本發(fā)明涉及錨固結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度的無損檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，關(guān)于錨固結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)的方法較多，例如，四川升拓檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司于2009年申請(qǐng)的公開號(hào)為cn101672751a的一種測(cè)試預(yù)應(yīng)力錨固體系張力的無損檢測(cè)方法，公開了步驟1：把加速度傳感器安裝在預(yù)應(yīng)力錨固體系端部的錨具夾具和觸發(fā)裝置上，用信號(hào)電纜連接到測(cè)試儀；步驟2：用觸發(fā)裝置或自動(dòng)裝置在預(yù)應(yīng)力錨固體系的錨頭夾具上激振，采集測(cè)試數(shù)據(jù)；步驟3：對(duì)預(yù)應(yīng)力體系的響應(yīng)～張力的關(guān)系參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定；步驟4：利用標(biāo)定求得的參數(shù)，對(duì)類似的預(yù)應(yīng)力體系進(jìn)行張力測(cè)定。

湖南科技大學(xué)于2014年申請(qǐng)的公開號(hào)為cn103837279a的基于單自由度系統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)張力的檢測(cè)系統(tǒng)，錨固對(duì)象上開設(shè)有錨桿孔或錨索孔，螺紋鋼筋或鋼絞線通過螺紋鋼筋或鋼絞線的錨固段安裝在錨固對(duì)象的錨桿孔或錨索孔中，波紋套管安裝在錨固對(duì)象的錨桿孔或錨索孔中，套裝在螺紋鋼筋或鋼絞線外，錨固對(duì)象的錨桿孔或錨索孔端口處設(shè)有錨墊板和錨具，錨墊板壓緊波紋套管，錨具用于固定錨墊板，錨具一側(cè)設(shè)有擊振器，另一側(cè)設(shè)有加速傳感器，加速傳感器、激振器分別通過數(shù)據(jù)采集器與電腦連接。

上述對(duì)比文件存在一個(gè)共同的問題：將錨固結(jié)構(gòu)視為一個(gè)整體，僅僅檢測(cè)了錨固結(jié)構(gòu)的應(yīng)力大小，對(duì)錨固結(jié)構(gòu)中鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度沒作討論。而鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度是表征同一錨固結(jié)構(gòu)內(nèi)不同鋼束機(jī)器整體結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的物理量，鋼束應(yīng)力不足、不均勻度過大也正是錨固結(jié)構(gòu)質(zhì)量通病的根源，影響錨固結(jié)構(gòu)的使用壽命，導(dǎo)致錨固工程存在安全隱患，因此檢測(cè)錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力和不均勻度對(duì)錨固結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性均具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度的無損檢測(cè)方法，在工作錨具和每根鋼束連接的諧振裝置上分別設(shè)有加速度傳感器，將每個(gè)加速傳感器連接采集系統(tǒng)，檢測(cè)錨固結(jié)構(gòu)鋼束的工作應(yīng)力及同束不均勻度。

本發(fā)明提供的一種錨固體系工作應(yīng)力及同束不均勻度的無損檢測(cè)方法，包括以下步驟：

s1：在同一錨固結(jié)構(gòu)內(nèi)不同鋼束外露段連接諧振裝置，每個(gè)諧振裝置設(shè)有諧振加速度傳感器，在錨固結(jié)構(gòu)工作錨具上安裝錨具加速度傳感器,將諧振加速度傳感器和錨具加速度傳感器連接至采集系統(tǒng)；

s2：將力激振觸發(fā)裝置連接至采集系統(tǒng)，用觸發(fā)裝置在工作錨具上激勵(lì)產(chǎn)生彈性波，采集系統(tǒng)采集工作錨具上錨具加速度傳感器的響應(yīng)信號(hào)和鋼束外露段上諧振加速度傳感器的響應(yīng)信號(hào)；

s3：對(duì)錨固結(jié)構(gòu)工作錨及鋼束外露段上諧振裝置的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)與應(yīng)力關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，形成特征信息數(shù)據(jù)庫(kù)；

s4：計(jì)算工作錨上錨具加速度傳感器對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及傳遞函數(shù)，計(jì)算鋼束外露段上諧振裝置加速度傳感器對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及傳遞函數(shù)；

s5：按與標(biāo)定特征數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)性推算應(yīng)力筋工作應(yīng)力，進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算：

其中，κ為相關(guān)性，rij為動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)相關(guān)系數(shù)，ri為傳遞函數(shù)相關(guān)系數(shù)，kij、ti為工作錨到各鋼束外露段上諧振裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比及力傳遞函數(shù)，kj、t為應(yīng)力標(biāo)定的特征信息數(shù)據(jù)庫(kù)，rtit為傳遞函數(shù)互相關(guān)，m、σ為傳遞函數(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)差；

s6：檢測(cè)同束不均勻度，按響應(yīng)特征參數(shù)的偏差計(jì)算同束不均度，進(jìn)行不均勻度計(jì)算：

τ為同束不均勻度，kmax為鋼束中動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比最大值，kmin為鋼束中動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比最小值。

進(jìn)一步的，s4中工作錨到各鋼束外露段上諧振裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比及傳遞函數(shù)：

其中，kij為工作錨到鋼束i外露段上桿體諧振裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比，ist-i-j、ian分別為工作錨、鋼束i外露段上諧振裝置的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)，ti為工作錨到諧振裝置i外露段上諧振裝置力傳遞函數(shù)，hst-i、han分別為工作錨、鋼束i外露段上諧振裝置對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的傳遞函數(shù)。

進(jìn)一步的，諧振裝置為桿體式諧振裝置。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供一種錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度的無損檢測(cè)方法，利用應(yīng)力與彈性波動(dòng)力學(xué)特征之間的關(guān)系建立模型，檢測(cè)時(shí)在錨固結(jié)構(gòu)鋼束外露段連接諧振裝置，接諧振裝置設(shè)有加速度傳感器，在錨固結(jié)構(gòu)工作錨具上安裝加速度傳感器，加速度傳感器與采集系統(tǒng)連接。用力激振觸發(fā)裝置在工作錨具產(chǎn)生彈性波，測(cè)試計(jì)算工作錨具及諧振裝置上加速度傳感器的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)，進(jìn)行應(yīng)力與特征參數(shù)標(biāo)定，按與標(biāo)定特征數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)性推算鋼束工作應(yīng)力，按響應(yīng)特征參數(shù)的偏差計(jì)算同束不均勻度。同時(shí)檢測(cè)錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度，對(duì)錨固結(jié)構(gòu)無損傷，提高了檢測(cè)效率，為保障錨固結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性有重要意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1為本發(fā)明一種錨固體系結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-工作錨具，2-錨具加速度傳感器，3-工作錨具，4-鋼束，5-諧振裝置，6-諧振加速度傳感器，7-采集系統(tǒng)，8-觸發(fā)裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要注意的是，除非另有說明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)施例提供的一種錨固結(jié)構(gòu)鋼束工作應(yīng)力及同束不均勻度的無損檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一：在錨固結(jié)構(gòu)工作錨具1上安裝錨具加速度傳感器2,在錨固結(jié)構(gòu)同一工作錨具3內(nèi)不同鋼束4外露段均連接諧振裝置5，每個(gè)諧振裝置5設(shè)有諧振加速度傳感器6，將錨具加速傳感器2和諧振加速傳感器6連接至采集系統(tǒng)7；

步驟二：將觸發(fā)裝置8連接至采集系統(tǒng)7，用力激振觸發(fā)裝置8在工作錨具1上激勵(lì)產(chǎn)生彈性波，采集系統(tǒng)采集工作錨具3上錨具加速度傳感器2的響應(yīng)信號(hào)和鋼束4外露段上諧振加速度傳感器6的響應(yīng)信號(hào)；

步驟三：對(duì)錨固結(jié)構(gòu)工作錨及鋼束外露段上諧振裝置的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)與應(yīng)力關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定，形成特征信息數(shù)據(jù)庫(kù)；

步驟四：計(jì)算工作錨上錨具加速度傳感器2對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及傳遞函數(shù)，計(jì)算鋼束外露段上諧振加速度傳感器6對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)及傳遞函數(shù)；

其中，工作錨到各鋼束外露段上諧振連接裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比及力傳遞函數(shù)：

公式(1)和公式(2)中，kij為工作錨到鋼束i外露段上桿體諧振裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比(頻率比、衰減系數(shù)等)，ist-i-j、ian分別為工作錨、鋼束i外露段上諧振裝置的響應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)(卓越頻率fan、能量ean等)，ti為工作錨到諧振裝置i外露段上諧振裝置力傳遞函數(shù)，hst-i、han分別為工作錨、鋼束i外露段上諧振裝置對(duì)力激振觸發(fā)裝置產(chǎn)生的傳遞函數(shù)。

步驟五：按與標(biāo)定特征數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)性推算應(yīng)力筋工作應(yīng)力，進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算：

公式(3)、公式(4)和公式(5)中，κ為相關(guān)性，rij為動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)相關(guān)系數(shù)，ri為傳遞函數(shù)相關(guān)系數(shù)，kij、ti為工作錨到各鋼束外露段上諧振裝置的動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比及力傳遞函數(shù)，kj、t為應(yīng)力標(biāo)定的特征信息數(shù)據(jù)庫(kù)，rtit為傳遞函數(shù)互相關(guān)，m、σ為傳遞函數(shù)平均值及標(biāo)準(zhǔn)差；

步驟六：按響應(yīng)特征參數(shù)的偏差計(jì)算同束不均度，計(jì)算不均勻度：

公式(6)中，τ為同束不均勻度，kmax為同束各鋼束中動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比最大值，kmin為同束各鋼束中動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)比最小值。

作為本方案的進(jìn)一步改進(jìn)，諧振裝置為桿體式諧振裝置，可以完成將微弱的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大、處理后為后續(xù)分析、記錄設(shè)備提供合格信號(hào)的任務(wù)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。