简支梁受力过程中变形和声发射参数的关系探究

2017-02-16韩立夫

价值工程 2017年4期

摘要：利用声发射技术和常规检测技术对简支梁破坏过程进行了试验检测，并探究了变形和声发射参数的关系，并给出了同级荷载下，声发射能量和振铃计数随着变形的增大，先增大后减小，不同荷载下，声发射能量、振铃计数和幅度随变形的增大而增大的结论。

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.

關键词：声发射技术；能量；振铃次数；简支梁

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

中图分类号：U446 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0110-03

0 引言

简支梁作为水利工程、土木工程、机电工程、港口工程、航空航天以及交通运输等众多领域的基础结构，其用途广泛，作用巨大。对其进行安全检测也是极其重要的，声发射技术作为一种无损检测的新型手段，其应用前景甚好。若能找到简支梁破坏过程中的声发射信号与应力应变参数间的关系，那么声发射技术在无损检测技术上的应用将会引起大的变革。本文在前人的基础上，利用常规检测和声发射技术分别对简支梁进行了现场检测试验研究，并探究了简支梁破坏过程中声发射参数随时间的变化规律[1]。

1 试验桥梁概况

国道主干线临河绕城公路五排干渠桥为一孔空心板桥，计算跨径19.6m，上部为1跨20m钢筋混凝土简支斜板桥，斜交角为19°。下部为桩柱式桥墩、桩柱式桥台，预制板采用C50混凝土，中板预应力钢筋为14ΦJ15.24，边板预应力钢筋为15ΦJ 15.24。

2 试验设备（表1）

3 试验过程

3.1 布置测点

为得到简支梁在试验载荷作用下的应变情况，在梁的跨中及L/4截面，沿梁高不同位置粘贴电阻应变片[2]。为了得到试验梁在试验荷载作用下的竖向挠度，分别在梁的L/2和L/4断面处梁底处安装了位移计，同时为消除支座沉降对竖向挠度测量的影响，测量时在两端支座处也安装了位移计。为了得到明显的声发射信号和参数，在桥梁跨中底部安装了三个声发射传感器探头[3]。

3.2 加载方法

该桥桥面净宽为11.0m，双向行驶，桥梁的整体计算采用车道荷载。为了保证静载试验的有效性，根据各测试截面的内力与挠度影响线，按最不利位置加载，在保证各主要测试截面试验荷载效率系数达到0.95～1.05的条件下，经过计算确定，试验中使用2辆3轴自卸载重汽车作为试验荷载，试验前对每辆车都严格过磅，保证每辆车的重量误差尽量的控制在10kN以内[4]。

全部测点在加载开始前均进行零级荷载的读数，以后每次加载或卸载后立即读数一次。为防止桥梁结构因加载不慎而发生意外损坏，一切加载均在总指挥的指令下按试验方案拟订的加载程序进行，采取逐级加载的措施，试验中采用分级加载。

3.3 数据处理及分析

挠度测量结果如表2。

图1和图2、图3和图4、图5和图6对比看出：同级荷载下，声发射能量和振铃计数随着变形的增大，先增大后减小；由一级荷载变为二级荷载，简支梁跨中变形增大，其声发射能量、振铃计数和幅度三者都有所增大。

4 结论

①同级荷载下，声发射能量和振铃计数随着变形的增大，先增大后减小。

②不同荷载下，声发射能量、振铃计数和幅度随变形的增大而增大。

参考文献：

[1]宋迎军.桥梁检测新技术[J].科技咨询导报.2007（28）：9-11.

[2]廖海峰，黄德义.混凝土桥梁的检测技术及其新发展述论[J].武汉交通管理干部学院学报，2000，12（4）：26-28.

[3]韩立夫.基于声发射源时差定位技术的研究[J].中国水运，2016（8）：339-340.

[4]尚广明，常会军，黄震.在役桥梁的静载试验方法分析[J].中国新技术新产品，2009（23）：92-93.