正交異性橋面板焊縫缺陷識(shí)別試驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代橋梁的跨徑越來越大，正交異性橋面板由于自重輕的特點(diǎn)，成為了許多大跨度橋梁所經(jīng)常采用的橋面形式。但正交異性橋面板由于受到自身（構(gòu)造的復(fù)雜性、本身存在的缺陷）和外界（車輛荷載的直接反復(fù)作用、施工質(zhì)量、設(shè)計(jì)不當(dāng)）因素的影響，常會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，特別表現(xiàn)在鋼橋面與U肋連接的焊接處。在橋面車輛荷載的直接作用下，此類焊接裂縫一旦出現(xiàn)即擴(kuò)展迅速，嚴(yán)重影響到正交異性鋼橋面的使用性能，給行車安全帶來很大的危害。因此，探討正交異性鋼橋面板焊接裂縫有效的檢

2、測方法具有重要的實(shí)際意義。
　　本文根據(jù)材料出現(xiàn)損傷后表現(xiàn)出的非線性力學(xué)特性，在正交異性橋面板存在裂紋的不同階段，從理論和試驗(yàn)兩個(gè)方面對其表現(xiàn)出的不同的非線性特征進(jìn)行研究，探討運(yùn)用超聲識(shí)別正交異性鋼橋面板U肋處焊縫缺陷的理論及實(shí)用方法，主要的工作和成果如下：
　?。?）對目前鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量檢測方法進(jìn)行了總結(jié)。目前比較創(chuàng)新的焊縫無損檢測雖然種類多，但都只適用于某一特定的焊縫損傷，在工程應(yīng)用中都有其獨(dú)自的應(yīng)用領(lǐng)域。無論是哪種檢測

3、方法，在檢測板狀結(jié)構(gòu)的裂紋時(shí)，都存在著不足。所以對于正交異性橋面板，這些傳統(tǒng)的焊縫無損檢測技術(shù)已經(jīng)不再適用，需要研究一種新的對正交異性橋面板焊縫缺陷檢測比較有效的方法。
　?。?）對非線性超聲檢測的研究歷程、研究進(jìn)展以及存在的不足做了簡單的介紹。波形畸變和高階諧波滋生是典型的非線性聲學(xué)現(xiàn)象。而對于開裂材料，需要用接觸性非線性聲學(xué)理論，或者稱為非經(jīng)典的非線性聲學(xué)理論進(jìn)行研究。在非線性超聲無損檢測技術(shù)中，超聲-振動(dòng)調(diào)幅技術(shù)對裂縫十分敏

4、感，是檢測裂紋的有效手段。通過測量旁頻的幅值或者能量可以得到材料的非線性程度，反映材料的損傷狀態(tài)。
　?。?）對非線性超聲波動(dòng)理論做了簡要的敘述,并利用固體材料的一維波動(dòng)方程，定義了非線性系數(shù)。當(dāng)材料內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋時(shí)，其非線性程度增加，非線性調(diào)幅現(xiàn)象更加明顯，因此，非線性超聲調(diào)幅現(xiàn)象對于檢測材料內(nèi)部的微裂紋非常有幫助。且接觸非線性問題同樣可以用經(jīng)典的非線性參數(shù)來反映材料的非線性程度。
　　（4）對非線性超聲檢測系統(tǒng)做了研究。

5、采用超聲波位移場與振動(dòng)位移場相結(jié)合的方式所產(chǎn)生的非線性調(diào)制現(xiàn)象，實(shí)施裂縫的檢測，物理意義較為明確，且方法上更接近實(shí)際結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。本文用旁頻的峰值A(chǔ)m或旁頻的能量Em來表示旁頻的大小。加入固定頻率和幅值的超聲波輸入信號(hào)后，旁頻的峰值A(chǔ)m或旁頻的能量Em與振動(dòng)的峰值A(chǔ)2或能量E2的擬合直線的斜率，即非線性系數(shù)，以此代表材料的損傷程度。
　?。?）用有機(jī)玻璃做了一個(gè)存在損傷的簡化的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，利用非線性超聲無損檢測技術(shù)對其進(jìn)行檢測，用兩種