簡支梁受力過程中變形和聲發(fā)射參數(shù)的關(guān)系探究

摘要：利用聲發(fā)射技術(shù)和常規(guī)檢測技術(shù)對(duì)簡支梁破壞過程進(jìn)行了試驗(yàn)檢測，并探究了變形和聲發(fā)射參數(shù)的關(guān)系，并給出了同級(jí)荷載下，聲發(fā)射能量和振鈴計(jì)數(shù)隨著變形的增大，先增大后減小，不同荷載下，聲發(fā)射能量、振鈴計(jì)數(shù)和幅度隨變形的增大而增大的結(jié)論。

Abstract： The acoustic emission technology and conventional detection technology are used to test the failure process of the beam， and the relationship between deformation and acoustic emission parameters is explored. The results show that under the same load， AE energy and counts first increase and then decrease while the deformation increases， and under different loads， AE energy， counts and amplitude increase while the deformation increases.

關(guān)鍵詞：聲發(fā)射技術(shù)；能量；振鈴次數(shù)；簡支梁

Key words： acoustic emission technology；energy；counts；simply supported beam

中圖分類號(hào)：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）04-0110-03

0 引言

簡支梁作為水利工程、土木工程、機(jī)電工程、港口工程、航空航天以及交通運(yùn)輸?shù)缺姸囝I(lǐng)域的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其用途廣泛，作用巨大。對(duì)其進(jìn)行安全檢測也是極其重要的，聲發(fā)射技術(shù)作為一種無損檢測的新型手段，其應(yīng)用前景甚好。若能找到簡支梁破壞過程中的聲發(fā)射信號(hào)與應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)間的關(guān)系，那么聲發(fā)射技術(shù)在無損檢測技術(shù)上的應(yīng)用將會(huì)引起大的變革。本文在前人的基礎(chǔ)上，利用常規(guī)檢測和聲發(fā)射技術(shù)分別對(duì)簡支梁進(jìn)行了現(xiàn)場檢測試驗(yàn)研究，并探究了簡支梁破壞過程中聲發(fā)射參數(shù)隨時(shí)間的變化規(guī)律[1]。

1 試驗(yàn)橋梁概況

國道主干線臨河繞城公路五排干渠橋?yàn)橐豢卓招陌鍢?，?jì)算跨徑19.6m，上部為1跨20m鋼筋混凝土簡支斜板橋，斜交角為19°。下部為樁柱式橋墩、樁柱式橋臺(tái)，預(yù)制板采用C50混凝土，中板預(yù)應(yīng)力鋼筋為14ΦJ15.24，邊板預(yù)應(yīng)力鋼筋為15ΦJ 15.24。

2 試驗(yàn)設(shè)備（表1）

3 試驗(yàn)過程

3.1 布置測點(diǎn)

為得到簡支梁在試驗(yàn)載荷作用下的應(yīng)變情況，在梁的跨中及L/4截面，沿梁高不同位置粘貼電阻應(yīng)變片[2]。為了得到試驗(yàn)梁在試驗(yàn)荷載作用下的豎向撓度，分別在梁的L/2和L/4斷面處梁底處安裝了位移計(jì)，同時(shí)為消除支座沉降對(duì)豎向撓度測量的影響，測量時(shí)在兩端支座處也安裝了位移計(jì)。為了得到明顯的聲發(fā)射信號(hào)和參數(shù)，在橋梁跨中底部安裝了三個(gè)聲發(fā)射傳感器探頭[3]。

3.2 加載方法

該橋橋面凈寬為11.0m，雙向行駛，橋梁的整體計(jì)算采用車道荷載。為了保證靜載試驗(yàn)的有效性，根據(jù)各測試截面的內(nèi)力與撓度影響線，按最不利位置加載，在保證各主要測試截面試驗(yàn)荷載效率系數(shù)達(dá)到0.95～1.05的條件下，經(jīng)過計(jì)算確定，試驗(yàn)中使用2輛3軸自卸載重汽車作為試驗(yàn)荷載，試驗(yàn)前對(duì)每輛車都嚴(yán)格過磅，保證每輛車的重量誤差盡量的控制在10kN以內(nèi)[4]。

全部測點(diǎn)在加載開始前均進(jìn)行零級(jí)荷載的讀數(shù)，以后每次加載或卸載后立即讀數(shù)一次。為防止橋梁結(jié)構(gòu)因加載不慎而發(fā)生意外損壞，一切加載均在總指揮的指令下按試驗(yàn)方案擬訂的加載程序進(jìn)行，采取逐級(jí)加載的措施，試驗(yàn)中采用分級(jí)加載。

3.3 數(shù)據(jù)處理及分析

撓度測量結(jié)果如表2。

圖1和圖2、圖3和圖4、圖5和圖6對(duì)比看出：同級(jí)荷載下，聲發(fā)射能量和振鈴計(jì)數(shù)隨著變形的增大，先增大后減?。挥梢患?jí)荷載變?yōu)槎?jí)荷載，簡支梁跨中變形增大，其聲發(fā)射能量、振鈴計(jì)數(shù)和幅度三者都有所增大。

4 結(jié)論

①同級(jí)荷載下，聲發(fā)射能量和振鈴計(jì)數(shù)隨著變形的增大，先增大后減小。

②不同荷載下，聲發(fā)射能量、振鈴計(jì)數(shù)和幅度隨變形的增大而增大。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋迎軍.橋梁檢測新技術(shù)[J].科技咨詢導(dǎo)報(bào).2007（28）：9-11.

[2]廖海峰，黃德義.混凝土橋梁的檢測技術(shù)及其新發(fā)展述論[J].武漢交通管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，12（4）：26-28.

[3]韓立夫.基于聲發(fā)射源時(shí)差定位技術(shù)的研究[J].中國水運(yùn)，2016（8）：339-340.

[4]尚廣明，常會(huì)軍，黃震.在役橋梁的靜載試驗(yàn)方法分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（23）：92-93.

[5]陳喜強(qiáng)，王志強(qiáng).橋梁結(jié)構(gòu)聲發(fā)射現(xiàn)場檢測方法探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（32）：244-245.