基于金属磁记忆的钢绞线束环向腐蚀检测试验

针对常规技术难以高效检测桥梁斜拉索内部腐蚀的问题,探讨了拉索腐蚀与环向漏磁信号的关系,采用钢绞线束模拟工程常用的平行钢绞线索,设计了不同腐蚀程度及腐蚀位置的单点腐蚀和两点腐蚀检测试验,绘制出钢绞线束环向漏磁信号雷达图并分析了其规律特征。结果表明：单点腐蚀处的环向漏磁信号雷达图出现异常极大值,且腐蚀程度与极值呈正相关性;当两腐蚀点沿环向相邻时,雷达图呈“异常凸起状”;当两腐蚀点沿径向相邻时,雷达图分布均匀呈“水滴状”;当两腐蚀点分布在对角时,雷达图呈“缺口状”;根据各图像特征的显著差异,可判断单点腐蚀的环向位置和两点腐蚀的相对位置分布,由此提出了基于“3D雷达图”的斜拉索腐蚀位置检测方法。     

基于Kalman-GARCH模型的结构损伤识别

基于监测数据的结构损伤识别,是桥梁健康监测系统发挥感知预警效益的重要基础。为进一步提高结构损伤识别精度,提出一种融合Kalman滤波与广义自回归条件异方差(GARCH)模型的结构损伤识别方法。采用Kalman滤波对加速度时程数据进行降噪处理,在此基础上,建立了线性递归AR模型,对结构损伤进行识别;引入非线性递归GARCH模型,进一步提高识别精度;利用加速锈蚀损伤钢筋混凝土梁动力试验获取的加速度时程数据,对算法的有效性进行验证。结果表明:以损伤前后时间序列模型残差方差比为特征指标,能够有效识别结构损伤;与Kalman-AR模型相比,Kalman-GARCH模型能够解释部分非线性特征,弥补AR模型忽略数据异方差性所带来的识别误差,识别精度提高了14.2%。该方法可为基于海量数据的桥梁结构状态感知提供一种新的思路。     

一种基于本征波匹配的EMD边界处理方法

希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang Transform,简称HHT)是上世纪末出现的一种处理非线性非平稳信号的新方法 ,EMD边界处理是其中的关键技术之一。着重介绍了一种基于本征波匹配的EMD边界处理方法——本证波匹配预测法,特别是介绍了将该方法和其他两种有代表性的EMD边界处理方法应用于仿真信号和和实测信号的算例对比,从而验证了本证波匹配预测法的先进性。本文工作使得相关研究得到较大程度地深化和完善。     

基于磁记忆弱漏磁效应的钢绞线腐蚀检测

拉索腐蚀一直是桥梁工程亟待解决的难题,目前钢绞线腐蚀已成为影响拉索健康运行的关键因素.为有效检测钢绞线拉索腐蚀,将磁记忆无损检测技术引入到钢绞线拉索腐蚀检测中,通过试验分析钢绞线腐蚀磁记忆漏磁信号分布变化特征,构建基于磁记忆信号特征的钢绞线腐蚀度判别准则.结果表明,钢绞线试件发生腐蚀后,漏磁信号发生明显突变,在腐蚀中间区域漏磁信号切向分量出现极小值,且极值与试件腐蚀程度之间呈Boltzmann分布;随着磁测传感器提离值的增大,钢绞线试件腐蚀漏磁信号急剧下降,提离值的轻微差异,可造成漏磁信号切向分量极值产生较大波动.     

磁测法在桥梁隐蔽病害检测中的研究进展

桥梁隐蔽病害形式各异、成因复杂、不易察觉,且病害产生的结构破坏具有突发性,因此对隐蔽病害的准确检测以将其扼杀在萌芽阶段具有现实意义。系统梳理了磁测法用于钢筋锈蚀、拉吊索腐蚀断丝、钢筋应力、体内预应力、钢结构疲劳损伤等桥梁隐蔽病害检测的现状及瓶颈,分析了其有效性和适用范围,探讨了磁测法的发展趋势,可为桥梁隐蔽病害检测的精准化,实用化和装备化提供有益参考。     

大跨度连续刚构桥孔道摩阻系数试验研究

结合某混凝土连续刚构桥做了预应力摩阻系数测试试验,用其原理得出了预应力摩阻系数值,并与设计值与规范规定值进行了比较。结果表明,试验值比设计值和规范规定值都大,究其原因主要是受预应力波纹管材料和施工的影响。为了尽可能地减小施工中的摩阻,从而减少由此引起的预应力损失,对预应力波纹管在材质要求、定位安装、接长连接、穿入芯管和工序检查等关键步骤提出了具体建议。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心开放服务探索与实践

开放服务是教育部工程研究中心的重要功能。山区桥梁结构与材料教育部工程研究中心积极响应国家政策,在开放服务方面积累了一些经验。开放服务主要体现在设置开放基金课题、主办或承办国际国内学术会议、开放共享仪器设备、开展学术交流、开拓和深化国际产学研合作,以及展开国际高水平合作、科学传播、对外技术服务等。这些创新举措大大激发了中心的服务能力、研发能力、对外交往活力,提高了社会影响力,为地方高校的教育部工程研究中心开放服务探索了一种新模式。中心在开放服务所取得的成效,可为同类工程中心的建设与运行提供参考。     

键槽构造UHPC-NC界面黏结性能试验研究

采用超高性能混凝土(UHPC)加固桥梁,UHPC与既有普通混凝土( NC)结构界面间的黏结性能是保证加固效果的关键.为研究界面构造对UHPC-NC界面黏结性能的影响,以键槽布置和形状为变量,开展键槽构造UHPC-NC单面直接剪切试验,并与界面黏贴处理试件进行对比.结果表明:UHPC-NC黏结界面的破坏形态主要可分为四种,其中c、d类破坏(黏结界面与NC出现破坏)占总破坏形态的80% ;键槽构造组的界面黏结性能优于黏贴组,其界面黏结抗剪强度比黏贴组高2倍左右;当键槽口宽度较小(10～20 mm)即体积损失率低于0. 09时,UHPC-NC界面黏结抗剪强度随键槽口宽度的增大而增大;正梯形键槽试件的界面黏结抗剪强度比直角形键槽试件高25%左右,倒梯形键槽试件的界面黏结抗剪强度比直角形键槽试件高13% ～15% ;键槽构造UHPC-NC界面黏结-滑移曲线包含弹性上升阶段、屈服阶段和破坏下降阶段,部分曲线无屈服阶段,其极限滑移值均在0. 8 mm以下.本工作提出了键槽构造UHPC-NC界面黏结-滑移模型,并给出了黏结刚度建议值.     

月桂酸/膨胀石墨相变混凝土的制备与性能研究

以月桂酸为相变原材料,膨胀石墨为吸附基体,采用直接吸附法得到了月桂酸/膨胀石墨复合定形相变材料(LA/EG-CPCMs),并按绝对体积法将LA、LA/EG-CPCMs掺入混凝土中制备得到相变混凝土.采用电镜扫描仪、红外光谱仪、综合热分析仪分别测试了LA/EG-CPCMs的微观结构、相容性及储能特性,并测试了相变混凝土的抗压强度及导热系数变化规律.结果 表明:月桂酸与膨胀石墨相容性良好,吸附率可达到89％,经200次热循环后,质量损失率为3.58％,LA/EG-CPCMs相变起始温度为43.4℃,熔融焓值为155.7 J/g,掺量为5％的相变混凝土强度降幅为7.5％左右,在保证混凝土工作性能良好的情况下,IA/EG-CPCMs的掺加可以明显提高混凝土的导热系数.