[發明專利]基于平面應力狀態應力集中的橋梁纜索銹蝕監測方法

有效

• 申請號: 201410441458.0
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104198672A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 蘭成明;肖珣;孫冬柏;李惠
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N33/20
• 分類號: G01N33/20
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種基于平面應力狀態應力集中的橋梁纜索銹蝕監測方法，其特征在于，所述方法包括：

1）取與監測纜索內鋼絲或鋼絞線同牌號的高強鋼絲，在中部進行切割，取出矩形薄片作為傳感元件，預留該矩形薄片截面一側作為銹蝕監測面；

2）在矩形截面高度方向距銹蝕監測面不同高度位置處設置連續的應變測點，將所述鋼絲薄片與輔助框架連接形成銹蝕監測裝置；

3）利用銹蝕監測裝置對中間鋼絲薄片施加預拉應力，鋼絲薄片形成平面應力狀態，鋼絲薄片的預拉應力與纜索內鋼絲或鋼絞線恒載索力下的拉應力相同；

4）對薄片矩形其它3個表面采用聚酯材料進行防腐保護，聚酯材料與鋼絲間進行防腐處理；

5）將所述銹蝕監測裝置布置在橋梁纜索高密度聚乙烯護套內，或錨頭防護蓋內；

6）當侵蝕介質侵入達到銹蝕監測面，引起鋼絲銹蝕監測面銹蝕，則鋼絲銹蝕區域形成應力集中，局部應變發生突變，根據鋼絲薄片截面上不同高度處布設的連續應變測點監測數據，判斷纜索內高強鋼絲或鋼絞線初始銹蝕時間并計算銹蝕程度與銹蝕速率；

7）當侵蝕介質侵入達到銹蝕監測面，引起鋼絲銹蝕監測面形成應力腐蝕裂紋，則鋼絲應力腐蝕裂紋區域形成應力集中，局部應變發生突變，則可根據鋼絲薄片截面上不同高度處布設的連續應變測點的監測數據判斷應力腐蝕初始時間并通過相應計算程序計算應力腐蝕裂紋深度。

2.根據權利要求1所述的監測方法，其特征在于，所述銹蝕監測裝置（1）包括輔助框架（5）、高強鋼絲薄片（4）和錨固裝置（6），所述高強鋼絲薄片（4）的一個截面為銹蝕監測面（11），在鋼絲薄片截面高度方向距離所述銹蝕監測面（11）不同高度處設置連續應變測點（7）并通過錨固裝置（6）安裝在輔助框架（5）中，所述錨固裝置（6）對高強鋼絲薄片（4）進行預應力加載并錨固。

3.根據權利要求2所述的監測方法，其特征在于，所述高強鋼絲薄片（4）除銹蝕監測面（11）外的三個表面設置防腐層（9）和聚酯材料保護套（8），進行封裝。

4.根據權利要求3所述的監測方法，其特征在于，所述連續應變測點（7）為高空間分辨率分布式光纖，通過高性能膠水粘貼在高強鋼絲薄片（4）截面上，通過傳輸光纖與相應解調儀連接。

5.根據權利要求4所述的監測方法，其特征在于，所述連續應變測點（7）在靠近錨固裝置（6）附近預留一段高空間分辨率分布式光纖不與高強鋼絲薄片（4）粘貼，用于監測溫度并進行溫度補償。

6.根據權利要求3所述的監測方法，其特征在于，所述連續應變測點（7）采用鏈式應變片組，所述每個鏈式應變片組內有10個應變測量片和1個用于溫度補償的溫度補償片。

7.根據權利要求6所述的監測方法，其特征在于，所述鏈式應變片組內應變片柵長0.6mm，相鄰應變片中心距1mm，通過高性能膠水粘貼在高強鋼絲薄片（4）截面上的不同高度處，所述應變片組通過焊接端子和導線與相應的應變儀連接，連續監測鋼絲長度方向上各測點的平均應變。