基于PZT波传播法的钢-UHPC桥面板脱空识别研究

为了测试PZT波传播法对钢-UHPC轻型组合桥面板界面脱空识别的有效性,分别进行了数值分析和试验进行脱空识别。利用ANSYS对钢-UHPC薄板不同厚度脱空进行了数值模拟,分析了不同激励电压幅值和频率下信号波幅值衰减程度,结果表明激励电压与波传播幅值呈线性关系,激励频率对波的能量损耗有较大关系,得到试验测试敏感频段范围;浇筑了具有不同厚度脱空的钢-UHPC薄板,并在试件脱空处两侧对称粘贴PZT,使用信号发生器产生激励信号,由接收仪器测量压电信号,通过分析信号能量、幅值并引入损伤指数。分析表明损伤指数随着脱空厚度增大而增大,且可初步确定损伤大小。PZT波传播法为今后测试钢-UHPC界面粘结状况提供了有效方法。     

基于压电阻抗法的钢-STC组合结构脱粘损伤识别研究

与土木工程中其他组合结构类似,钢-超韧性混凝土STC(Super toughness concret)组合结构交界面通过栓钉与混凝土紧密结合,以保证二者协同受力。在实际应用中,若钢-STC界面发生脱粘损伤,将影响结构使用性能。PZT测试技术是一种简单有效的现场无损检测方法,可用于监测钢-STC界面脱粘等微小缺陷。为解决实际工程中难以准确获得钢-STC结构界面脱粘损伤情况的技术难题,在实验室设计并制作了钢-STC组合梁模型,运用压电阻抗法对试验梁负弯矩加载过程进行监测,通过分析阻抗曲线等特征参数,对加载过程中的局部界面脱粘损伤进行识别。结果表明,压电阻抗法能够较好地识别出钢-STC界面脱粘损伤。该研究成果的推广应用,对实时监测运营阶段结构力学性能的动态情况具有很重要意义。     

基于声振法的钢混组合桥面板脱空识别研究

钢混组合结构和钢管混凝土结构的界面脱空对桥梁的安全耐久非常关键。声振法作为一种简单有效的现场无损测试方法,可用于混凝土材质好坏、内部孔洞、剥离及脱空等缺陷检测。运用小波变换方法对钢混组合桥面板声振信号进行分析,将小波时频谱分为3个表征信号内容的区域,即表征混凝土质量的冲击回波高频共振A区、表征脱空区钢板自振特征的B区及表征环境噪声的低频C区,根据各区域的时-频-能量特征可以定性识别钢混界面脱空的程度。在一座钢混组合试验桥桥面板施工时预埋大小不一的泡沫与橡胶片模拟钢混界面的脱空与脱空区有水或是其他介质浸入的情形,声振测试试验验证该法的有效性。