混凝土梁桥自监测裂缝自闭合试验研究.pdf

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1、第39卷第1期四川建筑科学研究2013年2月SichuanBuildingScience89混凝土梁桥A监测裂缝自闭合试验研究郭殿军(山西交通科学研究院，山西太原030006)摘要：通过SMA埋人梁体，进行混凝土梁桥自监测裂缝自闭合试验，试验拟合出梁裂缝宽度变化与SMA电阻变化率的曲线关系，得到了在混凝土梁允许裂缝范围内对应的SMA电阻变化率的安全区段，实现了混凝土梁桥在突发开裂情况下的智能预报；同时对梁中埋入的SMA实施相应的电压激励，在电流作用下，随着合金丝温度的升高，合金内部由马氏体相向奥氏体相转变，马氏体相状态下产生的塑性变形随之消失并产生回复力作用于混凝土

2、使结构变形恢复，实现混凝土裂缝的自闭合，SMA将桥梁监测带进了一个新领域。关键词：形状记忆合金；混凝土梁桥；监测；闭合中图分类号：U488．1文献标志码：A文章编号：1008—1933(2013)01—089—03Experimentalresearchonself-monitoringandself-repairingofconcretebridgeGU0Dianiun(LiaoningAcademyofTrafficSciences，Taiyuan030006，China)Abstract：Bytheself-monitoringandself-repairin

3、gexperimenttotheconcretebridgebeamsalongthelengthofthebeamSMA(shapememoryalloys)isembeddedinto．TherelationshipbetweenthestructuraldeformationofconcretebeamandchangeoftheSMAresistancewassimulatedandanalysewhenstructuralWasmetamorphosing．When，accordingtothebeamembeddedforecastlyintheSMAi

4、mplementedthecorrespondingvoltageincentive．Withtheincreaseoftemperatureofall0ywire，martensitephasechangedintoaustenitiephase．Atthesametime，thestateoftheplasticdeformationdisappeared．Underthecurrent，becausingofrestorepowerworkingtotheconcretestructure，structuredeformationresumed．Theself

5、-healingandemergencyself-repairofcracksinconcretestructurecametrue．Keywords：SMA(shapememoryalloys)；concretebridge；self-monitoring；self-repairing0引言合试验。1试验概况随着我国改革开放的深入和经济的持续、高速发展，公路交通作为我国经济建设中重点投资建设1．1试验模型【2J的行业，正以前所未有的规模和速度向前发展。近试验以混凝土简支梁式桥为例，混凝土梁中沿年来，在风、雨、洪水、冰冻、温度变化和湿度等自然梁长度方向埋入SMA(形

6、状记忆合金)，制成自诊因素侵蚀下，甚至地震、撞击和超载营运的严重损害断、裂缝自闭合智能混凝土梁式桥梁结构模型，如图下，许多桥梁的结构性能发生了巨大变化，有些桥梁1所示。将一定预拉应变、常温下为马氏体相的已出现不同程度的损伤，甚至其承载能力已大大降SMA丝复合于混凝土梁中，外接两路电路，一路为低而逐渐演变为危桥。到20世纪末⋯，我国公路危合金激励电路，用于加热合金丝；另一路为合金电阻桥数量已达4451座，总长度达16万延米，服役桥梁测定电路，用于测定混凝土梁在变形开裂过程中合能否继续使用成为相关部门必须关注的一件大事。金丝电阻值的变化。合金丝加热用可控低压直流电针对上

7、述在桥梁使用过程中存在的安全隐患，源。该专用电源由调压模块、整流模块和控制模块为寻求一种可行的、长期的、实时的、在线的健康监三部分组成，可调电压为：O～12V；输出电流为：0—测方法，以最终实现桥梁结构的自诊断、裂缝自闭合100A。功能为目的，进行了模型梁的智能自监测、裂缝自闭1．2模型制作模型制作时，首先将Ni∞Ti合金丝预张拉．：．。收稿日期：2011-08—11至其长度的8％，用专用夹头将合金丝两端固定，并作者简介：郭殿军(1972一)，男，山西山阴人，工程师，主要从事桥梁检测与加固工作。使合金丝张紧，合金丝两端夹头直接浇筑于混凝土E—mail：51278