Page 78 - 无损检测2023年第八期

张广海, 等:

无砟轨道桥梁承台大体积混凝土早龄期温度的声发射监测

度信号的采集频率为30min / 次, 总共监测28d , 并

通过无线传输设备进行在线传输。无线传输设备获
取的各测点实测温度变化曲线如图6所示。

图7 各通道水化过程中声发射累计撞击数随时间变化曲线
3.2 声发射监测结果与温度监测结果对比

图6 各测点实测温度变化曲线 对温度监测结果与声发射监测结果进行数据分
由图6可知, 桥梁承台浇筑完成后, 各采集点位 析, 取通道1与通道3位置数据绘制变化曲线, 其结
置的温度变化趋势为先迅速上升, 再缓慢下降, 存在 果如图9所示, 图中实线部分为温度的变化曲线, 虚
温度最大值, 且上升阶段的速率要远大于下降阶段 线部分为声发射事件数的变化曲线, 结果显示通道
速率。承台结构内部的温度最大值通过5号测点测 1所处位置的温度高于通道3所处位置的温度, 相

得, 为76.5℃ , 该时间约为浇筑完成后的3.5d 。在 对采集的声发射信号也更多。通道1升温时间长,

下降阶段, 在竖向最上端的 8 号、 15 号测点的散热 且在升温过程中一直产生声发射信号, 通道3的位
速率要明显快于其他位置的。 置较通道1位置靠外, 温升快而迅速达到峰值, 峰值
2.3 承台结构温度模拟与实测结果对比 后采集到的声发射信号随着温度的下降逐渐减少。
通过对比分析承台模拟温度结果和实测结果发 从监测结果来看, 混凝土温度急剧升温阶段, 声发射
现, 两者温度变化曲线基本相似, 且对比各测点温度 信号采集量少, 当温度到达峰值, 声发射信号仍逐渐
曲线( 见图6 ) 与 ANSYS模拟结果( 见图5 ), 最高温 增多, 当混凝土温度下降时, 声发射信号趋于稳定。
度均出现在5号测点附近, 即承台内部结构的中心 声发射信号并未与结构温度同时达到峰值, 这是因
位置处, 但峰值温度、 各测点降温速率存在一定偏 为大体积混凝土结构的散热慢, 在其散热过程中仍
差, 出现该偏差的原因是模拟时参数选取与实测环 可以持续产生声信号。
境间存在的差异, 故可参照此次温度监测结果, 对模 总体来看, 压电传感器获取声信号最多的位置
拟参数进行优化处理, 以提高模拟精度。 是承台结构内部的中心, 这与峰值温度位置是重合
的, 此外, 承台结构竖向底部的声信号采集量要大于
3 大体积混凝土早龄期温度声发射监测
顶部的, 原因是底部结构的散热速率要远小于顶部
3.1 声发射监测结果 的, 且顶部在承台水化放热后期接收到了零星声信
采用声发射仪器接收无砟轨道承台水化过程产 号( 可能该信号并非来源于温度变化, 而是来源于温
生的声信号, 各通道水化过程声发射累计撞击数随时 差导致的微小裂缝)。
间变化曲线如图7所示, 各通道撞击数随时间变化柱
状图如图8所示。分析数据可知, 在承台混凝土水化 4 结语
放热过程中, 压电传感器采集到的声信号按时间可以 承台温度模拟变化曲线和实际监测温度变化曲

分为3个阶段: ①20h之前, 承台结构内部处在升温 线大致吻合, 各测点到达峰值的时间也基本相同, 其

阶段, 获得的声发射信号较少; ②20~60h , 承台结构 中有限元模拟中测点温度峰值出现在第4天左右,

内部升温到最大值, 获得的声发射信号快速增加; ③ 实测中温度峰值出现在第3~4天, 在升温阶段, 实

60h之后, 承台结构内部处于降温阶段, 声发射信号 际测得升温速率更快, 而在降温阶段, 模拟温度曲线
的传输量趋于稳定, 并且呈现承台边侧通道的传输量 下降速率更快, 这可能与模拟时设定的表面对流系
大于中侧通道声发射信号传输量的趋势。 数以及施工的及时回填等因素有关。
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2023年 第45卷 第8期
无损检测