基于磁弹效应的预应力钢绞线全量应力监测实验研究

预应力钢绞线是预应力结构的关键承力部件,其应力状态直接影响预应力结构的承载能力。对钢绞线进行全量应力监测是评价预应力结构安全状况的有效手段。本文分析了预应力钢绞线全量应力监测的特殊性,讨论了基于磁弹效应的应力监测方法的优势,介绍了其工作原理及系统组成。建立了进行钢绞线全量应力监测研究的实验装置,开发了一套基于Lab VIEW平台的测试系统,并对标号15-7Φ5的钢绞线进行了应力监测实验。内容包括单根钢绞线的传感器标定、被测钢绞线周围加其他钢绞线的传感器标定以及用前者标定公式进行后者应力测量的有效性验证。实验证明所研发的基于磁弹效应的应力监测系统测量精度高、可重复性好和抗磁干扰能力强,适合预应力钢绞线的全量应力监测。     

磁通量传感器及其在桥梁工程中的应用

缆索和预应力筋是桥梁结构中的重要组件,及时监控监测它们在施工和运营期间的受力状态极其重要。基于磁弹效应测量原理的磁通量传感器,可有效地测量缆索和预应力筋的应力,是一种新的无损检测技术。文中对磁通量传感器的原理和性能进行了详细的研究,包括测量公式、温度影响、缆索构件自身影响和密封防水性能等。磁通量传感器使用时,不需要了解构件的加载历史和使用情况,通过感应构件的磁特性变化测量应力,可用于新制的桥梁缆索、既有桥梁缆索和预应力筋,对既有桥梁缆索需要现场绕制传感器。文中对磁通量传感器应用于实际工程如湛江海湾桥斜拉索监测、南宁葫芦顶桥体内预应力监测和宜宾长江大桥斜拉索施工和运营监控监测等进行了介绍。     

桥梁缆索断丝检测技术研究

为检测桥梁缆索内部断丝情况,介绍了钢丝磁检测原理,设计了一种由若干单节励磁器连接组成的模块化励磁传感器,实现了对不同直径缆索的周向均匀励磁和断丝检测。搭建了缆索无损检测实验平台,设计了缆索检测的总体方案,实验结果表明检测传感器能提取缆索断丝信号,监测缆索安全状况。     

基于磁弹效应的螺纹钢筋全量应力监测

由于力学性能优越,安装运输方便,螺纹钢作为重要的承载构件,广泛应用于土木工程结构。因此,对于结构关键部位的螺纹钢的受力情况进行监测十分重要。首先简单介绍了目前螺纹钢的应力监测方式,然后提出了一种新型的基于磁弹效应的应力监测方法,并对其测量原理进行了推导。设计开发磁弹应力传感器和相应的磁弹应力监测系统。同时,选择实际应用广泛的规格为HRB400直径16 mm的螺纹钢,进行多次张拉试验,对该测量系统的测量精度和稳定性进行验证。试验结果表明,所研发的磁弹应力测量系统,测量精度高,重复性好,受环境影响因素小,满足实际工程中螺纹钢全量应力监(检)测需要。     

钢丝缺陷磁致伸缩导波检测信号特性实验研究

缆索体系作为现代土木建设广泛应用结构之一,作为主要承载部件对整体结构的安全性和使用寿命至关重要。磁致伸缩导波无损检测技术在缆索损伤和腐蚀检测方面具有检测长度大,覆盖结构区域广等优势,逐渐成为应用广泛的缆索新型无损检测方法。磁致伸缩导波无损检测技术在损伤和腐蚀的定性问题上已经比较稳定,缺陷尺寸和缺陷回波的定量关系与诸多因素有关,本文对缆索的基本单元高强钢丝的缺口检测信号进行了实验研究,得到缺陷回波反射系数与钢丝缺陷截面损失率的关系,发现其与抛物线非常近似;本研究为钢丝及钢丝拉索的损伤和腐蚀磁致伸缩导波无损检测的定量评价提供了基础。     

基于磁弹效应的体内预应力筋全量应力监测:实验研究与工程应用

体内预应力筋是预应力混凝土构件中极为关键的承力部件,如何监测体内预应力筋的应力状态并确定其预应力损失是一项非常重要的工作。首先综述传统体内预应力筋的应力测量方法,进而提出了基于磁弹效应的应力监测思路,并详细阐述了它的工作原理及系统组成。基于磁弹效应原理,通过试验研究和实际工程应用,对标号15-7Φ5的体内预应力筋进行了应力状态监测研究。本研究中的传感器精度能够达到工程实际应用要求,并且具有良好的稳定性、重复性、环境适用性。本传感器可以应用到体内预应力筋的施工张拉控制和预应力混凝土构件运营阶段的长期在线监测。     

基于磁弹效应的拱桥吊杆索力监测

拱桥结构在我国应用广泛,吊杆作为该类桥梁的主要受力构件,直接影响到桥梁的安全性和耐久性。在桥梁施工过程以及运营期间,对吊杆索力进行监测可以非常有效地评估桥梁的健康状况。由于边界条件复杂、长度短、弯曲刚度不可忽略等原因,振动频率法测索力精度低;应变测量法无法获得全量索力,而磁弹效应法可以获得全量索力。首先介绍了磁弹效应法测索力的基本原理,开发了磁弹索力传感器和基于Labview的索力监测系统,并搭建了吊杆索力监测实验装置。对实际工程应用的直径65mm的吊杆进行索力监测试验。结果表明,所研发的磁弹索力传感器和测量系统,具有较高的测量精度(相对误差1%),不受吊杆长度、边界条件等因素影响,适用范围广,适合于拱桥吊杆索力的长期监测。     

磁电磁弹式索力计在椒江二桥监测中的应用

介绍了磁电磁弹式索力智能监测系统的基本原理和特点,分析了传感器索厂的标定数据及拉索安装过程的数据,指出基于磁弹效应测量的磁通量传感器测试拉索索力是一种无损、非接触测量方法,可用于施工监控和运营期的长期监测。     

基于磁弹效应的钢索应力测量仪表的研发与设计

本文介绍一种钢索应力测量的方法和测量仪表的设计,文中详细阐述了基于磁弹效应原理测量钢索应力的原理,实际应用中的不良影响因素以及解决方法,测量仪表的硬件设计结构,并给出了实验结果。     

重庆江北国际机场新航站楼大跨钢桁架铸钢节点性能研究

本文针对大跨钢桁架铸钢节点受力性能进行了相关的研究。通过重庆江北国际机场新航站楼钢桁架大型铸钢节点的现场跟踪测试,得到铸钢节点表面应力的测试值;利用Pro/E软件建立所测试的铸钢节点模型,并采用有限元软件进行弹性分析,得到各测点的应力值。通过比较铸钢节点表面测试值和相应测点分析值,发现现场测试应力值和计算分析值之间相互印证。在测试值与计算值印证较好情况下,可以推断节点内部应力分布。此外,还模拟了铸钢节点的典型缺陷并进行有限元分析,进而推断铸钢节点带缺陷工作状况对节点的受力性能影响程度。最后对铸钢节点在整个结构体系中的受力性能和安全性做出了评价,重庆江北国际机场新航站楼钢桁架铸钢节点是安全可靠的,具有充足的强度储备;并给出了节点的设计强度取值和判别式,可供类似的工程应用参考。     

基于磁弹效应的索力测试系统在斜拉桥上的应用

基于磁弹效应原理,以磁通量传感器为手段,建立斜拉桥索力测试系统。该监测系统是一个适用于桥梁拉索监测的平台,可用于远程实时及长期监测、分析现有桥梁拉索的状况。将监测系统应用于北京市某斜拉桥上进行索力监测,比较监测结果与索力设计值后,发现两者具有较好的一致生,监测值较准确,可满足工程上的精度要求。     

高强钢丝织物加固混凝土结构新技术

高强钢丝织物复合材料(SRP)加固混凝土结构是一种新型的加固技术.对这种加固方法进行了介绍,通过高强钢丝单丝拉伸试验、高强钢丝织物拉伸试验和高强钢丝织物复合材料拉伸试验以及拉伸剪切试验,确定了SRP的抗拉强度和弹性模量等力学性能指标,并分析MS树脂、ZV型砂浆、JCT-2B粘钢胶、MS-504砂浆等黏结材料与高强钢丝织物的黏结性能.     

铁路钢桁梁柔性拱桥钢桥面节段模型研究北大核心

采用有限元方法,分析研究全桥效应对正交异性钢桥面受力特性的影响,提出并建立了全桥模型和钢桥面局部节段模型,通过对关注截面的位移和应力控制,确保节段计算模型合理,研究了正交异性钢桥面易出现疲劳裂纹位置的应力和全桥效应。研究结果表明:钢桥面疲劳验算的控制应力可分为纵肋纵向应力和其他局部应力,局部应力受全桥效应影响很小,应力计算可不计全桥效应;纵肋纵向应力受全桥效应影响明显,但纵肋纵向应力幅受全桥效应影响很小,节段模型可直接用于正交异性钢桥面疲劳验算。     

磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(StressinducedMagneticAnisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction)。从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故又介绍了一台新的磁力仪MAPS,并对MAPS及其他的磁力仪作了比较。     

桥梁应力监测与控制

分析了望东长江公路大桥江内引桥采用移动模架施工的技术,对桥梁施工全过程的应力监测与控制方法进行了研究,并通过对应力测试误差处理以及对模型约束条件的修正,更真实的反映了桥梁实际受力状况,对其他一些用移动模架施工的监控项目有一定的参考意义。     

中广核大厦超长悬挑钢结构施工阶段监测及计算模拟分析

中广核大厦结构形式新颖,其北楼自10层到屋顶层为悬挑钢结构,采用大悬臂钢桁架结构体系。该超长悬挑钢结构重量大,卸载施工过程中,结构受力状态经历突变,转换节点应力状态复杂。为了保证结构安全,对该超长悬挑钢结构进行了施工阶段监测及施工模拟分析。分析及监测结果表明:中广核大厦超长悬挑钢结构转换节点受力状态合理;通过桁架受力机制很好地控制了悬挑结构的应力水平及变形幅值;结构受力状态与设计意图相符。验证了采用施工仿真模拟-现场监测-施工后补充分析的方法,可以合理地指导施工方案的确定、保证施工安全及质量、有效地验证设计意图的实现状况,是一种保证重要结构安全性的综合方法,该监测系统和方法可以用于类似的大型钢结构工程的实施。     

几种磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是磁巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(Stress-induced Magnetic Anisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction).从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故本文又介绍了1台新的磁力仪MAPS(Magnetic Anisotropy and Permeability System),并对MAPS及其他的磁力仪作了比较.     

福州海峡国际会展中心扩建工程西区钢桁架施工过程监测

对福州海峡会展中心扩建工程西区钢桁架的施工过程进行监测。首先介绍了结构的受力特点、桁架施工方案和监测内容及测点布置方案;其次,对施工过程桁架的整体变形和弦杆应力进行了监测,并采用Midas-GEN软件进行数值模拟分析;测试结果表明,桁架的变形和应力值均在设计值允许范围内。     

中广核大厦钢结构关键节点施工阶段受力分析及应变监测

中广核大厦北楼采用大悬臂转换钢桁架结构体系,其中钢骨混凝土主体结构与悬挑钢结构之间的连接节点区域具有受力大、力学状态复杂、在施工过程中经历荷载突变等特点,可知该节点区域的受力性能是保证结构安全的重要环节。基于SAP2000有限元平台建立节点区域三维有限元模型,对其在施工过程中各控制工况下的应力状况及局部稳定性进行了分析,并在施工过程中对该节点及焊缝区域的应变变化规律进行了现场监测,监测结果与有限元分析结果吻合较好,验证了该节点的传力可靠性及安全性。     

基于光纤光栅技术的井壁监测预警系统研究

由于煤矿立井的特殊性及重要性,因此为保证煤矿生产的安全,必须对煤矿立井进行长期的受力及变形监测,以此来了解立井在煤矿生产过程中受力变化状况,从而及时地了解煤矿立井的损伤情况,进而对安全隐患采取有效措施。结合东荣二矿副井井壁治理工程,提出一种采用光纤光栅传感技术监测立井井筒受力及变形的方法,文章详细介绍了整个光纤监测系统的研发过程及预警阀值的确定依据,开发了基于光纤光栅监测的井筒安全状态评价方法和预警系统,并采用现场试验与理论分析相结合的方法给出待测参数的预警阀值。研究结果表明:(1)立井井壁光纤光栅监测预警系统的实施对于确保整个煤矿的安全运营具有非常重要的现实意义;(2)煤矿立井井壁的监测重点在于监测井壁混凝土结构的内部应力、应变的变化情况,从而掌握整个立井井壁的安全状况,对于已经产生破坏并加以治理的立井井壁而言,继续监测其内力变化也是必不可少的。