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基于磁致伸缩导波的桥梁拉索锚固系统无损检测试验

作　者: 钟恒
导　师: 周建庭
学　校: 重庆交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 锚固系统磁致伸缩导波无损检测系统开发实验设计
分类号: U446
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

桥梁拉索锚固系统作为长大跨径桥梁主要承重结构的重要构件，一旦出现损伤，将降低结构的使用性和耐久性，并且可能引发桥梁结构发生灾难性的突发破坏事故，造成极为恶劣的社会影响和惨重的经济损失，因此，如何有效快速且能够无损地检测桥梁拉索锚固系统的使用状态变得尤为重要。针对上述背景，本论文提出基于磁致伸缩导波的桥梁拉索锚固系统无损检测技术。论文首先通过广泛调查研究桥梁锚固系统构造及常见病害，深入研究锚固系统常见病害规律，尤其针对斜拉桥钢丝腐蚀分布规律进行研究，确立斜拉桥拉索锚固系统、中、下承式拱桥及悬索桥吊杆锚固系统评判安全度的两个标度。其次，在此基础上，对比锚固系统常用无损检测方法的基本原理和适用范围，确定磁致伸缩导波无损检测的优越性和适应性，并开发基于磁致伸缩导波的无损检测试验系统。该无损检测系统主要由三部分组成，包括信号处理系统、导波接收系统以及磁致伸缩导波激励系统，详细描述了如何实现系统功能作用及仪器。并设计研究出基于磁致伸缩纵向导波的两种传感器，包括激励传感器和接收传感器。最后，设计了利用磁致伸缩导波检测系统分别针对无荷载，静力荷载和实桥的病害的缺陷检测试验。并完成导波系统检测不同断丝情况下的桥梁缆索锚固系统的试验，验证了试验的准确性，为建立桥梁拉索锚固系统的缺陷严重程度评估系统奠定基础。本论文对于桥梁拉索锚固系统创新性地提出基于磁致伸缩导波的无损检测方法，该方法拥有长距离快速检测的优点，尤其适用于实际斜拉桥拉索、中、下承式拱桥及悬索桥锚固系统的桥梁检测与状态监控，具有广阔的市场前景和应用价值，将产生巨大的经济效益和社会效益。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-21
  1.1 研究背景及意义  8-10
    1.1.1 课题来源  8
    1.1.2 课题背景、目的及意义  8-10
  1.2 国内外主要研究现状  10-19
    1.2.1 磁致伸缩导波研究现状  10-14
    1.2.2 斜拉桥锚固系统病害及检测技术研究现状  14-18
    1.2.3 拱桥吊杆及悬索桥锚固系统病害及检测技术研究现状  18-19
  1.3 主要研究内容  19-20
  1.4 主要创新点  20
  1.5 本章小结  20-21
第二章锚固系统构造和常见病害及病害规律  21-64
  2.1 斜拉桥拉索锚固系统构造及常见病害  21-47
    2.1.1 斜拉桥锚固系统构造  21-28
    2.1.2 斜拉桥锚固系统常见病害状况  28-38
    2.1.3 斜拉桥锚固系统病害规律  38-44
    2.1.4 斜拉桥拉索钢丝腐蚀分布规律  44-47
  2.2 中、下承式拱桥吊杆锚固系统构造及常见病害  47-60
    2.2.1 中、下承式拱桥吊杆锚固系统构造  47-53
    2.2.2 中、下承式拱桥吊杆锚固系统常见病害状况  53-59
    2.2.3 中、下承式拱桥吊杆锚固系统病害规律  59-60
  2.3 悬索桥吊杆锚固系统构造及常见病害  60-63
    2.3.1 悬索桥吊杆锚固系统构造  60-61
    2.3.2 悬索桥吊杆锚固系统常见病害状况  61-63
  2.4 本章小结  63-64
第三章锚固系统常用检测方法  64-73
  3.1 引言  64
  3.2 锚固系统病害常用检测方法基本原理  64-68
  3.3 锚固系统病害常用检测方法适用范围  68-72
  3.4 本章小结  72-73
第四章基于磁致伸缩导波的无损检测技术  73-96
  4.1 引言  73
  4.2 磁致伸缩效应的基本理论  73-77
  4.3 磁致伸缩导波的特性  77-82
  4.4 基于磁致伸缩导波的锚固检测系统构成  82-83
  4.5 导波激励系统  83-88
    4.5.1 激励信号发生系统  83-87
    4.5.2 功率放大器  87-88
  4.6 导波检测系统  88-95
    4.6.1 接收单元的设计  88-91
    4.6.2 噪声抑制技术  91-93
    4.6.3 检测信号的调理  93-94
    4.6.4 信号分析与处理  94-95
  4.7 本章小结  95-96
第五章桥梁拉索锚固系统无损检测试验研究  96-112
  5.1 引言  96
  5.2 单因素实验设计的基本理论及方法  96-99
  5.3 缆索及缆索锚固端缺陷试验设计  99-104
    5.3.1 试验设计基本原则  99
    5.3.2 试验任务  99-100
    5.3.3 试验目的  100
    5.3.4 试验准备  100-101
    5.3.5 试验方案及试验步骤  101-104
  5.4 缆索索体和缆索锚固端缺陷模拟试验及结果分析  104-111
    5.4.1 钢缆索索体断丝试验模拟  104-105
    5.4.2 钢缆索索体断丝试验结果分析  105-107
    5.4.3 钢缆索锚固段断丝试验模拟  107-108
    5.4.4 钢缆索锚固段断丝试验检测波形及结果分析  108-111
  5.5 本章小结  111-112
第六章结论与展望  112-114
  6.1 本文的主要结论  112-113
  6.2 进一步工作的方向  113-114
致谢  114-115
参考文献  115-120
在学期间发表的论著及取得的科研成果  120

基于磁致伸缩导波的桥梁拉索锚固系统无损检测试验

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