[發明專利]一種預制拼裝箱型拱肋及其損傷檢測方法

在審

• 申請號: 201710310657.1
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107237249A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 蔣田勇;寧怡豪;田仲初
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E01D4/00
• 分類號: E01D4/00;E01D2/04;C04B28/00;G01N33/38;E01D101/26
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 馬強,王娟

1.一種預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，包括多段依次拼接的箱型拱肋預制構件(1)；所述箱型拱肋預制構件(1)兩側腹板上部、中部、下部處均安裝有壓電智能骨料(4)，且其中一側腹板上的壓電智能骨料(4)用作信號驅動器，另一側腹板上的壓電智能骨料(4)用作信號傳感器；所述壓電智能骨料(4)的預埋位置與箱型拱肋預制構件(1)的接縫面之間的距離小于15cm。

2.根據權利要求1所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述壓電智能骨料(4)與數據采集儀連接。

3.根據權利要求1所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，相鄰兩段箱型拱肋預制構件(1)的接縫面上均設有牛腿，且所述牛腿上開設有安裝孔(3)；相鄰兩段箱型拱肋預制構件(1)的接縫面上均設有能插入相應安裝孔(3)的連接桿(2)。

4.根據權利要求3所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述牛腿傾斜段與水平面夾角θ的取值范圍為15°到45°。

5.根據權利要求3所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述牛腿接縫高度H₁與箱型拱肋的高度H₂的比值為1/2；牛腿鍵齒深度D與牛腿接縫高度H₁的比值≥1/9。

6.根據權利要求5所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述安裝孔(3)的深度與所述牛腿鍵齒深度D相同；所述連接桿(2)的長度與所述牛腿鍵齒深度D相同。

7.根據權利要求1所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述箱型拱肋預制構件(1)材料的質量比為：水泥：石英砂：硅灰：減水劑：鋼纖維＝1：1.1：0.25：1.5：0.02。

8.根據權利要求6所述的預制拼裝箱型拱肋，其特征在于，所述石英砂平均粒徑為300nm；硅灰平均粒徑為100nm；減水劑采用聚羧酸型高效減水劑，水膠比為0.18；鋼纖維長度為12mm，直徑為0.02mm，抗壓強度大于2600MPa。

9.一種預制拼裝箱型拱肋的損傷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)信號傳感器采集信號驅動器發出的正弦掃頻信號，并對該正弦掃頻信號進行小波包能量分析，選擇分解層次為i的小波包能量譜向量E_i中前m個較大能量系數的特征頻率帶，將各特征頻率帶的能量比I_k作為結構損傷預警參數：其中，E_i,k和E_i,j分別表示第k個特征頻率帶能量和所有特征頻率帶能量；

2)將各特征頻率帶的能量比I_k按最大值歸一化進行調整，然后通過這些能量比I_k的變化來判斷判斷結構的損傷情況，即ERV_k＝│I│_uk-I_dk，其中，ERV_k為第k個特征頻率帶的能量比變化；I_uk和I_dk分別為結構在健康和損傷狀態下第k個特征頻率帶的能量比；當ERV_k的取值大于10％時，進入預警狀態；當能量比變化值ERV_k的取值大于70％時，立即停止使用。

10.根據權利要求9所述的預制拼裝箱型拱肋的損傷檢測方法，其特征在于，所述正弦掃頻信號的幅值為10V。