用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，包括发射与接收单点激励扭转或纵向模态导波的激励磁化器与接收磁化器、检测系统主机；所述激励磁化器与接收磁化器分别间隔套置在靠近锚头端的缆索上，并且分别通过数据线与检测系统主机连接，所述检测系统主机是一个电磁波导检测装置。本实用新型专利技术可以解决对斜拉桥、悬索桥中缆索进行有效、便捷和准确检测的技术问题。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，包括发射与接收单点激励扭转或纵向模态导波的激励磁化器与接收磁化器、检测系统主机；所述激励磁化器与接收磁化器分别间隔套置在靠近锚头端的缆索上，并且分别通过数据线与检测系统主机连接，所述检测系统主机是一个电磁波导检测装置。本技术可以解决对斜拉桥、悬索桥中缆索进行有效、便捷和准确检测的技术问题。【专利说明】用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统
本技术涉及一种桥梁安全检测装置，特别是对斜拉桥、悬索桥的安全使用检测装置。
技术介绍
斜拉桥、悬索桥由于其造价低，建设速度快，在大跨距的桥梁建设中得到飞速发展。世界上已建成的主跨在200米以上的以缆索为主要承载部件的桥梁有几百座，其中跨径大于400米的斜拉桥或悬索桥共有近百座。我国至今已建成各种类型的斜拉桥或悬索桥有近200座，其中有几十座跨径大于200米，已成为拥有缆索桥梁最多的国家。缆索作为这类桥梁的主要承载部件，其健康状况对保证桥梁的健康与安全具有重要意义。而缆索的锚头索体又是整个拉索结构中受力情况最为恶劣的部位，随着桥梁服役时间的增长，由于风振、雨滴等微振动引起缆索的振动传送至缆索端部锚固部件，使得锚头索体域的安全问题更加严重和突出。国内外均出现过由于锚头索体的率先腐蚀、破裂而导致的缆索脱落、断裂进而造成换索、塌桥等重大事故，损失巨大。上述断索事故及拉索使用寿命过早衰退的原因是，由于拉索长期处于露天服役状态，直接受日照、温度变化影响以及风雨侵蚀作用，导致其防护系统老化失效，引起拉索外保护PE套开裂，水气进入拉索的高强度钢丝中，顺着钢丝汇集于拉索的锚头区域；同时由于拉索工作时拉力一般在几十吨至几百吨，经国外学者研究表明，拉索在高应力状态下，腐蚀速度将达到无应力状态下的两倍甚至更快。另外，风、雨、车辆载荷激励下产生的随机振动会引起钢丝间的相互磨损、拉索钢丝的疲劳及拉索防护层的损伤，这些都会影响拉索的使用寿命，给桥梁的安全使用埋下严重的隐患。对于上述问题，专家们用振动信号分析系统对与发生晃动的拉索平行的四根拉索进行索力检测；用仪器检测拉索在风作用下自身的振动频率，并用这个振动频率反算出拉索的索力，再将测出的索力同以前做比较，才能判断拉索是否存在问题。然而，如果拉索锚固端存在局部的断丝或腐蚀损伤，拉索的索力变化微乎其微，因此无法仅通过索力来判断拉索的健康状况。同时由于拉索外面包裹有保护层，因此里面的钢丝是否断裂或锈蚀暂时缺乏有效的检测方法。目前国内外在锚头索体检测的研究非常少，主要有超声检测法，检测时必须在拉索锚板处直接接触平行钢丝或预应力钢绞线实现检测，然而由于拉索锚板一般利用环氧树脂和铁砂封死，没有空间实现检测，同时在拉索的实际应用中没有空间利用该方法进行检测。综上，寻找一种全面、远距离、在线检测斜拉桥、悬索桥中缆索的锚头索体方法，是有效解决桥梁的安全使用的有力保障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，以解决对斜拉桥、悬索桥中缆索进行有效、便捷和准确检测的技术问题。本技术实现上述专利技术目的，所采用的技术方案如下:一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，包括发射与接收单点激励扭转或纵向模态导波的激励磁化器与接收磁化器、检测系统主机；所述激励磁化器与接收磁化器分别间隔套置在靠近锚头端的缆索上，并且分别通过数据线与检测系统主机连接，所述检测系统主机是一个电磁波导检测装置。所述检测系统主机包括通过前置放大器和放大滤波电路与接收磁化器连接的数据采集单元、连接数据采集单元的便携计算机、与便携计算机连接的信号发生单元、与信号发生单元和便携计算机分别连接的门控电路、与门控电路和信号发生单元分别连接的功率放大器，所述激励磁化器与功率放大器连接。本技术的优点是利用导波在不同材料中的频散特性和多模式特性，实现拉索端部锚头索体缺陷检测，并通过对拉索定期检查获得在役缆索的工作状况，指导缆索的维护工作、延长缆索使用寿命、减少断索几率，保证桥梁的安全运营。由此，一方面可以避免由于拉吊杆锚头区域断裂而导致桥梁倒坍等重大安全事故，更重要的是利用检测数据可以避免盲目更换拉吊杆而导致的浪费。【专利附图】【附图说明】图1是本技术的被测锚头的结构示意图。图2是本技术的磁化器安装示意图。图3是本技术的电路结构组成框图。图4是本技术的磁致伸缩导波检测的信号采集过程示意图。【具体实施方式】本技术的被检测锚头10的结构参见图1，包括:锚杯1、螺母2、支座3、高强钢丝4、HDPE护套5、延长筒6、热缩套管7、锚板8。在图2中示出了激励磁化器11与接收磁化器12，检测时的在索缆9上安装位置示意图。一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，其电路组成参见图3，包括发射与接收单点激励扭转或纵向模态导波的激励磁化器11与接收磁化器12和检测系统主机；所述激励磁化器与接收磁化器分别间隔套置在靠近锚头端的缆索9上，并且分别通过数据线13、14与检测系统主机15连接，所述检测系统主机是一个电磁波导检测>j-U ρ?α装直。所述检测系统主机包括通过前置放大器和放大滤波电路与接收磁化器连接的数据采集单元、连接数据采集单元的便携计算机、与便携计算机连接的信号发生单元、与信号发生单元和便携计算机分别连接的门控电路、与门控电路和信号发生单元分别连接的功率放大器，所述激励磁化器与功率放大器连接。本技术的参数设置包括外层结构参数设置、内层结构参数设置、计算参数设置和显示参数设置等。(I)外层结构参数设置需要根据外层结构的尺寸输入外层的外半径、内半径、泊松比、声速和材料密度，其中声速是超声波在材料中传播的速度。(2)内层结构参数设置需要根据外层结构的尺寸输入外层的内半径、泊松比、声速和材料密度，其中声速是超声波在材料中传播的速度。(3)计算参数设置“最小频率”和“最大频率”是计算的频率范围，初始设置频率范围为0_600kHz。“频率步进”是计算的步长，初始设置为10kHz。“最大速度”是设置图像纵轴的参数，代表图像纵轴的最大值，初始设置的图像纵轴范围是8000m/s。速度误差和截止频率误差都是设置计算精确度的，误差越小，精度越高，初始设置为0.01m/s和0.1Hz0(4)显示参数设置“相速度范围”和“群速度范围”是设置显示结果的纵轴参数范围，初始设置速度范围均为0-8000m/s。“是否显示相速度曲线”和“是否显示群速度曲线”是设置是否显示曲线。“是否计算L(0，m)模态”、“是否计算T (0，m)模态”、“是否计算F (n，m)模态”是设置是否计算3种不同的模态，“η”为弯曲模态的阶数。从检测信号中提取频散曲线的方法，激励信号为对余弦信号加窗得到的脉冲信号经功率放大器放大后得到的，由信号加窗的特性可以知道，实际得到的信号为以激励频率为主要频率的复杂成分信号。实际的激励信号的频率主要分布在的范围内，其中f为激励频率。激励磁化器激励的导波的能量取决于激发频率和激发信号的强度，激发频率越靠近构件的固有振动频率，激发信号的强度越搞，导波的能量越高。构件的固有振动频率通常都集中在频率比较低的频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于桥梁吊索锚头索体导波无损检测的磁化器探头检测系统，其特征在于，包括发射与接收单点激励扭转或纵向模态导波的激励磁化器与接收磁化器、检测系统主机；所述激励磁化器与接收磁化器分别间隔套置在靠近锚头端的缆索上，并且分别通过数据线与检测系统主机连接，所述检测系统主机是一个电磁波导检测装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑琳，吴波明，范厚彬，颜永先，任旭初，刘舟峰，闻人霞，畅卫杰，
申请(专利权)人：浙江宁波甬台温高速公路有限公司，浙江舟山跨海大桥有限公司，
类型：实用新型
国别省市：