【摘要】：纜索系統(tǒng)作為纜索橋梁最主要的受力結(jié)構(gòu),在受車輛荷載和復(fù)雜自然環(huán)境作用下,一旦出現(xiàn)損傷,將不可避免地降低纜索橋梁的安全性、適用性和耐久性。因此,橋梁纜索損傷斷絲監(jiān)測(cè)和縱橫向精準(zhǔn)定位對(duì)整個(gè)橋梁的安全運(yùn)營(yíng)起著至關(guān)重要的作用。鑒于此,本文主要研究工作如下:(1)比較研究了波導(dǎo)桿與傳感器的過渡方式以及波導(dǎo)桿與錐臺(tái)的連接方式。過渡方式與連接方式是聲發(fā)射精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其優(yōu)劣直接決定了監(jiān)測(cè)結(jié)果的正確性與精確性,為了確定波導(dǎo)桿與傳感器之間最優(yōu)的過渡方式和波導(dǎo)桿與錐臺(tái)之間最優(yōu)的連接方式,本文采用斷鉛試驗(yàn)的方法,研究了波導(dǎo)桿與傳感器之間錐臺(tái)過渡、線過渡和面過渡等過渡方式對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的影響,又研究了波導(dǎo)桿與錐臺(tái)之間焊接、螺紋連接、膠粘接和強(qiáng)磁連接等連接方式對(duì)聲發(fā)射信號(hào)的影響。研究結(jié)果表明:波形分析和參數(shù)分析結(jié)果均顯示傳感器與波導(dǎo)桿采用錐臺(tái)過渡方式優(yōu)于面過渡和線過渡方式,波導(dǎo)桿與錐臺(tái)采用焊接方式優(yōu)于螺紋連接、膠粘接和強(qiáng)磁連接方式。因此,使用波導(dǎo)桿進(jìn)行聲發(fā)射監(jiān)測(cè)時(shí),傳感器與波導(dǎo)桿之間宜選用錐臺(tái)過渡方式,波導(dǎo)桿與錐臺(tái)之間宜選用焊接方式。(2)研究了采用波導(dǎo)桿技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別纜索橫截面損傷斷絲的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)方法。橋梁纜索損傷斷絲中具體哪根斷了對(duì)于該橋梁的安全評(píng)估意義重大。因此本文提出利用波導(dǎo)桿將纜索端部鋼絲引出,直接采集內(nèi)部鋼絲所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)這一具有創(chuàng)新性的監(jiān)測(cè)方法,該監(jiān)測(cè)方法可以有效捕捉纜索損傷斷絲產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào),且可以準(zhǔn)確定位纜索發(fā)生損傷斷絲的橫向位置,從而為養(yǎng)護(hù)部門決策提供依據(jù)。本文采用斷鉛試驗(yàn)和張拉試驗(yàn)的方法,研究了平行鋼絲束損傷斷絲的橫斷面定位方法。研究結(jié)果表明:通過分析纜索端部各個(gè)傳感器所接收到的聲發(fā)射信號(hào)特征,可以在橫向確定斷鉛點(diǎn)和發(fā)生損傷斷絲所在具體鋼絲的橫向位置,且具有較高的可靠度與精確度。(3)研究了利用單一傳感器精準(zhǔn)便攜識(shí)別纜索縱向損傷斷絲的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)方法。傳統(tǒng)的縱向定位方法需要在鋼絲兩端固定兩只傳感器才能實(shí)現(xiàn)損傷斷絲點(diǎn)的縱向定位,這對(duì)于實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)用會(huì)造成極大程度的不便,同時(shí),在縱向定位中采取恒定不變的聲速也會(huì)產(chǎn)生較大的定位誤差。為了尋求一種精確并且方便的鋼絲損傷斷絲源的縱向定位方法,本文在平行鋼絲束損傷斷絲橫斷面定位基礎(chǔ)上,對(duì)鋼絲損傷斷絲源的縱向位置進(jìn)行定位研究。首先,根據(jù)模態(tài)聲發(fā)射理論,推導(dǎo)了圓桿導(dǎo)波的頻散方程,將鋼絲相關(guān)特征參數(shù)輸入編好的Matlab程序,計(jì)算出高強(qiáng)鋼絲不同模態(tài)的群速度曲線。然后,利用連續(xù)小波變換方法對(duì)鋼絲損傷斷絲信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析,通過連續(xù)小波變換時(shí)頻圖中相關(guān)特征點(diǎn)對(duì)損傷斷絲進(jìn)行單一傳感器的縱向定位。結(jié)果表明:基于鋼絲導(dǎo)波頻散特性的單一傳感器縱向定位方法具有較高的精確度和可靠度,采用單一傳感器對(duì)鋼絲進(jìn)行縱向定位完全可行。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U446
【圖文】：

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【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2764406