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基于磁场梯度张量的斜拉桥拉索断丝监测方法

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为研究斜拉桥拉索断丝位置及数量的监测方法,排除环境磁场的干扰,提出基于磁场梯度张量的斜拉桥拉索断丝监测方法.研制拉索断丝监测试验装置,包括磁场传感系统和运动控制系统,运动控制装置采用铝合金、铜连接件等非磁性材料装配,极大程度上消除试验装置中的磁场干扰.分析单根钢丝及整束拉索钢丝断丝前后的磁感应强度、磁场梯度及局部模量等磁场特征的变化规律,研究整束拉索的磁场梯度及局部模量与断丝数量的关系.试验结果表明:对于单根钢丝,环境的磁感应强度与钢丝的比值为98.47％～157.76％,环境磁感应强度的影响不可忽略.环境的磁场梯度及局部模量与单根钢丝的比值为3.34％～6.67％,远小于钢丝自身的磁场梯度及局部模量,可忽略不计.单根钢丝及整束拉索钢丝出现断丝时,磁场梯度及局部模量的曲线在断丝处发生突变,出现波峰和波谷等.断丝数量与波峰(或波谷)的深度、宽度及曲线突变处包围的面积等特征参数相关.通过磁场特征参数测得断丝位置在300.75 mm,与实际断丝位置300 mm相比,误差为0.25％;相较于1根断丝,2根断丝时波峰(或波谷)的深度平均值与其比值为1.82;波峰(或波谷)的宽度平均值与其比值为1.07;突变处包围的面积平均值与其比值为1.95.突变处包围的面积作为断丝数量的评估指标更为有效.
Wire breakage monitoring method for cable-stayed bridge cable using magnetic gradient tensor

江胜华、孙伟贺、王浩、刘晓春

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西南大学工程技术学院,重庆400715

中南大学土木工程学院,湖南长沙410075

桥梁工程 斜拉桥 断丝 监测 磁场梯度张量 断丝位置 断丝数量

51208078cstc2015jcyjA30008cstc2018jscx-msybX0028

2022

10.19721/j.cnki.1671-8879.2022.04.006

长安大学学报(自然科学版)
长安大学

长安大学学报(自然科学版)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.011
ISSN：1671-8879
年,卷(期)：2022.42(4)
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