【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及桥梁工程，特别涉及于一种桥墩加固结构及其监测方法。
技术介绍
1、传统钢筋混凝土桥墩在海洋等外界腐蚀环境、施工不到位、局部碰撞、水流冲刷等条件下,容易引起桥墩保护层剥落、开裂、钢筋锈蚀等病害,导致桥墩的耐久性降低。为消除交通安全隐患、延长桥梁的使用寿命或使桥墩达到更大的承载能力要求，需对破损桥墩进行加固处理。增大截面法是常用的桥墩加固方法，加固前后新旧混凝土之间的有效结合是保障和提升截面承载力的基础。然而，缺乏切实可行的技术方案对加固效果进行有效评估，常用方法如超声波法等，难以在加固后的桥墩中有效实施，截面的增大亦增加了对加固效果主动监测的困难。
技术实现思路
1、(1)技术方案
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种桥墩加固结构，包括桥墩、植筋孔、l型钢筋、管道、压电智能元件、连接线、信号发生器、钢模板、pzt应变片、信号采集系统，所述桥墩上沿竖直方向等距开设有若干组所述植筋孔，每组含有若干个沿所述桥墩横截面呈环形均匀分布的所述植筋孔，所述植筋孔内设有所述l型钢筋，所述管道的数量为三根且沿所述桥墩表面等间距纵向固定，所述管道内布设有信号缆线，所述植筋孔中埋设有所述压电智能元件，所述信号缆线的一端连接所述信号发生器，另一端通过所述连接线与所述压电智能元件相连接，所述桥墩外周设有环状的所述钢模板，所述钢模板内壁与所述桥墩外壁之间绑扎有钢筋并浇筑混凝土形成增大截面部分，所述增大截面部分外壁上粘贴有所述pzt应变片，所述pzt应变片与所述信号采集系统电性
3、优选地，所述管道为pvc管。
4、优选地，所述桥墩的同一平面上至少设有三个所述压电智能元件。
5、优选地，所述压电智能元件从内到外依次由驱动压电陶瓷、防水层及水泥外包骨料构成。
6、优选地，所述防水层由环氧树脂制备而成。
7、优选地，所述钢模板内壁与所述桥墩外壁之间的距离为15-30cm。
8、优选地，所述增大截面部分沿所述桥墩竖直方向每50-100cm粘贴有一组所述pzt应变片，每组含有至少为3个沿所述增大截面部分外壁呈环形等距分布设置的所述pzt应变片。
9、优选地，所述信号采集系统为高频信号采集仪。
10、优选地，所述的一种桥墩加固结构的监测方法，包括以下步骤：
11、(1)凿毛
12、将待加固桥墩的表面混凝土凿毛1cm左右；
13、(3)打孔、植筋
14、打孔前需对待加固桥墩进行钢筋检测，以避开纵筋和箍筋位置后打孔，在孔洞处植入l型钢筋；
15、(3)埋入压电智能元件和安装纵向管道、缆线
16、三根管道均沿桥墩表面等间距纵向固定，在植筋孔内需同时埋入压电智能元件，沿桥墩高度方向每隔50～100cm埋入，在同一平面处需保证至少有三个压电智能元件，压电智能元件通过连接线与纵向管道相连接，将信号缆线布设于纵向管道内，信号缆线的一端连接信号发生器，另一端通过连接线与压电智能元件相连接，连接线与信号缆线绑扎在一起；
17、(4)绑扎钢筋
18、在桥墩外周增大截面部分绑扎钢筋；
19、(6)安装钢模板，浇筑混凝土
20、在桥墩外周增大截面部分安放钢模板及浇筑混凝土，钢模板内侧距离桥墩外缘15～30cm；
21、(6)拆模、养护
22、(7)外贴pzt应变片
23、在加固后的结构表面设计测点，粘贴pzt应变片，沿桥墩高度，每50～100cm设计一组测点，一组为同一平面高度处的测点，至少包含3个，等间距布设；
24、(9)信号采集、处理及分析
25、用信号发生器对单个或者多个压电智能元件施加电激励信号，压电智能元件内的驱动压电陶瓷受到驱动会产生振动，振动波向外扩散，由测点处的pzt应变片进行振动信号的接收，并转换为电信号，电信号被信号采集系统收集，对所采集信号分别进行时域、频域、时频域分析，用以监测外包钢筋混凝土与旧桥墩的粘结情况，评估加固效果，可采取单发单收、单发多收、多发多收的激励-采集方式进行主动监测。
26、(2)有益效果
27、本专利技术提供一种桥墩加固结构及其监测方法，用信号发生器对单个或者多个压电智能元件施加电激励信号，压电智能元件内的驱动压电陶瓷受到驱动会产生振动，振动波向外扩散，由测点处的pzt应变片进行振动信号的接收，并转换为电信号，电信号被信号采集系统收集，对所采集信号分别进行时域、频域、时频域分析，用以监测外包钢筋混凝土与旧桥墩的粘结情况，评估加固效果，解决了对新旧混凝土间的结合情况进行主动监测、对桥墩加固效果进行有效评估这一技术难题。
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1.一种桥墩加固结构，其特征在于，包括桥墩(1)、植筋孔(2)、L型钢筋(3)、管道(4)、压电智能元件(5)、连接线(6)、信号发生器(7)、钢模板(8)、PZT应变片(9)、信号采集系统(10)，所述桥墩(1)上沿竖直方向等距开设有若干组所述植筋孔(2)，每组含有若干个沿所述桥墩(1)横截面呈环形均匀分布的所述植筋孔(2)，所述植筋孔(2)内设有所述L型钢筋(3)，所述管道(4)的数量为三根且沿所述桥墩(1)表面等间距纵向固定，所述管道(4)内布设有信号缆线，所述植筋孔(2)中埋设有所述压电智能元件(5)，所述信号缆线的一端连接所述信号发生器(7)，另一端通过所述连接线(6)与所述压电智能元件(5)相连接，所述桥墩(1)外周设有环状的所述钢模板(8)，所述钢模板(8)内壁与所述桥墩(1)外壁之间绑扎有钢筋并浇筑混凝土形成增大截面部分，所述增大截面部分外壁上粘贴有所述PZT应变片(9)，所述PZT应变片(9)与所述信号采集系统(10)电性相连。
2.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述管道(4)为PVC管。
3.根据权利要求1所述的一种
4.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述压电智能元件(5)从内到外依次由驱动压电陶瓷(53)、防水层(52)及水泥外包骨料(51)构成。
5.根据权利要求4所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述防水层(52)由环氧树脂制备而成。
6.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述钢模板(8)内壁与所述桥墩(1)外壁之间的距离为15-30cm。
7.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述增大截面部分沿所述桥墩(1)竖直方向每50-100cm粘贴有一组所述PZT应变片(9)，每组含有至少为3个沿所述增大截面部分外壁呈环形等距分布设置的所述PZT应变片(9)。
8.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述信号采集系统(10)为高频信号采集仪。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种桥墩加固结构的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种桥墩加固结构，其特征在于，包括桥墩(1)、植筋孔(2)、l型钢筋(3)、管道(4)、压电智能元件(5)、连接线(6)、信号发生器(7)、钢模板(8)、pzt应变片(9)、信号采集系统(10)，所述桥墩(1)上沿竖直方向等距开设有若干组所述植筋孔(2)，每组含有若干个沿所述桥墩(1)横截面呈环形均匀分布的所述植筋孔(2)，所述植筋孔(2)内设有所述l型钢筋(3)，所述管道(4)的数量为三根且沿所述桥墩(1)表面等间距纵向固定，所述管道(4)内布设有信号缆线，所述植筋孔(2)中埋设有所述压电智能元件(5)，所述信号缆线的一端连接所述信号发生器(7)，另一端通过所述连接线(6)与所述压电智能元件(5)相连接，所述桥墩(1)外周设有环状的所述钢模板(8)，所述钢模板(8)内壁与所述桥墩(1)外壁之间绑扎有钢筋并浇筑混凝土形成增大截面部分，所述增大截面部分外壁上粘贴有所述pzt应变片(9)，所述pzt应变片(9)与所述信号采集系统(10)电性相连。
2.根据权利要求1所述的一种桥墩加固结构，其特征在于，所述管道(4)为pvc管。
3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄勇冰，杨宁，卢汉林，王有炜，陈义华，林家圆，黄伟平，蒲松，黄燕萍，
申请(专利权)人：福建省水利水电勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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