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基于频率测试及压电阻抗技术的预应力测试研究
| 论文题名： | 基于频率测试及压电阻抗技术的预应力测试研究 |
| 关键词： | 混凝土连续箱梁桥;预应力筋张力;变截面刚度系数;压电阻抗技术;频率测试 |
| 摘要： | 在我国的桥梁建设当中大量采用了预应力混凝土连续箱梁桥，该桥型在经济合理性以及施工工艺方面均具有很大的优越性，但主梁的竖向预应力不足导致的梁体腹板开裂问题严重影响着桥梁的运营使用，严重制约了该桥型的发展。为了监督施工时的竖向预应力筋质量，防止竖向预应力损失过大而引起腹板开裂，需要提出一套方便快捷、准确可靠实用的检测方法，进一步制定出相应配套的现场检测及质量评定标准。本文主要进行了以下几项研究工作： （1）竖向预应力筋外露段的刚度会随张力发生变化，基于此提出了两种外露段的力学模型，即变截面刚度系数模型和变转角刚度模型，进一步阐述了基于频率测试方法的预应力筋张力测试原理，详细推导了欧拉梁理论及铁木辛柯梁理论，利用这两种梁理论分别建立运动方程，并通过代入两种模型的边界条件来求得螺纹钢外露段的振动方程； （2）介绍了压电智能材料的材料特性及其参数，依据其独特的压电效应建立了压电运动方程，进一步采用一维阻抗模型推导了压电陶瓷片-结构耦合系统的阻抗值公式，基于所得压电系统的阻抗值公式阐述了基于压电阻抗技术的预应力筋张力测试原理； （3）基于频率测试方法的预应力筋张力测试原理及其振动方程，设计并进行了预应力混凝土实验，实验采集了长度不一的外露段端部在不同张力下的自振频率，并对频率测试结果进行分析处理，通过振动方程得出模型刚度，拟合了两种函数来表达频率与刚度、刚度与张力之间的关系，基于拟合函数提出了张力计算公式并进行了复核； （4）基于压电阻抗技术进行了预应力筋的张力测试实验，实验采集了锚固端处粘贴于不同位置的压电陶瓷片的阻抗信号，对实验结果进行了阻抗指标计算与处理，找出了压电陶瓷片的敏感位置，同时得出了阻抗指标随张力改变的变化规律。 |
| 作者： | 杨湛鉴 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 晏班夫 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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