基于涡流热成像的钢管混凝土拱桥脱空检测试验研究
发布时间：2021-10-24 02:56
自1990年以来,钢管混凝土拱桥以其刚度大、承载潜力好、安全性能高等优势而成为山区大跨桥梁、城市跨江桥梁的首选桥梁之一。经过多年的发展,我国的大跨钢管混凝土拱桥数量已位居世界第一。然而,由于施工技术不尽完善、环境温度变化大及混凝土收缩徐变等因素,钢管混凝土拱桥脱空问题仍然是该桥型的顽疾之一。如何科学、客观掌握钢管混凝土拱桥的脱空情况并采取针对性的管养措施,是桥梁工程界和学术界的热点课题。目前,虽然已有不少钢管混凝土脱空检测技术能够定性评价脱空病害,但却难以快速定量检测脱空病害,以致给桥梁的运营及维护带来了安全隐忧。因此,亟需寻找一种能够定量化检测钢管混凝土拱桥脱空病害的方法。本文在分析红外热成像无损检测原理的基础上,采用理论研究、试验分析、有限元仿真以及图像处理相结合的技术路线,开展红外热成像检测钢管混凝土拱桥脱空技术研究。主要研究内容和结论有:（1）在梳理分析钢管混凝土拱桥脱空检测技术、脉冲涡流热成像检测技术以及红外热成像热图处理技术研究进展的基础上,提出了采用红外热像技术对钢管混凝土拱桥脱空病害进行无损检测的新方法,并阐述了红外热源激励的红外热成像技术相关理论。（2）开展了基于辐射...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型涡流（1）红外热成像技术研究现状
励下加热，结构中涡流的分布由于缺陷的影响而发生改变，构件表面产生了不同的涡流密度区域，这会导致构件表面产生的热量不同，进而导致试件表面产生了高低温的差异；在冷却时，被测试件中仅有热传导一种物理过程在起作用，高温区热量自发的向低温区传递，直到物体温度平衡。试件中的缺陷也会改变热传导的速率，使表面形成温差。通过红外热成像仪器采集整个变化过程的温度场，然后对热图像序列进行科学的处理分析来评估缺陷。脉冲涡流热成像检测新技术体现了热力学与电磁学两学科间的交叉，是无损检测史上的一次伟大融合。如图1.1所示，有几种典型的涡流热成像无损检测系统。图1.1典型涡流热成像无损检测系统（1）红外热成像技术研究现状红外热成像技术最早是从19世纪初发现的物体热红外辐射现象中衍生出来的，随后红外热辐射的相关理论以及应用研究相继提出并取得一系列成果。红外热辐射的最开始是应用在军用热武器瞄准技术，直到1950年左右，才逐渐形成红外热成像检测物体表面温度的技术，进而通过物体表面差异识别缺陷。随着100多年理论研究与应用研究的共同推进，红外热成像技术逐步成熟，红外热像仪的检测精
11图1.2技术路线图1.4本章小结本章首先介绍了本课题的研究背景及意义，然后通过查阅国内相关研究文献，了解了钢管混凝土拱桥脱空检测技术研究进展、红外成像技术与脉冲涡流技术的国内外研究现状、红外热成像技术热图处理方法的研究现状，阐述了该技术存在的不足，提出基于热成像的钢管混凝土脱空检测与热图增强处理的重要性，最后对本文的主要研究内容作了简要说明。
【参考文献】：
期刊论文
[1]严寒地区矩形钢管混凝土截面温度分布试验[J]. 田智娟,刘永健,马印平,刘江. 建筑科学与工程学报. 2018(05)
[2]用于桥梁钢管混凝土裂缝监测的FBG传感器研究[J]. 田长彬,王静,张峰,隋青美,孙搏,王正方,李亦佳. 仪表技术与传感器. 2017(09)
[3]闪光灯热激励红外热波成像无损检测设备及应用[J]. 江海军,陈力. 无损检测. 2017(09)
[4]基于热图重构区域生长算法的碳纤维增强复合材料脱粘缺陷检测[J]. 冯琪智,高斌,杨扬,田贵云. 无损检测. 2017(09)
[5]红外成像技术监测钢管柱中混凝土密实度的研究[J]. 岳著文,张德财,危鼎,阴光华. 混凝土与水泥制品. 2017(08)
[6]红外热像无损检测技术的发展历程、现状和趋势[J]. 刘颖韬,郭广平,曾智,李晓丽,唐佳. 无损检测. 2017(08)
[7]我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望[J]. 陈宝春,韦建刚,周俊,刘君平. 土木工程学报. 2017(06)
[8]基于MRSVD红外热像融合的混凝土结构火灾损伤检测方法[J]. 赵迪,徐志胜. 信息与控制. 2017(01)
[9]超声法检测建筑工程钢管混凝土缺陷试验研究[J]. 陈逵,李骅庚,曹智雄,孙盛. 施工技术. 2017(03)
[10]红外热波无损检测技术应用与进展[J]. 李晓丽,金万平,张存林,沈京玲. 无损检测. 2015(06)
博士论文
[1]基于电磁涡流的管道缺陷检测方法研究[D]. 罗清旺.电子科技大学 2018
[2]钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D]. 黄永辉.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]红外热成像技术检测钢管混凝土管壁缺陷的数值模拟研究[D]. 刘海波.重庆大学 2017
[2]基于红外热像技术的钢管混凝土密实度缺陷检测探究[D]. 胡爽.重庆大学 2016
[3]钢管混凝土结构脱空后的受力性能研究[D]. 刘漳.浙江大学 2015
[4]基于电磁激励的焊缝裂纹红外热像检测数值模拟与试验研究[D]. 刘慧龙.武汉理工大学 2015
[5]基于涡流热成像的桥梁内部配筋锈蚀无损检测试验[D]. 冯豪.重庆交通大学 2014
[6]管内混凝土脱空检测新方法及脱空对钢管砼拱桥力学性能影响的研究[D]. 张永宁.重庆交通大学 2013
[7]碳纤维板缺陷的涡流无损检测仿真与算法研究[D]. 李腾.北京交通大学 2013
[8]水下图像预处理技术研究[D]. 李富栋.哈尔滨工程大学 2012
[9]脉冲涡流检测实验系统的研制[D]. 徐晨曦.上海交通大学 2009
[10]基于ANSYS的感应加热数值模拟分析[D]. 吴金富.浙江工业大学 2004
本文编号：3454436
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型涡流（1）红外热成像技术研究现状
励下加热，结构中涡流的分布由于缺陷的影响而发生改变，构件表面产生了不同的涡流密度区域，这会导致构件表面产生的热量不同，进而导致试件表面产生了高低温的差异；在冷却时，被测试件中仅有热传导一种物理过程在起作用，高温区热量自发的向低温区传递，直到物体温度平衡。试件中的缺陷也会改变热传导的速率，使表面形成温差。通过红外热成像仪器采集整个变化过程的温度场，然后对热图像序列进行科学的处理分析来评估缺陷。脉冲涡流热成像检测新技术体现了热力学与电磁学两学科间的交叉，是无损检测史上的一次伟大融合。如图1.1所示，有几种典型的涡流热成像无损检测系统。图1.1典型涡流热成像无损检测系统（1）红外热成像技术研究现状红外热成像技术最早是从19世纪初发现的物体热红外辐射现象中衍生出来的，随后红外热辐射的相关理论以及应用研究相继提出并取得一系列成果。红外热辐射的最开始是应用在军用热武器瞄准技术，直到1950年左右，才逐渐形成红外热成像检测物体表面温度的技术，进而通过物体表面差异识别缺陷。随着100多年理论研究与应用研究的共同推进，红外热成像技术逐步成熟，红外热像仪的检测精
11图1.2技术路线图1.4本章小结本章首先介绍了本课题的研究背景及意义，然后通过查阅国内相关研究文献，了解了钢管混凝土拱桥脱空检测技术研究进展、红外成像技术与脉冲涡流技术的国内外研究现状、红外热成像技术热图处理方法的研究现状，阐述了该技术存在的不足，提出基于热成像的钢管混凝土脱空检测与热图增强处理的重要性，最后对本文的主要研究内容作了简要说明。
【参考文献】：
期刊论文
[1]严寒地区矩形钢管混凝土截面温度分布试验[J]. 田智娟,刘永健,马印平,刘江. 建筑科学与工程学报. 2018(05)
[2]用于桥梁钢管混凝土裂缝监测的FBG传感器研究[J]. 田长彬,王静,张峰,隋青美,孙搏,王正方,李亦佳. 仪表技术与传感器. 2017(09)
[3]闪光灯热激励红外热波成像无损检测设备及应用[J]. 江海军,陈力. 无损检测. 2017(09)
[4]基于热图重构区域生长算法的碳纤维增强复合材料脱粘缺陷检测[J]. 冯琪智,高斌,杨扬,田贵云. 无损检测. 2017(09)
[5]红外成像技术监测钢管柱中混凝土密实度的研究[J]. 岳著文,张德财,危鼎,阴光华. 混凝土与水泥制品. 2017(08)
[6]红外热像无损检测技术的发展历程、现状和趋势[J]. 刘颖韬,郭广平,曾智,李晓丽,唐佳. 无损检测. 2017(08)
[7]我国钢管混凝土拱桥应用现状与展望[J]. 陈宝春,韦建刚,周俊,刘君平. 土木工程学报. 2017(06)
[8]基于MRSVD红外热像融合的混凝土结构火灾损伤检测方法[J]. 赵迪,徐志胜. 信息与控制. 2017(01)
[9]超声法检测建筑工程钢管混凝土缺陷试验研究[J]. 陈逵,李骅庚,曹智雄,孙盛. 施工技术. 2017(03)
[10]红外热波无损检测技术应用与进展[J]. 李晓丽,金万平,张存林,沈京玲. 无损检测. 2015(06)
博士论文
[1]基于电磁涡流的管道缺陷检测方法研究[D]. 罗清旺.电子科技大学 2018
[2]钢管混凝土拱桥拱肋病害机理与影响分析及吊杆更换技术研究[D]. 黄永辉.华南理工大学 2010
硕士论文
[1]红外热成像技术检测钢管混凝土管壁缺陷的数值模拟研究[D]. 刘海波.重庆大学 2017
[2]基于红外热像技术的钢管混凝土密实度缺陷检测探究[D]. 胡爽.重庆大学 2016
[3]钢管混凝土结构脱空后的受力性能研究[D]. 刘漳.浙江大学 2015
[4]基于电磁激励的焊缝裂纹红外热像检测数值模拟与试验研究[D]. 刘慧龙.武汉理工大学 2015
[5]基于涡流热成像的桥梁内部配筋锈蚀无损检测试验[D]. 冯豪.重庆交通大学 2014
[6]管内混凝土脱空检测新方法及脱空对钢管砼拱桥力学性能影响的研究[D]. 张永宁.重庆交通大学 2013
[7]碳纤维板缺陷的涡流无损检测仿真与算法研究[D]. 李腾.北京交通大学 2013
[8]水下图像预处理技术研究[D]. 李富栋.哈尔滨工程大学 2012
[9]脉冲涡流检测实验系统的研制[D]. 徐晨曦.上海交通大学 2009
[10]基于ANSYS的感应加热数值模拟分析[D]. 吴金富.浙江工业大学 2004
本文编号：3454436
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