隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各種大型土木結(jié)構(gòu)也不斷涌現(xiàn),但結(jié)構(gòu)長期受到荷載及其自然災(zāi)害的影響,易遭到損傷、侵蝕,造成結(jié)構(gòu)破壞,因此,監(jiān)測結(jié)構(gòu)在服役期中是否安全,已成為一個重點(diǎn)研究課題。以壓電陶瓷為代表的智能材料因具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保、響頻范圍廣、易加工剪裁、集驅(qū)動與傳感功能于一體等優(yōu)勢,在結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文充分利用壓電陶瓷在結(jié)構(gòu)智能監(jiān)測領(lǐng)域中的優(yōu)點(diǎn),提出了基于壓電陶瓷的結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測的新技術(shù),開展了基于壓電波動法的橋梁伸縮縫疲勞損傷監(jiān)測以及波紋管密實(shí)性檢測試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了新技術(shù)對疲勞損傷識別及密實(shí)性缺陷檢測的可行性,具體研究工作如下:（1）總結(jié)了當(dāng)前橋梁伸縮縫疲勞問題、預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿不密實(shí)問題的研究現(xiàn)狀以及壓電陶瓷在土木結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測方面的運(yùn)用,為試驗(yàn)研究的開展提供理論依據(jù)。（2）采用壓電波動法對橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題進(jìn)行了監(jiān)測試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著疲勞損傷程度的增加,壓電傳感器接收的信號幅值和小波包能量呈現(xiàn)出遞減趨勢;由于試件橫梁兩側(cè)受力不均勻,導(dǎo)致試件南側(cè)焊縫的疲勞損傷遠(yuǎn)大于北側(cè)損傷,因此,從時域信號和小波包能量可以看出,南側(cè)傳感器接收到的信號幅值和能量值遠(yuǎn)小于試件北側(cè)... 

【文章來源】：長沙理工大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１港珠澳大橋??根據(jù)交通運(yùn)輸部統(tǒng)計(jì)的最新數(shù)據(jù)顯示，至２０１７年底，全國公路總里程４７７．３５萬公??

?第一章緒論???圖１．２伸縮縫處疲勞破壞??從上述調(diào)查數(shù)據(jù)可以看出，橋梁伸縮縫的破壞不僅會對駕駛員的行車舒適性造成嚴(yán)??重的影響，還會在一定程度上加劇車輛零件的損耗，甚至影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營。??這使得人們逐漸認(rèn)識到，要是能夠?qū)ι炜s縫的疲勞損傷進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，就可以有效地評??估橋梁性能，從而更好地保障人們的生命財(cái)產(chǎn)。因此，為了對橋梁伸縮縫的疲勞損傷能??夠?qū)崟r監(jiān)測與診斷，確保結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營，那么對其進(jìn)行損傷識別和監(jiān)測就顯得尤為重??要。??１．１．２預(yù)應(yīng)力波紋管壓漿密實(shí)性檢測??隨著大跨橋梁技術(shù)不斷完善與發(fā)展，近些年我國修建了大量的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，??并且主要以后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)為主。然而對于后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，孔道壓漿技術(shù)??是該類型橋梁施工中不可缺少的關(guān)鍵工序。目前，孔道壓漿技術(shù)主要在波紋管孔道利用??灌漿料漿體包裹預(yù)應(yīng)力筋，隔絕鋼筋接觸外界空氣、水等不利因素，防止鋼筋產(chǎn)生銹蝕，??確保預(yù)應(yīng)力筋處于良好的工作狀態(tài)。同時，漿體與預(yù)應(yīng)力筋充分粘結(jié)，保證了預(yù)應(yīng)力的??有效傳遞，從而使得預(yù)應(yīng)力筋與混凝土構(gòu)件兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性［１Ｇ］。??但是，在實(shí)際工程中，由于灌漿料大多現(xiàn)場配制而成，因此其質(zhì)量難以保證。??此外，孔道壓漿技術(shù)最大的問題是灌漿料的質(zhì)量會隨著時間的增加逐漸發(fā)生改變，??管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)會在復(fù)雜環(huán)境與材料之間的化學(xué)作用等因素下發(fā)生損傷，出現(xiàn)缺陷、孔洞??甚至破壞結(jié)構(gòu)。在最近幾年內(nèi)，隨著規(guī)劃化施工技術(shù)的實(shí)施，主要是由于貫穿式孔洞、??裂縫等原因造成了橋梁結(jié)構(gòu)較早地出現(xiàn)老化與裂化等現(xiàn)象，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋提早失去漿體??的保護(hù)，發(fā)生銹蝕、斷裂［１１＿１３］。??預(yù)應(yīng)力管道的灌漿質(zhì)量直接或

碩士學(xué)位論文??［１４］。此外，比利時的Ｍａｌｌｅ橋與美國康涅狄格州的Ｂｉｓｓｅｌｌ大橋皆于１９９２年出現(xiàn)類似的??病害，經(jīng)過有關(guān)部門調(diào)查，主要原因是預(yù)應(yīng)力孔道灌漿不密實(shí)造成了橋梁的承載能力下??降。１９９８年，瑞士、德國等國調(diào)查了?１０７座預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁，發(fā)現(xiàn)了?７０％的預(yù)應(yīng)力??孔道存在壓漿不飽滿的問題，僅有少數(shù)管道壓漿完全密實(shí)ｔｍ。??國內(nèi)橋梁的預(yù)應(yīng)力管道密實(shí)性也不是十分理想，大約有４０％？６０％的預(yù)應(yīng)力混凝土??連續(xù)梁或橋者剛構(gòu)橋也存在同樣的問題，正如圖１．３所示。因此，需要一種簡單有效的??檢測手段能夠檢查出預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量缺陷，這對評估預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的質(zhì)量狀況具有極??其重大的意義。??ａ）孔道完全不密實(shí)?ｂ）孔道中部不密實(shí)?ｃ）孔道上部不密實(shí)??圖１．３孔道壓漿不密實(shí)的現(xiàn)場照片??１．２?土木結(jié)構(gòu)損傷檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??目前國內(nèi)外許多學(xué)者針對上述兩個問題開展了相關(guān)研宄，并取得了不少成果。本節(jié)??將重點(diǎn)介紹國內(nèi)外對此的研究現(xiàn)狀。??１．２．１鋼結(jié)構(gòu)疲勞檢測技術(shù)??疲勞破壞是指材料或者結(jié)構(gòu)在交變應(yīng)力的作用下發(fā)生低于材料極限強(qiáng)度的破壞現(xiàn)??象。在機(jī)械工程中，疲勞破壞現(xiàn)象常常發(fā)生，因此疲勞強(qiáng)度是一個衡量機(jī)械壽命設(shè)計(jì)的??重要指標(biāo)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)失效有８０％－９０％是由于交變應(yīng)力引起的疲勞失效??而在土木工程領(lǐng)域中，這種疲勞破壞現(xiàn)象也同樣廣泛存在，橋梁伸縮縫裝置便是??一個典型的例子，由于其長期處于各類車輛的交變荷載作用下而常發(fā)生疲勞破壞。對此，??國內(nèi)外研宄者對其開展了長時間的研究，并逐步發(fā)展了多種檢測方法。疲勞損傷檢測方??法主要分為有損檢測和無損檢測，但是有損檢測對結(jié)構(gòu)會造成一定的損壞，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3042436