簡支梁受力過程中變形和聲發射參數的關系探究

摘要：利用聲發射技術和常規檢測技術對簡支梁破壞過程進行了試驗檢測，并探究了變形和聲發射參數的關系，并給出了同級荷載下，聲發射能量和振鈴計數隨著變形的增大，先增大后減小，不同荷載下，聲發射能量、振鈴計數和幅度隨變形的增大而增大的結論。

Abstract： The acoustic emission technology and conventional detection technology are used to test the failure process of the beam， and the relationship between deformation and acoustic emission parameters is explored. The results show that under the same load， AE energy and counts first increase and then decrease while the deformation increases， and under different loads， AE energy， counts and amplitude increase while the deformation increases.

關鍵詞：聲發射技術；能量；振鈴次數；簡支梁

Key words： acoustic emission technology；energy；counts；simply supported beam

中圖分類號：U446 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0110-03

0 引言

簡支梁作為水利工程、土木工程、機電工程、港口工程、航空航天以及交通運輸等眾多領域的基礎結構，其用途廣泛，作用巨大。對其進行安全檢測也是極其重要的，聲發射技術作為一種無損檢測的新型手段，其應用前景甚好。若能找到簡支梁破壞過程中的聲發射信號與應力應變參數間的關系，那么聲發射技術在無損檢測技術上的應用將會引起大的變革。本文在前人的基礎上，利用常規檢測和聲發射技術分別對簡支梁進行了現場檢測試驗研究，并探究了簡支梁破壞過程中聲發射參數隨時間的變化規律[1]。

1 試驗橋梁概況

國道主干線臨河繞城公路五排干渠橋為一孔空心板橋，計算跨徑19.6m，上部為1跨20m鋼筋混凝土簡支斜板橋，斜交角為19°。下部為樁柱式橋墩、樁柱式橋臺，預制板采用C50混凝土，中板預應力鋼筋為14ΦJ15.24，邊板預應力鋼筋為15ΦJ 15.24。

2 試驗設備（表1）

3 試驗過程

3.1 布置測點

為得到簡支梁在試驗載荷作用下的應變情況，在梁的跨中及L/4截面，沿梁高不同位置粘貼電阻應變片[2]。為了得到試驗梁在試驗荷載作用下的豎向撓度，分別在梁的L/2和L/4斷面處梁底處安裝了位移計，同時為消除支座沉降對豎向撓度測量的影響，測量時在兩端支座處也安裝了位移計。為了得到明顯的聲發射信號和參數，在橋梁跨中底部安裝了三個聲發射傳感器探頭[3]。

3.2 加載方法

該橋橋面凈寬為11.0m，雙向行駛，橋梁的整體計算采用車道荷載。為了保證靜載試驗的有效性，根據各測試截面的內力與撓度影響線，按最不利位置加載，在保證各主要測試截面試驗荷載效率系數達到0.95～1.05的條件下，經過計算確定，試驗中使用2輛3軸自卸載重汽車作為試驗荷載，試驗前對每輛車都嚴格過磅，保證每輛車的重量誤差盡量的控制在10kN以內[4]。

全部測點在加載開始前均進行零級荷載的讀數，以后每次加載或卸載后立即讀數一次。為防止橋梁結構因加載不慎而發生意外損壞，一切加載均在總指揮的指令下按試驗方案擬訂的加載程序進行，采取逐級加載的措施，試驗中采用分級加載。

3.3 數據處理及分析

撓度測量結果如表2。

圖1和圖2、圖3和圖4、圖5和圖6對比看出：同級荷載下，聲發射能量和振鈴計數隨著變形的增大，先增大后減??；由一級荷載變為二級荷載，簡支梁跨中變形增大，其聲發射能量、振鈴計數和幅度三者都有所增大。

4 結論

①同級荷載下，聲發射能量和振鈴計數隨著變形的增大，先增大后減小。

②不同荷載下，聲發射能量、振鈴計數和幅度隨變形的增大而增大。

參考文獻：

[1]宋迎軍.橋梁檢測新技術[J].科技咨詢導報.2007（28）：9-11.

[2]廖海峰，黃德義.混凝土橋梁的檢測技術及其新發展述論[J].武漢交通管理干部學院學報，2000，12（4）：26-28.

[3]韓立夫.基于聲發射源時差定位技術的研究[J].中國水運，2016（8）：339-340.

[4]尚廣明，常會軍，黃震.在役橋梁的靜載試驗方法分析[J].中國新技術新產品，2009（23）：92-93.

[5]陳喜強，王志強.橋梁結構聲發射現場檢測方法探討[J].科技創新導報，2009（32）：244-245.