲劳特征.通过几个试件的疲劳测试,发现横梁腹板的孔洞形状、剪力以及焊缝熔透深度都是影响疲劳特性的重要因素.正交异性钢桥面的疲劳损伤最容易发生在横梁腹板的孔洞附近,也可能由质量不高的焊缝内的裂纹引起.     

波形钢腹板桥梁应用调查分析

波形钢腹板混凝土桥在国外,尤其是在日本得到广泛的应用,并已取得了相当大的成就。近年来,波形钢腹板桥这种新型结构在中国已经受到越来越多的关注;为促进中国波形钢腹板桥的技术进步,该文收集了大量的资料,对其发展概况、主要结构形式、主要结构参数、波形钢腹板参数和施工方法进行分析与总结。     

装配式铰接板桥的铰缝损伤评价

针对装配式铰接板桥铰缝损伤程度评定方法不足的问题,为客观评定铰缝的损伤程度,并为铰缝的加固改造提供依据,基于装配式铰接板桥的试验数据及理论分析,通过引入铰缝损伤度λ与铰缝协同工作系数δ概念,建立铰缝损伤度λ与铰缝协同工作系数δ的关系模型及铰缝损伤度λ与铰缝实际抗力Z的关系模型,对装配式铰接板桥铰缝损伤评价方法、评价指标及承载能力加固的判定标准进行研究,并将研究结果应用于某5孔20m装配式预应力混凝土简支空心板桥的铰缝损伤评价中。结果表明:该损伤评定方法是可行的;计算的铰缝协同工作系数δ与实桥实测值接近,最大误差为2.3%。建议根据铰缝损伤的3个阶段进行相应的维修或加固。     

汽车发动机气门间隙异常的故障诊断

通过对DA 462型发动机特征信号的分析,提出了利用气缸盖表面振动波形信号诊断发动机气门间隙异常故障的方法。通过大量试验,从气缸盖表面的振动信号得到气门间隙异常状态信息,在此基础上,提出了一种简单有效的时域分析诊断方法。     

波形钢腹板冷成型缺陷控制

分析了波形钢腹板采用中厚钢板在传统冷成型过程中产生的缺陷及质量通病,结合山东鄄城黄河公路特大桥波形钢腹板的制造经验与体会,在本工程波形钢腹板制作中,成功地采用无牵制模压成型法,既有效地控制了质量通病,又明显地提升了各项产品指标.在参考日本等国波形钢腹板制造标准基础上,提出了更高标准的产品控制标准,以促进波形钢腹板桥在中国的应用与发展.     

考虑结构损伤的中小跨桥梁有限元模型修正方法的研究

针对既有结构损伤的中小跨桥梁有限元模型模拟分析，首先分析了传统的动力响应和静力响应的损伤识别方法，指出了其存在的部分缺陷；其次通过梁格法建模分析了空心板桥梁的既有铰缝损伤，提出了中小跨空心板桥铰缝损伤的优化指标；最后，提出了挠度影响线残差法，通过铰缝处影响线斜率的变化来实现损伤定位。这种方法不仅能够有效地识别空心板桥梁的损伤位置，还能定位铰缝损伤的条数。     

公路工程大型钢结构焊接质量控制

大型焊接钢结构以其跨越能力强,相对施工简便、上部和下部结构可同时施工等优点在公路工程特别是大跨径桥梁工程中得到广泛应用,但在以往钢结构制造过程中,常常发生焊缝外观质量差,焊接变形控制不理想的问题,文章总结了钢结构实际制造过程中的经验,系统提出了焊缝外观质量,焊接变形质量控制方法。     

基于宽板拉伸试验的Q690qE高性能桥梁钢断裂韧性研究

为研究应用于桥梁钢结构的Q690qE钢防脆断性能,以主跨408 m的汉江湾桥为背景,设计、制作Q690qE钢32 mm板厚母材、32 mm板厚焊缝、50 mm板厚母材、50 mm板厚焊缝4组试件,进行不同温度下的宽板拉伸试验,分析其断裂韧性.将宽板拉伸试验值作为断裂抗力,采用有限元法计算汉江湾桥典型受拉杆件在较不利工作...     

基于模型试验的矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别

为提高矿山法地铁隧道支护结构病害检测与识别的准确性,采用基于时域有限差分的数值模拟方法,建立常见形状空洞、充水空洞、不同填充介质脱空以及钢格栅拱架、H型钢架下空洞模型,模拟探地雷达波在不同病害中的传播规律,并通过青岛地铁3号线探测实例验证。结果表明:空洞病害雷达反射波通常呈双曲线形状,反射信号强,但上三角形空洞图像与其他空洞图像有较大差异,表现为倾斜平行的同相轴特征;当空洞或脱空内部含水时,空洞或脱空下部出现明显反射波;钢结构雷达波反射强烈,会对钢结构下方病害探测产生干扰,在实际探测中,应将初期支护与二次衬砌分开探测。     

金属磁记忆无损检测的研究现状和关键问题

金属磁记忆检测技术自提出以来，便受到了广泛的重视，作为一种新兴的无损检测方法，能够对铁磁材料的应力集中、早期损伤及损伤程度等进行评估。但是，目前的研究多集中于磁记忆检测的板件试验，对磁记忆的物理模型和应力定量化评估方面的研究不够深入。基于此，总结了国内外关于磁记忆效应机理、磁信号影响因素、磁记忆损伤评价参数及基础试验研究方面的研究现状和进展，对金属磁记忆检测技术亟待解决的关键性问题进行了讨论，并指出金属磁记忆检测技术未来的发展趋势。结果表明：由于磁记忆信号的影响因素非常复杂，缺乏系统的试验和理论依据，目前只是停留在初步理论摸索和简单应用上，影响了该技术的量化发展和工程应用；要利用磁记忆检测技术进行应力定量化评估，必须要明确影响磁记忆信号的多种因素及其影响程度；现有的损伤评价参数都只是提取了磁信号的某些特征，并未进行全面的磁信号特征分析，具有一定的局限性；磁记忆技术的试验研究多集中于不同材料性质的静载拉伸试验和疲劳试验，受载形式单一，对构件性质的研究很少，而钢结构中梁、板等主要构件均承受弯剪应力作用。可见，要将磁记忆检测技术应用于钢结构，必须对弯剪应力作用下的构件磁记忆信号变化规律进行研究。     

钢结构桥梁完整性设计理念与具体设计方法

由于钢结构的抗压性能较为突出,在桥梁建设时经常会选取钢结构进行设计施工。文章阐述了钢结构的完整性设计理念,针对桥梁钢结构损伤表现形式进行相应的研究,提出了桥梁钢结构完整性设计方法,从而确保桥梁结构的完整性并最大限度地提升桥梁的质量。     

钻孔灌注桩缺陷声波动态响应特征分析与研究

声波透射法是一种有效的桩基质量检测方法，但检测时存在盲区，易出现漏检现象，且对声波信号进行解释时，存在主观性、随意性较大等问题。基于声波透射法原理，采取有效方法减小检测盲区，对含有不同浅部缺陷的模型桩进行检测，获得声波时域信号。同时，利用快速傅立叶变换（FFT）对测试结果进行频谱分析，获得声波信号频域特征。     

既有预应力混凝土空心板桥承载力的检测与评定

针对目前既有预应力混凝土空心板桥承载能力评定方法的不足,结合工程实例阐述了对既有预应力混凝土空心板桥进行承载力评定的方法,提出了承载力评定的检测指标,介绍了检测内容、检测方法和检测结果。根据结构表观质量检查结果、材质状况检测结果和活载调查结果,引入承载能力恶化系数、截面折减系数和活载影响修正系数,分析了考虑截面损伤的抗力-荷载效应对比。结果表明,在考虑横向分布的情况下,所检测的试验板在荷载作用下,能够有效地保证结构的安全性和可靠性,并有一定的安全储备,较好地验证了规范方法的合理性和有效性,可为既有钢筋混凝土空心板桥的病害调查分析、承载能力技术状况评定和加固设计提供参考价值。     

基于声振法的钢管混凝土脱空检测技术试验研究

基于声振原理,研究了瞬态冲击作用下钢管混凝土脱空检测技术。提出了根据声振信号时域与频域图形中能量衰减快慢,振幅、峰值变化等特征对钢管混凝土脱空状况进行判别的方法。通过模型试验分析,证明了该方法的可行性与有效性。展望了今后进一步的研究方向,即可结合其他方法对钢管混凝土脱空程度作出精确定量分析。     

正交异性钢桥面板构造细节疲劳性能及损伤演化研究

针对正交异性钢桥面板,设计了相应的典型焊接构造细节,并进行了疲劳试验研究.疲劳试验结果表明,(1)横肋受力比较复杂,在箱梁端部横隔板与纵肋焊接位置下端首先出现细微的疲劳裂纹;(2)纵肋与顶板焊缝连接处外侧顶板与纵肋的损伤发展较大,疲劳破坏的位置为面板与纵肋交汇处焊缝构造,且均发生在面板母材上,而内侧顶板则无明显的损伤.同时,基于残余应变模型,研究了正交异性钢桥面板损伤发展历程,并利用连续分段函数模型描述整个寿命过程中的损伤累积规律,与已有试验资料对比表明了该函数模型的正确性.