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超声法在钢桥高强螺栓轴力检测中的应用研究
| 论文题名： | 超声法在钢桥高强螺栓轴力检测中的应用研究 |
| 关键词： | 钢桥;高强螺栓;轴力检测;超声法 |
| 摘要： | 高强度螺栓因其具有连接强度高、施工方便的优点，已经在公路钢桥中大量应用。目前，公路钢桥高强度螺栓以终拧扭矩作为判定施工质量的标准。该方法误差大、检查时间要求严格，工程中常出现检查合格而螺栓断裂或者来不及检查的问题，亟需开发一种新的无损检测高强螺栓预拉力的方法。超声测量法能根据螺栓受力前后的声时变化快速测量螺栓轴力值，在公路钢桥螺栓预拉力无损测量方面有独到的优势。 本文以公路钢结构桥梁高强螺栓预拉力为研究对象，采用理论、实验室试验与现场实测相结合的方法，开发了超声法测量公路钢桥螺栓预拉力的方法。 （1）基于声弹性原理与超声无损检测理论，对适用于公路钢桥螺栓轴力检测的超声测量法的理论公式进行推导，根据超声法的类别，分别得到了适用于不同工况的超声纵波法与纵横波联合法的理论公式。 （2）通过理论分析的方法，分析影响公路钢桥螺栓轴力测量的因素，如螺栓材料、表面状况、形式尺寸、探头与螺栓结合方式、测量温度；采用试验研究的方法，在螺栓的声弹性标定阶段，分析探讨了标定系数与夹持长度间的关系。基于大量实验室实测数据，得出了M22、M24系列螺栓标定系数与夹持长度间的关系式。 （3）基于蒙特卡洛法对螺栓声弹性标定系数进行模拟，全面考虑螺栓标定系数离散的原因，获得了10.9S级M22、M24系列高强度螺栓的标定系数模拟值与分布范围。 （4）采用超声纵波法，对杭甬高速公路（杭绍段）、台州路泽太快速路和钱塘江新建大桥等重点工程的钢桥螺栓进行了预拉力的测量。通过对公路钢桥常用的10.9S级M22、M24、M30高强度螺栓的现场轴力检测，详细介绍了螺栓轴力超声检测的总体流程，得到了公路钢桥高强螺栓的轴力分布规律，提出了高强螺栓预拉力判定准则（28定律），解决了螺栓轴力检测结果无法判断的问题。 （5）在实验室内，通过超声纵横波联合法的测量精度试验、超声纵波法与纵横波法的测量精度对比试验，验证了超声纵横波方法的可行性和测量精度，并给出了超声纵横波法与超声纵波法的相对误差。 |
| 作者： | 娄燕祯 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 赵伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 内蒙古科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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