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桥梁预应力筋腐蚀损伤的漏磁信号特征及量化评定研究
| 论文题名： | 桥梁预应力筋腐蚀损伤的漏磁信号特征及量化评定研究 |
| 关键词： | 混凝土桥梁;预应力筋;腐蚀损伤;漏磁检测;信号特征;量化评定 |
| 摘要： | 预应力混凝土桥梁因其出色的抗裂性和较大的跨越能力而被广泛应用于桥梁结构中。然而，预应力桥梁结构在外部的使用环境、人为施工质量以及持续的外部荷载等多种因素的影响下，逐渐出现预应力筋腐蚀现象，从而导致结构的耐久性和承载力下降。目前，混凝土桥梁预应力筋腐蚀损伤检测技术缺乏与实际服役状态的结合以及腐蚀损伤的量化分析，为有效对预应力筋腐蚀损伤进行无损检测和量化评定，本文利用漏磁无损检测技术，通过理论分析、试验研究和仿真分析相结合的方法，开展预应力筋腐蚀损伤漏磁无损检测研究，主要研究内容及成果如下： （1）首先分析了预应力筋腐蚀损伤漏磁检测原理和磁化回路，确定了磁化检测方案。通过等效带偶极子模型对预应力筋腐蚀损伤进行解析计算，分析了腐蚀深度、宽度和提离距离对漏磁场空间分布的影响。发现磁感应强度与腐蚀损伤深度呈正相关；随着宽度增加，漏磁信号波峰由单峰呈现出双峰趋势；随着提离值的增大，磁感应强度呈现下降趋势。针对腐蚀损伤信号含有大量噪声，研究了基于小波变换的信号处理方法，实现了损伤信号的高信噪比获取。 （2）利用 ANSYS Maxwell 有限元仿真，分析了磁铁几何结构和布局对产生的磁通密度的影响，确定了最佳磁化尺寸。通过三维瞬态场仿真分析了腐蚀程度、腐蚀宽度、纵筋效应、箍筋效应和传感器布置等因素对漏磁信号分布规律的影响，为腐蚀损伤的定性和量化分析提供了参考依据。 （3）设计了预应力筋腐蚀漏磁无损检测试验系统，包括励磁装置、运动装置、传感器探头、调理电路等，并基于LabVIEW平台开发的系统软件，实现了漏磁数据的实时采集、控制、去噪、分析和存储等多种功能。 （4）开展了预应力筋腐蚀损伤漏磁检测试验，通过试验分析得到了不同埋藏深度、腐蚀程度、腐蚀宽度、纵向钢筋、横向箍筋、预应力钢绞线数量等因素对漏磁信号特征的影响规律。在此基础上对漏磁损伤信号进行特征提取，构件了腐蚀损伤特征样本，建立了基于BP神经网络的预应力筋腐蚀损伤量化网络模型，实现了对预应力筋腐蚀损伤的量化评定。 |
| 作者： | 高敏 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 王鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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