Page 75 - 无损检测2023年第八期

黎亮亮, 等:

预应力混凝土结构开裂检测用弱磁传感器的研发与应用

主跨跨度为300m 。测试时, 分别在大桥跨中、 主跨 3列火车均未导致预应力混凝土开裂。后经铁路巡
1 / 4处和支座处安装弱磁传感器 M1~M3 , 在主跨 检人员现场确认, 3 个传感器测量区域也未见裂缝
1 / 4处安装倾角传感仪 QJ1 。 产生。初步监测结果表明, 该预应力混凝土结构开
裂弱磁传感器具有较高的灵敏度和可靠性。

图7 传感器布置位置示意( 单位 m )

图10 火车通过时弱磁传感器 M1~M3弱磁信号监测数据

4 结论

从漏磁效应和应力致磁化效应的基本原理出
发, 研发弱磁传感器并通过试验分析其可靠性, 最终
图8 弱磁传感器安装现场 将传感器应用到实际工程项目, 主要结论如下。
( 1 )实验室环境磁信号监测试验和钢筋循环加

2022年7月2日早上3 : 50~6 : 30时间段倾角
载时的弱磁信号监测试验证明, 研发的预应力混凝
传感器 QJ1和弱磁传感器 M1~M3的监测数据分
土结构开裂弱磁传感器与专用的磁通门式磁力仪监
别如图9 , 10 所示。( 图 10 中的 M1x 表示传感器
测结果基本一致。
M1的x 方向监测信号, 其余类推)
( 2 )研发的弱磁传感器已成功应用于实际工
程, 实际监测数据显示所测桥梁监测区域预应力混
凝土尚未开裂, 结果亦得到大桥管理部门证实。

( 3 )研发的预应力混凝土结构开裂弱磁监测系
统能够实现信息的自动化采集并判断混凝土的开裂

情况, 为保障桥梁结构的安全运营提供了基础数据。
参考文献:

[ 1 ] 卓为顶, 厉勇辉, 刘钊. 基于实测挠度的 PC梁桥长期预
应力损失研究[ J ] . 结构工程师, 2022 , 38 ( 1 ): 173-179.
[ 2 ] 金伟良, 赵羽习. 混凝土结构耐久性[ M ] . 北京: 科学
出版社, 2014.

图9 火车通过时 QJ1传感器监测数据 [ 3 ] PICANDETV , KHELIDJA , BELLEGOU H.Crack

effectson g asandwater p ermeabilit y ofconcretes [ J ] .
图9显示, QJ1监测数据在4 : 03 , 5 : 27和6 : 24

时间点分别出现显著变化, 经大桥管理部门确认, 此 Cementand ConcreteResearch , 2009 , 39 ( 6 ): 537-
547.

时段有火车经过, 每列火车通过时间约为 4 min 。
[ 4 ] 白金超, 张澎涛. 桥梁检修条件现状调查与设计对策
对比图9 , 10可见, 3个弱磁信号传感器与被测面平
研究[ J ] . 结构工程师, 2015 , 31 ( 4 ): 32-37.
行的两个方向的信号也在此时间段产生了显著波
[ 5 ] ZOULF , FENG M Q.Detectionofmicrometercrack
动。火车由北向南依次通过 M3 , M2 和 M1 , 导致
b y Brillouin-scatterin g -based distributed strain and
M1峰值出现稍晚。产生该现象的主要原因是火车 tem p eraturesensor [ J ] .Proceedin g sofSPIE , 2008 ,

具有磁性, 经过各传感器时导致磁场变动。此外, 火 7004 : 198-201.
车通过后 M1~M3的数据均恢复至原有水平, 说明 ( 下转第61页)
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2023年 第45卷 第8期
无损检测