[发明专利]基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法

说明书

本发明公开了基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法，经理论计算及以往实际工程经验确定容易发生钢管混凝土脱粘、空的关键区段作为监测区段，单个监测区段实时监测内容有管内混凝土三向应变监测、管内混凝土温度监测、钢管壁二向应变监测三部分内容，实时进行管内混凝土及钢管壁的实时应变监测及对比，从径向、环向、轴向三个方向的应变对比综合判别出钢管内核心混凝土与钢管壁之间是否脱粘，甚至脱空。通过该综合判别方法可以对钢管内的混凝土脱粘(空)情况进行准确判断，了解钢管内的混凝土浇筑情况。

技术领域

本发明涉及一种基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法，特别是一种基于光纤光栅实时监测数据的钢管混凝土脱粘(空)综合判别方法。

背景技术

钢管混凝土拱桥具有自重轻、强度大、抗变形能力强等诸多优点。近十年来在交通领域，特别是西南峡谷山区，钢管混凝土拱桥的数量急剧攀升，我国已建和在建的100m以上大跨度钢管混凝土拱桥，截止2017年9月达到252座，以平均每年9座增长。

然而与工程建设剧增不相匹配的是，对钢管混凝土这种二元材料的承载特性还未研究清楚，二者之间承载机理均是建立在协同变形的前提基础上，但是在实际工程中发现钢管混凝土由于管内混凝土硬化均不同程度会发生脱粘(空)现象，且发生的时间点有可能发生在建设期也有可能发生在后期营运期。交竣工时常采用超声波法、敲击法等方法进行现场检测，只能评定检测时刻的状态，无法考虑二者粘合界面随时间的变化情况。亟待以监测的方式对钢管混凝土及管壁进行协同监测对比并实时进行判别分析。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法。通过该综合判别方法可以对钢管内的混凝土脱粘(空)情况进行准确判断，了解钢管内的混凝土浇筑情况

本发明的技术方案：基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法，经理论计算及以往实际工程经验确定容易发生钢管混凝土脱粘、空的关键区段作为监测区段，单个监测区段实时监测内容有管内混凝土三向应变监测、管内混凝土温度监测、钢管壁二向应变监测三部分内容，实时进行管内混凝土及钢管壁的实时应变监测及对比，从径向、环向、轴向三个方向的应变对比综合判别出钢管内核心混凝土与钢管壁之间是否脱粘，甚至脱空；

具体步骤如下：

A.管内混凝土灌注前在钢管内部待监测位置内置监测钢筋笼，监测钢筋笼上设置径向、环向、轴向应变监测传感器；

B、在钢管内壁上对应监测钢筋笼最外圈管内混凝土三向应变监测传感器的位置外贴轴向应变和环向应变监测传感器；将封装好的光纤光栅贴片式应变计作为钢管壁二向应变监测的感测传感器固定在钢管外壁上；

C、在内置监测钢筋笼上设置中心处及管壁处温度传感器；

D、将所有传感器统一集成至光纤光栅调制解调仪处进行数据集成及远程传输，在进行监测数据读取时采取系统自动协同读取、保存、远程传输及预警；

E、根据实时监测的数据，进行管内混凝土的径向应变场、环向应变场、轴向应变场、温度场的场分布分析，以及与管壁轴向应变场、环向应变场的对比分析，进行脱粘、空综合识别。

前述的基于实时监测数据的钢管混凝土脱粘空综合判别方法中，所述管内混凝土三向应变监测中：

单个监测区段管内混凝土轴向应变监测点设置为3个监测截面，每个监测截面在截面中心布置1个测点、R/2环分别在顶、底、上游方向、下游方向各布置1个测点、靠近管壁环分别在顶、底、上游方向、下游方向各布置1个测点，单监测区段管内混凝土轴向应变监测点共27个测点；

单个监测区段管内混凝土径向应变监测点设置为1个监测截面，在截面中心布置2个测点、R/2环分别在顶、底、上游方向、下游方向各布置1个测点、靠近管壁环分别在顶、底、上游方向、下游方向各布置1个测点，单监测区段管内混凝土径向应变监测点共10个测点；