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。     

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。     

基于磁弹效应的高强钢丝应力监测实验研究北大核心

高强钢丝作为钢缆索的主要承力部件,它的受力情况直接影响到钢缆索的安全状况,对高强钢丝进行应力监测是评价钢缆索安全状况的有效手段,也是进行钢缆索整体索力监测的研究基础综述了传统的钢结构应力监测方法,讨论了基于磁弹效应的应力监测方法的优势并详细介绍了它的基本原理——磁弹效应。建立了进行高强钢丝应力监测研究的实验装置,开发了一套基于LabVIEW平台的测试系统,并对7mm高强钢丝进行了基于磁弹效应的应力监测实验实验表明,基于磁弹效应的应力监测方法不需要了解受力历史,可直接对高强钢丝的应力进行测量,且具有较高测试精度、较好的稳定性和可重复性。     

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。     

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。     

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。     

新型压磁应力解除测量系统及其测试分析

针对原有压磁应力解除测量系统深度浅、测量效率低等问题,研发新型压磁应力解除测量系统。首次研制了井下数据采集仪,并把井下数据采集仪与压磁测量元件集成在测量探头中,改变原有人工机械加力为电动控制加力,采用电子罗盘定向,进一步提升了定向精度。新型压磁应力解除测量系统主要由新型压磁测量探头、电动加力装置、电子罗盘定向装置组成,探头井下安装、测量元件预加力及定向采用计算机软件控制,井下数据采集仪自动完成对测量数据的采集和存储,测量深度及测量效率大幅提升。此外还对测量元件磁性性能、测量元件结构以及测量方法进行了改进,采用高频率浅激化、比较测量加上智能信号处理技术,使得压磁测量元件灵敏度、精度有了较大的提高。在北京温泉钻孔对新型压磁应力解除测量系统进行了试验测试,并与水压致裂法进行对比测量,测试效果良好,表明该系统完全满足深孔原地应力测量需要。     

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。     

建筑钢结构焊接残余应力磁测技术研究

本文从铁磁材料内部磁畴结构角度出发,介绍了铁磁材料的应力致磁各向异性特性。磁弹性法测残余应力即通过对材料导磁率变化的检测反映材料表面的应力水平。将磁弹性应力检测技术应用到工程实际中,标定了Q235钢的磁测灵敏系数,利用sc21型残余应力磁测仪对建筑钢结构的焊接残余应力进行了测量。     

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。     

桥梁结构应力与变形监测方法及其精度分析

目前施工及运营中的桥梁数量巨大,为保证此类桥梁结构的安全性,并了解桥梁结构受力与变形的实际状况,对桥跨结构进行应力与变形长期监测显得十分重要。针对大、中跨度混凝土桥梁,探讨建立应力与变形的监测系统的具体方法,介绍钢弦式应力计测试应力应变的原理,并分析其精度影响因素;介绍空间前方交会法测量变形的方法,并详细分析其误差影响情况。最后,以一工程实例分析监控方法的实际应用。     

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.     

某核电工程地基岩体变形参数取值方法研究

为研究岩体非线性变形特征对核电站地基变形参数取值的影响,以某核电工程为例,通过精细控制的室内大试块单轴压缩试验,揭示地基岩体的非线性变形特征,对比6种不同手段获得的地基岩体变形参数,表明室内岩石试验、钻孔弹模试验由于试验和取值时应力水平高于实际工程应力,所得变形参数偏高;声波波速类比法、岩体质量分级估测法获得的变形参数与以往水电工程应力水平相匹配,直接应用于核电工程也会出现偏差;现场岩体承压板变形试验、依据监测资料开展反演分析获得的地基岩体变形参数更接近真实值。针对核电工程实际情况,建议改进室内岩石试验、钻孔弹模试验方法,建立核电工程领域试验、检测、监测信息数据库,针对重要工程和条件复杂地基,加强现场承压板试验和监测工作力度,在编制核电行业试验规程时,重视对试验应力水平的限定。     

苏州奥体中心游泳馆钢屋盖结构设计

苏州奥体中心游泳馆采用了107m大跨度马鞍形单层索网结构。计算考虑了风摩擦力的影响;对结构进行了考虑几何非线性和材料非线性的整体稳定分析;进行了无应力无涂装拉索、有应力无涂装拉索、有应力有涂装拉索的腐蚀试验;完成了柔性屋面大变形对附属结构影响研究;进行了屋面系统大变形试验;设置了钢屋盖健康监测系统。计算和试验结果表明结构各项指标能满足规范要求,健康监测系统显示结构施工和使用期间,实测应力变形与计算值贴合良好。     

大跨钢桥疲劳试验模型整体设计及控制方法研究

为设计合理、可行和低成本的大跨钢桥疲劳细节试验模型,在总结众多疲劳试验模型设计和试验控制基础上,提出以模型设计为目标,综合考虑边界条件、加载和测试方案的整体设计和控制方法。首先模型设计应基于应力等效,并宜采用足尺模型,试件数量宜按科学试验设计方法安排。模型主要受力效应和次要受力效应的分析和监测同等重要。其次,边界条件疲劳强度须满足模型设计要求,且试验中需分析理论计算模型和实际模型边界条件差异,并对边界条件进行监测。再次,加载方案应关注整个加载系统的静动力性能,避免失稳或共振;作动器宜在受压状态来施荷,多向多点加载对加载系统协调性要求较高。最后,测试设计中应按规范进行应力测量,还须监测应力随疲劳加载循环次数变化情况,以保证试验情况一致性;位移测量应关注试件整体和局部变形行为;裂纹尺寸测量需综合利用各种检测方法;粘贴质量良好的应变片疲劳性能可满足试验测量需要。     

螺纹钢与圆钢锚杆工作机理对比试验研究

为深入研究以螺纹钢为杆体的全长粘结砂浆锚杆锚固机理，进行了螺纹钢锚杆与圆钢锚杆对比试验研究。试验结果表明拉拔条件下螺纹钢受力范围相对圆钢小且衰减快；螺纹钢周边浅部粘结物应力水平高于圆钢周边粘结物应力，且其变形破坏更显著：螺纹钢以屈服形式破坏而圆钢则整体拔出。通过试验分析了螺纹钢由于存在螺纹起伏使其与粘结物之间存在明显挤压、剪胀、剪断等作用从而较大地提高了锚固强度。     

85m超静定单端预应力施工技术探讨

结合工程实例,对箱梁受力状态预应力损失进行了分析计算,并对摩阻试验方法和试验步骤进行了介绍,最后对张拉过程受力状态进行了监测分析,得出应力变化的实际监测与设计的理论应力变化相互印证,完全符合设计的质量要求,确保了结构的安全性。     

结构健康监测的自补偿光纤光栅位移计的研究

结构健康监测对保证结构的长期安全运行具有重要的意义,而位移监测是主要监测内容之一。光纤光栅是目前在智能材料系统与结构健康监测研究与应用最为广泛的敏感材料之一,具有分布式绝对测量、抗腐蚀能力强等优点。本文基于光纤光栅的应变测量原理,设计开发出一种新型的光纤光栅位移传感装置,详细推导和试验验证了该装置的传感特性。试验结果表明,该装置具有温度自补偿、线性度和重复性好、精度较高等优点,具有良好的应用前景。     

EM法测量索张力的理论与工程实践研究

EM法是一种新型的用于测量索张力的理论方法.基于铁磁材料的磁弹性能,阐述磁弹法测量索力的基本原理,自主研发的磁通量传感器由测量仪、双线圈传感器和索力测试软件组成.介绍将其应用于航海博物馆、广东省博物馆、南京新会展中心和天津滨海国际会展中心工程的索力监测控制.试验以及监测结果表明,该方法可以方便快捷、准确的测定索在张拉过程中的索力,具有较好的稳定性和可重复性,满足施工过程和使用过程监测的要求.     

基于振弦式传感器的超高层建筑应力测量系统设计

对超高层建筑关键构件的应力进行长期监测是建筑管理与维护领域的重要内容。基于电阻应变片型传感器的应力测量系统存在抗干扰性差、长期零点不稳定的问题,研制了基于振弦式传感器的应力测量系统,它具有稳定性好、测量精度高等特点。系统主要由传感器测控电路以及无线通信模块组成,由软件负责实现激振、测频和温度补偿。测试和现场运行表明:其性能完全能满足建筑构件应力的长期监测要求。