锈蚀工况下振弦式应变传感器补偿理论及计算

为了研究结构健康监测系统的振弦式应变传感器,开展了环境影响因素的量化评估,归纳分析了其稳定性和增量测量特点,旨在进行锈蚀补偿理论的推演和验证。由于结构监测系统长期服役的特点,锈蚀补偿理论的不足为量值溯源工作带来了挑战与难题,为此,对振弦式应变传感器进行了全寿命周期的测量及计量性能研究。通过对装有该传感器的混凝土梁进行加速锈蚀模拟试验,分析了锈蚀对传感器测量值的影响规律,形成了锈蚀角度和锈蚀频率的计算理论。采用T型C50混凝土梁,在恒温环境下进行加速锈蚀和静力加载,针对锈蚀偏转角度和模态频率两个主要影响因素,分别建立了补偿函数的理论模型及计算方法,并进行了相应的试验验证。结果表明:垂向夹角达到约5.7°、纵向夹角达到约2.9°时,锈蚀影响量的增长率会极大增加;锈蚀频率补偿主要受锈蚀率影响,且会因荷载耦合作用增加;通过比对本研究计算模型理论值与高精度计量仪器实测值,得出2种模型误差分别为±0.5%和-0.0008με,精确度较高,可有效应用于锈蚀工况下长期服役振弦式应变传感器的补偿计算及计量校准。所形成的锈蚀补偿理论及计算方法,可有效支撑行业量值保障体系构建,保障结构健康监测系统的可靠性及准确性。

铁路新型钢桥面防水保护层设计研究

依托山西中南部铁路通道重载下承式钢桁梁的工程设计,为整体钢桥面桥梁桥面防水保护层设计提供一种解决方式。通过国内外现存的钢桥面铺装形式对比分析,结合工程实际,提出一种复合防水保护层全新铺装形式。本铺装结合细石混凝土防磨层、喷涂型聚氨酯防腐层、一定厚度的补偿腐蚀钢板和灌注式高分子化学树脂粘结层等材料,具有刚柔相济、优势互补的特点,并对其材料性能指标及施工工艺展开研究,依据相关规范、规则、研究报告成果及试验总结出质量检验标准和不合格品的处理方法。研究成果《一种钢桥面板桥面铺装结构及其铺装方法》已获得国家发明专利,其适用于桥面较窄且联长较长的铁路整体钢桥面防水保护层,在将军渡黄河特大桥主桥上得到成功运用,防水保护层的功效得到初步验证,待后期观测总结后进一步推广运用。