后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法及系统与流程

本发明属于桥梁预应力施工与检测，尤其涉及一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法及系统。

背景技术：

1、在桥梁建设中，后张法预应力施工是常见的施工方法。锚下有效预应力的准确检测对于评估桥梁的施工质量、保证桥梁的安全性和耐久性具有重要意义。在预应力检测方法上，一直是困扰工程技术人员的问题，长期以来无有效的检测方法，近年来推广的反拉法等在实际运用中影响因素较多，比如，反拉法只有在张拉完成后钢绞线未切割的条件下才能运用，另外，反拉法检测无法检测现浇箱梁的长束预应力钢绞线(如超过60m)，长束预应力筋由于为波浪形控制，反拉法检测存在预应力损失过大，钢绞线中间位置无法检测等缺陷。

2、另外，cn201610531483.7公开的一种利用电磁振荡原理测量钢绞线预应力的方法给出了一种基于电磁振荡原理的预应力检测方法，将钢绞线连接在lc回路中，在一定的情况下可以得到钢绞线的应力与电磁参数之间的关系，但是由于钢绞线作为电路一部分，对于长束钢绞线或者后张法钢绞线存在检测不方便，数据偏差较大的现象，因此，本发明提出了一种电磁振荡法检测后张法锚下有效预应力的方法及其仪器，旨在提高检测精度和效率，并能在多种环境和情况下进行预应力检测，特别适合于长束钢绞线检测(超过60m的长束钢绞线)。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法及系统，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，包括：

3、确定钢绞线的线圈缠绕范围；

4、基于所述线圈缠绕范围对所述钢绞线涂刷绝缘漆并基于软胶套管进行密封固定；

5、在软胶套管上缠绕电感线圈并将电感线圈的两端连接高精度电线引出梁体外并形成lc闭合回路；

6、将引出梁体的导线连接仪器箱，设置振荡频率和强度，基于所述振荡频率和强度提取振荡响应信号，基于所述振荡响应信号计算锚下有效预应力。

7、可选地，所述锚下有效预应力的表达式为：

8、

9、式中，peff表示锚下有效预应力，k表示比例系数，f表示电磁振荡频率，a表示预应力筋的截面积，l表示预应力筋的包裹线圈的有效长度，δω表示电磁振荡响应信号的频率变化量，ω0表示预应力筋在无应力状态下，通电线圈电磁振荡固有频率。

10、可选地，计算锚下有效预应力前还包括比例系数的确定，其中，比例系数的确定过程包括：

11、确定预应力筋样品，将电感线圈安装于预应力筋样品上；

12、将所述预应力筋样品进行张拉并采集电磁响应信号；

13、改变震荡频率，重复张拉预应力筋样品并采集电磁响应信号得到不同频率下的响应信号；

14、对不同频率下的响应信号进行预处理得到预处理响应信号；

15、提取所述预处理响应信号的特征参数绘制振荡频率与振荡响应的关系曲线；

16、基于所述关系曲线确定比例系数。

17、可选地，对不同频率下的响应信号进行预处理的过程包括：

18、导入响应信号并进行信号预览，基于滤波技术去除信号中的高频噪声得到滤波后的信号；

19、对所述滤波后的信号进行去噪得到去噪信号；

20、对所述去噪信号进行分段得到预处理响应信号。

21、可选地，所述预处理响应信号的特征参数包括振幅、频率、相位、峰值、峰峰值、均方根值。

22、本发明将所述长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法开发一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测系统，系统包括：电感线圈、电容器、信号放大器与信号解析器、频率计、数据处理与分析子系统、无线通信子系统和太阳能供电子系统；

23、其中，所述电感线圈缠绕在钢绞线上，所述电感线圈用于反映钢绞线的内部应力变化；

24、所述电容器用于确定电容值范围；

25、所述信号放大器与信号解析器用于输出稳定频率信号；

26、所述频率计用于捕捉到由钢绞线应力变化引起的频率变化；

27、所述无线通信子系统用于传输数据信号；

28、所述数据处理与分析子系统用于对收集的数据信号进行处理得到振荡响应信息；

29、所述太阳能供电子系统用于提供稳定电源。

30、可选地，所述电感线圈的电感值范围为：60微亨～800微亨，品质因数大于100；

31、所述电容值范围为：300皮法～8纳法，电容稳定性变化率小于0.1％；

32、所述信号放大器与信号解析器的频率范围为：300千赫兹～7兆赫兹，频率稳定性变化率小于0.01％；

33、所述频率计的测量范围为：300千赫兹～7兆赫兹，分辨率小于0.01hz；

34、所述无线通信子系统的频率范围为：300千赫兹～7兆赫兹，频率稳定性变化率小于0.01％。

35、本发明还公开了一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测系统，包括：缠绕范围确定模块、密封模块、电感模块和有效预应力测量模块；

36、其中，缠绕范围确定模块用于确定钢绞线的线圈缠绕范围；

37、所述密封模块用于对所述钢绞线进行密封固定；

38、所述电感模块用于形成lc闭合回路；

39、所述有效预应力测量模块用于计算锚下有效预应力。

40、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

41、①本发明通过太阳能供电系统可保持电容内长期连续供电；②本发明通过计算机远程获取仪器数据，可实时进行应力监测，无需到现场检测；③本发明通过计算机内置程序，及时计算钢绞线应力大小。

技术特征：

1.一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，所述锚下有效预应力的表达式为：

3.根据权利要求2所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，计算锚下有效预应力前还包括比例系数的确定，其中，比例系数的确定过程包括：

4.根据权利要求3所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，对不同频率下的响应信号进行预处理的过程包括：

5.根据权利要求3所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，所述预处理响应信号的特征参数包括振幅、频率、相位、峰值、峰峰值、均方根值。

6.根据权利要求1所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，将所述长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法开发一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测系统，系统包括：电感线圈、电容器、信号放大器与信号解析器、频率计、数据处理与分析子系统、无线通信子系统和太阳能供电子系统；

7.根据权利要求6所述的后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法，其特征在于，

8.一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测系统，其特征在于，包括：缠绕范围确定模块、密封模块、电感模块和有效预应力测量模块；

技术总结本发明公开了一种后张法现浇箱梁长束锚下有效预应力电磁振荡检测方法及系统，属于桥梁预应力施工及检测技术领域，该方法包括以下步骤：确定钢绞线的线圈缠绕范围；基于所述线圈缠绕范围对所述钢绞线涂刷绝缘漆并基于软胶套管进行密封固定；在软胶套管上缠绕电感线圈并将电感线圈的两端连接高精度电线引出梁体外并形成LC闭合回路；将引出梁体的导线连接仪器箱，设置振荡频率和强度，基于所述振荡频率和强度提取振荡响应信号，基于所述振荡响应信号计算锚下有效预应力。技术研发人员：喻光林,王国安,王以青,戴武,张小东,吕旭,熊文德,吕泰达,王芮文受保护的技术使用者：江苏现代蜀宁工程建设有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/21