基于导波多点散射的在役拱桥吊杆腐蚀损伤识别
2021-10-18朱劲松林阳子官幼平
振动与冲击 2021年19期
陈 鑫, 朱劲松, 林阳子, 官幼平
(1.天津大学 建筑工程学院,天津 300072;2.中铁大桥科学研究院有限公司,武汉 430034;3.广东荣骏建设工程检测股份有限公司,广州 528251;4.深圳市索杆桥梁工程检测有限公司,广东 深圳 518000)
吊杆作为上、中承式拱桥的主要受力构件,其健康状况直接影响结构的安全性与耐久性。吊杆长期暴露在空气中,极易受水、空气及腐蚀性介质侵蚀而产生腐蚀,给桥梁结构带来重大隐患[1-2]。近年来,桥梁在运营过程中吊杆突然断裂的重大安全事故时有发生[3],及时、有效的进行吊杆腐蚀评估是保障在役桥梁结构健康与安全的关键问题之一。
目前,在役吊杆腐蚀还没有可靠的的无损检测方法。常规的无损检测方法,如超声法[4]、漏磁法[5]等,必须贴近待测索体表面,沿其长度方向逐点扫描,存在效率低、成本高、劳动强度大等问题。近年来,基于超声导波的无损检测方法得到了广泛关注。与传统超声检测中使用的体波不同,导波由弹性波在波导介质边界处多次反射形成,克服了传统检测需要沿长度方向逐点扫描的缺点,在识别结构裂纹[6-7]、黏结界面剥离[8]及板材脱层损伤[9]等方面得到了广泛应用。
腐蚀是吊杆中最常见的病害,也是造成索内钢丝断裂的主要诱因。随着腐蚀程度的加剧,吊杆有效截面减小,局部状态显著恶化。由于截面的不连续,导波在传播至损伤处时发生散射,形成导波检测中常用到的缺陷回波。Scalea等[10]在钢绞线中设置人工缺陷模拟局部损伤,通过导波缺陷回波较好的识别出钢绞线损伤。……
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