详情

原文传递在役桥梁检测中的声发射技术研究

论文题名：	在役桥梁检测中的声发射技术研究
关键词：	桥梁检测;结构损伤;声发射检测技术;声发射信号;信号传播;信号衰减
摘要：	声发射检测技术以其独具的实时性、动态性、高灵敏度等优点而广泛地应用于石油化工、电力、航天航空、金属加工等许多领域，特别是对压力容器、油罐等大型构件的在役检测已进入工业实用化阶段。然而，声发射检测技术在在役桥梁检测中的应用还刚刚起步，迫切需要解决实际工程应用中的一些技术难题。　　本文对在役桥梁检测领域中的声发射技术进行了研究。采用室内钢筋混凝土构件声发射在线监测试验与在役桥梁声发射检测项目相结合的方法，研究了声发射信号在钢筋混凝土中的特征，声发射信号中噪声处理方法，声发射源的定位方法，以及基于声发射的结构损伤状况评价方法，解决了目前声发射技术应用在役桥梁检测中的一些难题，为声发射技术在桥梁检测中的推广应用奠定了基础。其主要研究成果如下：　　 (1)通过钢筋混凝土构件的模拟声发射试验，研究了声发射信号在钢筋混凝土中的传播和衰减特性。提出了钢筋混凝土中声发射波的传播速度呈指数衰减规律。　　 (2)提出了基于波速衰减规律的变波速定位方法，比常数波速软件定位法提高精度32％—74.5％。鉴于声发射信号在钢筋混凝土结构中传播，波速具有不确定性，进而提出了消除常数波速的无波速定位方法，比常数波速软件定位法提高精度36％—78.3％。由于无波速定位法不需要测定波速，从而避开了波速难以测量这个难题。　　 (3)通过室内声发射在线监测钢筋拉拔试验、钢筋混凝土加速锈蚀试验、钢筋混凝土梁破坏试验，利用参数分析和波形分析方法，分析了三种试件损伤情况及其不同损伤程度声发射信号特征变化情况，并根据不同损伤源和损伤程度的声发射信号特征，对试件损伤状况做出评价，从而为钢筋混凝土桥梁的破坏预警提供借鉴。　　 (4)通过在役桥梁现场声发射检测试验，基于参数分析和波形分析研究了桥梁检测中模拟声发射信号和干扰噪声信号特征。研究表明，传播距离0.9m内的模拟声发射信号其小波包特征频带为16～32kHz、48～64kHz、80—128kHz，与钢筋混凝土损伤信号特征具有相似性，表明采用断铅来模拟钢筋混凝土损伤产生的声发射信号的可行性。而行车产生的各种噪声，其低幅值、低频率信号较多，小波包特征频率区间为16～32kHz、48～64kHz。通过提取声发射信号的小波包特征能量系数和小波包特征熵作为特征向量，提出采用SOM神经网络对桥梁检测中获得的信号进行聚类，较好地从桥梁声发射检测众多的干扰噪声信号中识别有效信号，其聚类正确率分别达到76％和78.8％。　　 (5)将上述桥梁检测中声发射技术研究的成果成功地应用于广西区桂中大道延长线穿越柳州至王灵高速公路K154+168.479分离式立交桥现场检测之中，得出了桥梁处于稳定期的结论；并采用现行常规静、动载试验桥梁检测方法，对声发射检测结果进行了验证，说明声发射检测的可靠性，这将有助于推动声发射技术在桥梁检测中的应用。
作者：	尹红宇
专业：	结构工程
导师：	赵艳林;吕海波
授予学位：	博士
授予学位单位：	广西大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文