[发明专利]一种钢筋混凝土主梁结构锈胀裂缝开裂参数监测方法

摘要

本发明公开了一种钢筋混凝土主梁结构锈胀开裂参数监测方法，采用椭圆形PZT智能骨料监测混凝土结构主梁结构锈胀开裂情况，将智能骨料传感器嵌入混凝土中，将骨料作为传感器和驱动器，将应力波传播的信号与标定信号进行比较，利用多重延时成像技术，结合小波变换处理技术，从而得到锈胀裂缝发生的时间以及裂缝扩展的宽度和深度。与现有技术相比，本发明可以实现实时监测，在施工过程对装置进行镶嵌，实现结构—装置一体化，避免装置对结构本身的损伤；同时结合现有的损伤识别技术和信号处理技术，从而提高测试的精度和智能化。

主权项

1.一种钢筋混凝土主梁结构锈胀裂缝开裂参数监测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在主梁结构1/8、2/8、3/8、4/8、5/8、6/8、7/8截面以及主梁结构的两端各安装两个椭圆形压电智能传感器，对于任一截面或者主梁结构任一端的两个椭圆形压电智能传感器，其中一个椭圆形压电智能传感器沿着水平纵向安装，用以记录混凝土结构锈胀裂缝开裂的宽度，另外一个椭圆形压电智能传感器垂直于水平方向安装，用以记录结构锈胀裂缝的深度；2)基于PZT正压电效应的本构关系以及混凝土锈胀裂缝开裂效应力学原理，建立椭圆形压电智能传感器与锈胀裂缝开裂时间参数的力学模型，tcrack＝D水平/vg1+D纵向/vg2+tok，tcrack为锈胀裂缝开裂时间，D水平为椭圆形压电智能传感器携带的水平开裂信号，D纵向为椭圆形压电智能传感器携带的纵向开裂信号，vg1为信号水平传播速度，vg2为信号纵向传播速度；tok为时间延误信息，并认为椭圆形压电智能传感器主要受轴向力以及轴向力在传感器极化面上均匀分布，求解椭圆形压电智能传感器与混凝土锈胀裂缝开裂参数的对应关系，分析锈胀裂缝开裂特征与传感器激励信号随应力波频率的关系；3)利用在第2)步中建立的椭圆形压电智能传感器与锈胀裂缝开裂参数的力学模型，通过设备对桥梁主梁结构在基准时间t0时的信号的激励和获取，对基准时刻t0时的信息进行傅里叶变化以及小波技术处理，记录新建桥梁在没有锈胀裂缝开裂时刻的频率、振幅参数信息，并记录在当时条件下的环境参数；4)利用锈胀裂缝开裂时刻的频率、振幅参数信息，通过信号标定处理，将主梁结构有锈胀裂缝开裂时的横向应力波和纵向应力波进行降噪处理，结合温度、湿度，对混凝土主梁结构进行定期地、长期地监测，剔除不稳定数据，得到混凝土桥梁主梁结构锈胀裂缝开裂的开始时间、锈胀裂缝开裂的宽度和深度数据。