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基于金属磁记忆的钢筋混凝土梁桥内部钢筋锈蚀检测试验
| 论文题名： | 基于金属磁记忆的钢筋混凝土梁桥内部钢筋锈蚀检测试验 |
| 关键词： | 钢筋混凝土桥;钢筋锈蚀;无损检测;金属磁记忆 |
| 摘要： | 钢筋混凝土梁桥是我国目前应用最为广泛的桥型，其安全性、耐久性问题也是桥梁管理者关注的焦点。钢筋混凝土梁桥内部钢筋的锈蚀是影响其安全性和耐久性的重要原因，针对其开发出科学、客观的检测技术对保证桥梁的安全运营具有非常重要的作用。本文基于金属磁记忆的物理基础，通过大量的实验室试验，探究了钢筋锈蚀和磁信号之间的关系，提出了基于金属磁记忆方法检测螺纹钢筋和钢筋混凝土试件锈蚀的方法。本文的主要研究内容和结论包括: 1、在研究基于磁记忆检测钢筋混凝土梁桥内部腐蚀机理的基础上，自主研制了一套金属磁记忆实验室检测钢筋锈蚀扫描装置，可以实现三轴自动扫描，且扫描速度可控，用于获取锈蚀评估指标—磁信号数据，为后续研究提供了设备基础。 2、开展了螺纹钢筋锈蚀的磁记忆检测试验，以Φ20、Φ25螺纹钢筋为研究对象，采用磁记忆检测装置对钢筋进行扫描检测，获取了试件在不同锈蚀状态下的磁信号，探究了试件上方空间磁信号分布规律:钢筋未锈蚀部位上方空间受到钢筋本身产生的退磁场Hdz、背景磁场He的叠加作用，Hn=Hdz+He，而锈蚀部位上方空间加入锈蚀造成的漏磁场Hlz作用，Hy=Hdz+Hlz+He ，方向相反的Hdz和Hlz互相削弱。试验结果表明当始终有|Hdz|＜|Hlz|时，钢筋锈蚀部位的上方空间磁场强度|Hy|的分布趋势和未锈蚀部位|Hn|相反;当在一定范围内|Hdz|＞|Hlz|,则|Hdz+Hlz+He|随着z的增大，不会单调趋近于|He|，磁信号的变化会出现反转现象，根据这一规律得到了检测螺纹钢筋锈蚀区域的判据。 3、开展了钢筋混凝土试件锈蚀的磁记忆检测试验，以Φ20、Φ25单根螺纹钢筋外包混凝土试件为试验对象，采用磁记忆检测装置对钢筋混凝土试件进行扫描检测，获取了试件在不同锈蚀状态下的磁信号，探究了试件上方空间磁信号分布规律:钢筋未锈蚀部位上方Hn=Hdz+He，而锈蚀部位上方空间Hy=Hdz+Hlz+He，不同于螺纹钢筋，钢筋混凝土试件锈蚀部位除了截面的减小还存在膨胀压力。试验结果表明在一定范围内|Hdz|＞|Hlz|，但漏磁场仍会对退磁场有削弱作用，所以在试件上方空间的磁场会出现反转现象，根据这一规律得到了检测钢筋混凝土试件锈蚀区域的判据，提出了“反转高度”指标来量化试件锈蚀程度。 4、完成了基于金属磁记忆的钢筋锈蚀ANSYS有限元仿真分析，提取钢筋在不同锈蚀量下的有限元仿真磁信号，得到的磁信号分布结果与前面试验结果吻合较好。 |
| 作者： | 杨茂 |
| 专业： | 土木工程；桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周建庭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
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