[發明專利]一種鋼-混凝土組合結構損傷測量系統

有效

• 申請號: 202010027092.8
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111189404B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 韓冰;趙文忠;李旺旺;胡所亭;周安民;張國慶;王向平;吳銀利
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;河北曲港高速公路開發有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B21/02;G01N29/14;G01N29/22
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

1.一種鋼-混凝土組合結構損傷測量系統，其特征在于，包括：光纖光柵測量組(31)、光纖光柵溫度補償組(33)、光纖光柵解調儀、顯示器、聲發射測量裝置和引伸計(102)；

所述光纖光柵測量組(31)和光纖光柵溫度補償組(33)布置在縱向鋼-混凝土組合橋界面處的鋼梁(74)表面、橫向鋼-混凝土組合橋界面處的鋼梁(74)表面和鋼-混凝土組合結構中的內埋鋼筋(111)表面，

所述光纖光柵測量組(31)用于測量縱向鋼-混凝土組合橋界面處的鋼梁(74)應變、橫向鋼-混凝土組合橋界面處的鋼梁(74)應變和鋼-混凝土組合結構中內埋鋼筋(111)的應變，

所述光纖光柵溫度補償組(33)用于測量溫度變化引起的波長變化，消除溫度變化對測量數據的影響；

所述光纖光柵測量組(31)和光纖光柵溫度補償組(33)通過光纖(12)與光纖光柵解調儀連接，并將測量數據發送給光纖光柵解調儀；

所述光纖光柵解調儀與顯示器連接，用于接收測量數據，并對其進行處理，并將處理后的數據發送給顯示器；

所述聲發射測量裝置包括：聲發射傳感器(61)、數據線(75)、傳感器固定裝置和聲發射采集儀；

所述聲發射傳感器(61)通過傳感器固定裝置安裝在混凝土板(73)表面，

所述聲發射傳感器(61)通過數據線(75)與聲發射采集儀連接，用于將采集的聲信號發送到聲發射采集儀，

聲發射采集儀與顯示器連接，用于接收聲信號，并對其進行分析計算，分析處理完成后將處理結果發送到顯示器進行顯示；

所述引伸計(102)預埋于混凝土(103)內部，所述引伸計(102)的一端通過焊接連接于鋼梁表面，引伸計的另一端與打磨光亮后的鋼梁連接，在連接處涂抹704硅橡膠，用于進行軟防護，引伸計的一端用于代表鋼梁的位移變形，引伸計的另一端用于代表混凝土的位移變形，引伸計(102)用于測量鋼梁與混凝土之間的位移差，并將測量結果傳送至顯示器。

2.如權利要求1所述的鋼-混凝土組合結構損傷測量系統，其特征在于，在安裝光纖光柵測量組(31)和光纖光柵溫度補償組(33)之前，對光纖光柵(11)施加預應力，將光纖光柵(11)置于最佳測量范圍。

3.如權利要求2所述的鋼-混凝土組合結構損傷測量系統，其特征在于，光纖光柵測量組(31)和光纖光柵溫度補償組(33)的安裝過程具體如下：

在測量位置處進行打磨，用于保證光纖光柵測量組(31)和光纖光柵溫度補償組(33)與被測對象進行有效接觸；

光纖光柵測量組(31)中的N個光纖光柵(11)通過快干型強力膠水(35)黏貼于鋼梁表面，然后在光纖光柵(11)的表面依次涂覆704硅橡膠和環氧樹脂膠，形成704硅橡膠隔離層(36)和環氧樹脂膠水保護層(32)；

光纖光柵溫度補償組(33)中的N個光纖光柵(11)的外層安裝塑料套管，形成塑料套管隔離層(37)，然后依次涂覆704硅橡膠和環氧樹脂膠，形成704硅橡膠隔離層(36)和環氧樹脂膠水保護層(32)，塑料套管用于進行隔離，使光纖光柵(11)不與被測對象共同變形；

所述704硅橡膠隔離(36)層用于進行軟防護，減小測點處光纖光柵(11)與混凝土(103)之間的相互作用，保證光纖光柵(11)與被測對象共同變形，提高測量精度；

所述環氧樹脂膠水保護層(32)用于進行硬防護，保證光纖光柵(11)在混凝土(103)澆筑過程中不被破壞。

4.如權利要求2所述的鋼-混凝土組合結構損傷測量系統，其特征在于，所述光纖光柵(11)的測量標距為1-10mm。

5.如權利要求1所述的鋼-混凝土組合結構損傷測量系統，其特征在于，所述聲發射傳感器(61)采用聲發射帶寬為100kHz-1.0MHz的寬頻傳感器。