[實用新型]用于大橋纜索的磁致伸縮導波檢測裝置

有效

• 申請號: 201320273529.1
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203241387U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 張繼東;孫灝;潘根東;顏永先;范厚彬;任旭初;陳星宇;暢衛杰
• 申請（專利權）人: 浙江寧波甬臺溫高速公路有限公司;浙江舟山跨海大橋有限公司
• 主分類號: G01N29/12
• 分類號: G01N29/12
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所 11004
• 代理人: 田世瑢;朱麗巖

技術領域

本實用新型涉及一種橋梁安全檢測裝置，特別是對斜拉橋、懸索橋的安全使用檢測裝置。

背景技術

斜拉橋、懸索橋由于其造價低，建設速度快，在大跨距的橋梁建設中得到飛速發展。世界上已建成的主跨在200米以上的以纜索為主要承載部件的橋梁有幾百座，其中跨徑大于400米的斜拉橋或懸索橋共有近百座。我國至今已建成各種類型的斜拉橋或懸索橋有近200座，其中有幾十座跨徑大于200米，已成為擁有纜索橋梁最多的國家。

纜索作為這類橋梁的主要承載部件，其健康狀況對保證橋梁的健康與安全具有重要意義。而纜索的錨頭索體又是整個拉索結構中受力情況最為惡劣的部位，隨著橋梁服役時間的增長，由于風振、雨滴等微振動引起纜索的振動傳送至纜索端部錨固部件，使得錨頭索體域的安全問題更加嚴重和突出。國內外均出現過由于錨頭索體的率先腐蝕、破裂而導致的纜索脫落、斷裂進而造成換索、塌橋等重大事故，損失巨大。

上述斷索事故及拉索使用壽命過早衰退的原因是，由于拉索長期處于露天服役狀態，直接受日照、溫度變化影響以及風雨侵蝕作用，導致其防護系統老化失效，引起拉索外保護PE套開裂，水氣進入拉索的高強度鋼絲中，順著鋼絲匯集于拉索的錨頭區域；同時由于拉索工作時拉力一般在幾十噸至幾百噸，經國外學者研究表明，拉索在高應力狀態下，腐蝕速度將達到無應力狀態下的兩倍甚至更快。另外，風、雨、車輛載荷激勵下產生的隨機振動會引起鋼絲間的相互磨損、拉索鋼絲的疲勞及拉索防護層的損傷，這些都會影響拉索的使用壽命，給橋梁的安全使用埋下嚴重的隱患。

對于上述問題，專家們用振動信號分析系統對與發生晃動的拉索平行的四根拉索進行索力檢測；用儀器檢測拉索在風作用下自身的振動頻率，并用這個振動頻率反算出拉索的索力，再將測出的索力同以前做比較，才能判斷拉索是否存在問題。然而，如果拉索錨固端存在局部的斷絲或腐蝕損傷，拉索的索力變化微乎其微，因此無法僅通過索力來判斷拉索的健康狀況。同時由于拉索外面包裹有保護層，因此里面的鋼絲是否斷裂或銹蝕暫時缺乏有效的檢測方法。

目前國內外在錨頭索體檢測的研究非常少，主要有超聲檢測法，檢測時必須在拉索錨板處直接接觸平行鋼絲或預應力鋼絞線實現檢測，然而由于拉索錨板一般利用環氧樹脂和鐵砂封死，沒有空間實現檢測，同時在拉索的實際應用中沒有空間利用該方法進行檢測。

綜上，尋找一種全面、遠距離、在線檢測斜拉橋、懸索橋中纜索的錨頭索體方法，是有效解決橋梁的安全使用的有力保障。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于大橋纜索的磁致伸縮導波檢測裝置，以解決對斜拉橋、懸索橋中纜索進行有效、便捷和準確檢測的技術問題。

本實用新型實現上述發明目的，所采用的技術方案如下：

一種用于大橋纜索的磁致伸縮導波檢測裝置，包括發射單點激勵扭轉或縱向模態導波的激勵傳感器、接收傳感器、前置放大器和檢測系統主機；其中檢測系統主機包括通過前置放大器和放大濾波電路與接收傳感器連接的數據采集單元、連接數據采集單元的便攜計算機、與便攜計算機連接的信號發生單元、與信號發生單元和便攜計算機分別連接的門控電路、與門控電路和信號發生單元分別連接的功率放大器，所述激勵傳感器與功率放大器連接。

本實用新型的優點是利用導波在不同材料中的頻散特性和多模式特性，實現拉索端部錨頭索體缺陷檢測，并通過對拉索定期檢查獲得在役纜索的工作狀況，指導纜索的維護工作、延長纜索使用壽命、減少斷索幾率，保證橋梁的安全運營。由此，一方面可以避免由于拉吊桿錨頭區域斷裂而導致橋梁倒坍等重大安全事故，更重要的是利用檢測數據可以避免盲目更換拉吊桿而導致的浪費。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路組成原理框圖。

圖2是本實用新型的檢測信號的采集流程圖。

具體實施方式

本實用新型的電路組成參見圖1所示，它包括發射單點激勵扭轉或縱向模態導波的激勵傳感器、接收傳感器、前置放大器和檢測系統主機；其中檢測系統主機包括通過前置放大器和放大濾波電路與接收傳感器連接的數據采集單元、連接數據采集單元的便攜計算機、與便攜計算機連接的信號發生單元、與信號發生單元和便攜計算機分別連接的門控電路、與門控電路和信號發生單元分別連接的功率放大器，所述激勵傳感器與功率放大器連接。

本實用新型的參數設置包括外層結構參數設置、內層結構參數設置、計算參數設置和顯示參數設置等。

（4）????外層結構參數設置