[发明专利]超声波无损检测方钢管混凝土柱不均匀套箍约束力的方法

权利要求书

1.一种超声波无损检测方钢管混凝土柱不均匀套箍约束力的方法，其特征在于：该方法以待测方钢管混凝土柱结构本身作为敏感元件，利用超声波发射传感器向所述待测方钢管混凝土柱结构发射超声波，多个沿截面宽度分布的超声波接收装置接收透过所述待测方钢管混凝土柱结构的声波测试信号，根据接收到的超声波声-应力敏感性参数与套箍约束力之间的关系，精确量测出所述待测方钢管混凝土柱结构受压时方钢管对核心混凝土的不均匀套箍约束力以及约束力沿截面宽度方向的分布；包括如下步骤：

(1)预埋超声波发射传感器，在核心混凝土浇筑前超声波发射传感器埋置于待测方钢管混凝土柱中所需量测截面的中心位置；

(2)对待测方钢管混凝土柱进行受压试验，采用分级加载；在加载初期，每级加载为预估极限荷载的1/10，当钢管进入屈服阶段后，每级荷载为极限荷载的1/20，每级持荷时间为2～3min，待压力机表盘指针稳定后进行超声测试；

(3)超声测试，通过超声耦合剂沿钢管截面宽度方向的角部，B/6，B/3和B/2处均匀布置4个超声波接收器，B为待测方钢管混凝土柱中方钢管截面宽度；待与待测方钢管混凝土柱中截面钢管外表面良好接触后，测试时超声波发射传感器向待测方钢管混凝土柱发射超声波，超声波接收装置接收透射穿过待测方钢管混凝土柱中的超声波，同时记录该透射的超声波对应的波束曲线；

(4)计算机分析处理超声波接收装置接收到的沿方钢管截面宽度方向的不同位置对应的超声波测试信号，利用小波对所接受的声波信号进行处理，利用公式(1)计算加权频域谱面积参数：

式中：S^j为第2^j尺度下的小波分量的频域谱面积的变化幅度值；进而根据分析处理后的超声波声-应力敏感参数与应力的相关性测算出沿方钢管截面宽度方向的不均匀套箍约束力。

2.根据权利要求1所述的超声波无损检测方钢管混凝土柱不均匀套箍约束力的方法，其特征在于：所述步骤(3)中4个超声波接收装置布置在所述待测方钢管混凝土柱结构同一横截面钢管外表面沿截面宽度的不同位置。

3.根据权利要求1或2所述的超声波无损检测方钢管混凝土柱不均匀套箍约束力的方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用超声波穿透法检测，进行超声测试时，在方钢管混凝土粘结状态良好的情况下，可避免超声波沿着方钢管壁绕射的情况。