橋梁預應力混凝土梁縱向與橫向應力波特征及其應用.pdf

1、預應力混凝土結構有著剛度大、抗疲勞效果好、重量輕以及能有效控制結構撓度的優(yōu)點而被廣泛的應用于現代橋梁工程中。預應力管道注漿質量直接影響混凝土梁橋結構耐久性和承載能力，因此對預應力管道注漿質量進行檢測是預防和消除結構安全隱患的重要步驟。應力波方法是預應力結構主要的無損檢測方法，研究應力波在預應力管道結構中的傳播特性、影響因素和應力波信號處理方法有助于優(yōu)化檢測方案和修正檢測結果。
　　本文研究了橋梁預應力混凝土結構中縱向和橫向應力波特

2、性，首先利用有限元方法進行仿真模擬分析，然后進行實驗測試分析，主要目的是通過應力波法識別預應力混凝土結構中的注漿缺陷，本文的主要研究內容及結果如下：
　　(1)研究了預應力管道注漿結構縱向透射應力波特性和混凝土強度對應力波的影響。首先用ANSYS/LS-DYNA有限元軟件建立無管道結構混凝土有限元模型和預應力管道結構有限元模型，然后求解并分析空漿長度和脫空度對固結波速的影響，以及混凝土強度對應力波首波時間和幅度的影響。結果表明，隨

3、著空漿長度從0m增加到0.2m，固結波速從4037m/s增加到4914m/s；固結波速隨著注漿脫空度的增大而增大；隨著混凝土型號的增加，應力波首波到達時間從63.89μs減小到51.78μs；應力波信號幅度隨混凝土強度的增加而減小。
　　(2)研究預應力管道注漿結構檢測的橫向反射應力波特性，并通過分數階傅立葉變換對預應力管道結構注漿缺陷進行識別分析。首先用 ANSYS/LSDYNA有限元軟件建立注漿密實度分別為0％、30％、50％

4、、70％、100％的預應力管道結構有限元模型，求解并分析，利用分數階傅立葉變換處理應力波數據，計算得到信號分數階域幅值比。結果表明，管道反射波隨著注漿密實度增加而減小，有缺陷處的分數階傅里葉域幅值比不相等，通過激發(fā)點兩側信號的分數階域幅值比能夠識別出注漿缺陷。
　　(3)對分數階傅立葉域幅值比識別預應力管道結構注漿缺陷的方法進行了實驗模型上的驗證分析。通過建立實際模型，利用 TH402型橋梁注漿密實度檢測儀進行數據采集，實驗模型中