[发明专利]一种基于声发射技术的钢桥面铺装系健康监测系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于声发射技术的钢桥面铺装系健康监测系统及方法，包括：钢桥面板，安装在所述钢桥面板顶部的钢桥面铺装系，安装在所述钢桥面铺装系顶部的车辆荷载轮迹带位置；声发射采集处理平台，所述声发射采集处理平台安装在所述钢桥面板的底部，所述声发射采集处理平台的一端安装有声发射传感器，所述声发射传感器位于所述钢桥面的底部。本发明能结合应变、挠度和温度传感器等传统方法的数据，对铺装层状态数据进行深挖掘再分析，数据充分利用，能准确有效的评估及预警钢桥面铺装系状态，能够有效解决现有实桥钢桥面铺装系监测单一的敷设传感器监测、成本高、易破坏、数据利用率低，数据无法实时分析预警等问题。

技术领域

本发明涉及桥梁健康监测技术领域，具体而言，涉及一种基于声发射技术的钢桥面铺装系健康监测系统及方法。

背景技术

随着我国桥梁建设领域的不断发展，钢结构桥梁由于钢结构断面小、自重轻、强度高、延性好、安全储备大、抗震性能好等优点，使得在新建和改建工程中的桥梁中，使用钢结构桥梁的比例获得明显提升。

钢桥面铺装系的使用状态主要受极端温度和交通状况的影响较大。环境温度恶劣对铺装材料的性能会产生一定影响。夏天桥面温度过高，高温持续时间长，在沥青砼与钢箱梁的吸热、储热效应下，桥面铺装温度较高，对沥青砼铺装结构的损伤较大，桥面铺装系易发生热稳定性病害。部分刚构桥交通流量大，在经过车辆轴载的反复荷载作用下，会使钢桥面铺装系产生各种病害。

对于钢桥面铺装系长期监测，现有的技术手段主要是通过在钢桥面板底部及铺装系中敷设相当数量的应变和温度传感器，通过数据采集系统来获得结构响应和温度变化的大量数据。而这类传感器的部署和维护成本很高，易破坏，且采集数据无法有效的及时利用，还会引起数据库检索很慢等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于声发射技术的钢桥面铺装系健康监测系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于声发射技术的钢桥面铺装系健康监测系统，包括：钢桥面板，安装在所述钢桥面板顶部的钢桥面铺装系，安装在所述钢桥面铺装系顶部的车辆荷载轮迹带位置；声发射采集处理平台，所述声发射采集处理平台安装在所述钢桥面板的底部，所述声发射采集处理平台的一端安装有声发射传感器，所述声发射传感器位于所述钢桥面的底部，所述声发射传感器的另一端安装有健康监测预警平台，其中所述声发射采集处理平台将声发处理后的数据传输给所述健康监测预警平台，所述健康监测预警平台通过设置的预警值进行实时预警。

进一步的，所述钢桥面板的底部安装有若干个U型加劲肋，所述U型加劲肋在所述钢桥面板的底部呈等间距排列。

进一步的，所述声发射采集处理平台的一端安装有若干个信号线缆，每组所述信号线缆的端部安装有所述声发射传感器，所述声发射传感器位于两组所述U型加劲之间，所述声发射采集处理平台的另一端安装有数据线缆，其中

声发射采集处理平台，经过数据线缆将声发处理后的数据传输给健康监测预警平台。

进一步的，所述钢桥面板轮迹带及两轮迹带中间位置顶板底部采用分布式等腰布置N个所述声发射传感器，组成传感器阵列，所述声发射传感器采集带宽为10KHz~400KHz，所述声发射传感器表面涂抹耦合剂，所述耦合剂为工业凡士林。

进一步的，所述声发射采集处理平台采集门槛值设为40dB，峰值定义时间设为200μs，振铃定义时间（1Hit定义时间）设为1000μs，振铃闭锁时间（Hit闭锁时间）设为100μs，最大持续时间设为100μs。

进一步的，所述声发射采集处理平台设定采集参数频率限制至10~200kHz，滤波滤除钢板200~275kHz。