CN110108864A - 一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混凝土梁无损检测技术领域，公开了一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法，包括：预应力采集模块、强度检测模块、抗渗检测模块、主控模块、抗裂测试模块、预应力模拟模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过强度检测模块对混凝土强度进行鉴定和智能分析，准确判断混凝土结构的强度；同时，通过预应力模拟模块分别建立预应力筋与混凝土单元，只需明确预应力筋的预加力、截面面积、线膨胀系数、弹性模量，便可计算出施加在预应力筋上的降温值，该方法考虑了预应力筋的实际效应，能有效模拟预应力效果，在复杂预应力混凝土结构中，只需计算预应力筋的降温值，其计算结果准确、计算方法高效。
Description
技术领域
本发明属于混凝土梁无损检测技术领域，尤其涉及一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法。
背景技术
混凝土，简称为"砼(tóng)"：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。然而，现有混凝土梁强度检测时，不能准确判断混凝土梁强度数据；同时，对混凝土梁预应力计算不准确，误差大。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有混凝土梁强度检测时，不能准确判断混凝土梁强度数据；同时，对混凝土梁预应力计算不准确，误差大；现有检测采用单一检测方法，无法对预应力混凝土梁进行精准、综合的检测。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法。
本发明是这样实现的，一种预应力混凝土梁无损检测方法，所述预应力混凝土梁无损检测方法包括：
第一步，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；
第二步，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
第三步，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
第四步，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；
第五步，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。
进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的混凝土梁定位检测与定性检测具体包括：
(1)定性检测：
通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，在预应力梁两端钢绞线露出端上分别固定一个传感器S31SC，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的检测数据，进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析；
(2)定位检测：
应用冲击回波等效波速法检测，根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标出孔道位置，沿孔道走向均匀标出测点，间距宜≤20cm，依次激振检测点，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置；
当孔道压浆存在缺陷时：
1)激振的弹性波在缺陷处会产生反射；
2)激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，即得到的等效波速慢；
3)根据反射信号及等效速度的特点，利用IEEV法检测缺陷的位置，推断压浆缺陷的类型和规模大小。
进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的强度检测方法如下：
(1)通过检测设备基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速；在传声介质与待试验混凝土梁试块不接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射预定频率、幅度和波形的声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与空气界面反射后回波到达声源的回波幅值；
在传声介质与待测试验混凝土梁试块接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射所述声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与试验混凝土梁试块界面反射后回波到达声源的回波幅值；
通过回波幅值为和回波幅值为计算传声介质与试验混凝土梁试块界面的声压反射系数；
通过所述声压反射系数计算待试验混凝土梁试块的特性阻抗，及根据所述特性阻抗计算所述待测试验混凝土梁试块的声速；
(2)基于混凝土梁抗压强度与混凝土梁声速之间的关系推导出混凝土梁试块的强度；通过检测设备测试标准混凝土梁试块的声速；将所测试块在压力机上的破坏极限荷载为混凝土梁试块的抗压强度；通过软件程序获取混凝土梁试块声速与混凝土梁试块抗压强度之间的关系式；
(3)基于试验混凝土梁的实测参数及设计录入参数以现场回弹法快速判定局部实体的混凝土梁强度并评测各部位强度的偏离情况；建立测评的三维数据模型，并将三维数据按照空间位置作为唯一ID存储为数组数据，利用所述三维数据模型评测各部位强度相对于全局抗压强度的偏离情况；
所述实测参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度测量的实测参数，并且与三维数据对应存储为数组数据；
所述设计录入参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度的设计录入参数，并且与三维数据对应存储为数组数据。
进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力模拟方法如下：
1)通过模拟程序根据结构布置和尺寸建立混凝土梁结构单元；
2)根据混凝土梁结构中配置的预应力筋规格和尺寸，建立预应力筋单元；
3)通过对预应力筋单元施加降温值，使预应力筋收缩而产生的收缩力来模拟预应力筋对混凝土梁的预压应力；
降温值与预压应力之间的关系为：
其中，△T为需施加的降温值、N为预应力筋的有效预加力、A为预应力筋的截面面积、α为预应力筋的线膨胀系数、E为预应力筋的弹性模量。
本发明的另一目的在于提供一种基于所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力混凝土梁无损检测系统，所述预应力混凝土梁无损检测系统包括：
预应力采集模块，与主控模块连接，用于通过预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；
强度检测模块，与主控模块连接，用于通过强度检测设备检测混凝土梁强度数据；
抗渗检测模块，与主控模块连接，用于通过抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息；
主控模块，与预应力采集模块、强度检测模块、抗渗检测模块、抗裂测试模块、预应力模拟模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
抗裂测试模块，与主控模块连接，用于通过测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
预应力模拟模块，与主控模块连接，用于通过模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述预应力混凝土梁无损检测方法的信息数据处理终端。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过强度检测模块对混凝土强度进行鉴定和智能分析，准确判断混凝土结构的强度；判定混凝土强度是否满足设计要求，可以准确测评各分部位设计强度以及与结构抗拉强度的偏离情况并给予纠正措施，还可以评定部分项工程的整体强硬程度；可以评测在试验结果下的试块在客观改良后可以达到的质量以及客观改良方法，具有极好的应用前景；同时，通过预应力模拟模块分别建立预应力筋与混凝土单元，只需明确预应力筋的预加力、截面面积、线膨胀系数、弹性模量，便可计算出施加在预应力筋上的降温值，该方法考虑了预应力筋的实际效应，能有效模拟预应力效果，在复杂预应力混凝土结构中，只需计算预应力筋的降温值，其计算结果准确、计算方法高效。
本发明采用定位检测与定性检测相结合的检测方法，通过定位检测对孔道整理压浆质量进行综合判定；通过定位检测判断管道各具体位置是否有缺陷以及缺陷的类型；定性检测效率高，检测时间短，定位检测精度高，容易对缺陷位置和类型进行精准判定。
附图说明
图1是本发明实施例提供的预应力混凝土梁无损检测方法流程图。
图2是本发明实施例提供的预应力混凝土梁无损检测系统结构示意图；
图2中：1、预应力采集模块；2、强度检测模块；3、抗渗检测模块；4、缺陷检测模块；5、主控模块；6、抗裂测试模块；7、预应力模拟模块；8、数据存储模块；9、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的预应力混凝土梁无损检测方法包括以下步骤：
步骤S101，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；
步骤S102，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
步骤S103，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
步骤S104，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；
步骤S105，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。
步骤S101中，本发明实施例提供的混凝土梁定位检测与定性检测具体包括：
(1)定性检测：
通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，在预应力梁两端钢绞线(锚杆)露出端上分别固定一个传感器(S31SC)，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线(锚杆)端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的检测数据，进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析；
(2)定位检测：
应用冲击回波等效波速法(IEEV法)检测，根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标出孔道位置，沿孔道走向均匀标出测点(间距宜≤20cm)，依次激振检测点，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置；
当孔道压浆存在缺陷时：
1)激振的弹性波在缺陷处会产生反射；
2)激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，即得到的等效波速慢；
3)根据反射信号及等效速度的特点，利用IEEV法检测缺陷的位置，推断压浆缺陷的类型(空洞型或松散型)和规模大小。
如图2所示，本发明实施例提供的预应力混凝土梁无损检测系统包括：
预应力采集模块1、强度检测模块2、抗渗检测模块3、缺陷检测模块4、主控模块5、抗裂测试模块6、预应力模拟模块7、数据存储模块8、显示模块9；
预应力采集模块1，与主控模块5连接，用于通过预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；
强度检测模块2，与主控模块5连接，用于通过强度检测设备检测混凝土梁强度数据；
抗渗检测模块3，与主控模块5连接，用于通过抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息；
缺陷检测模块4，与主控模块5连接，用于通过定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；
主控模块5，与预应力采集模块1、强度检测模块2、抗渗检测模块3、缺陷检测模块4、抗裂测试模块6、预应力模拟模块7、数据存储模块8、显示模块9连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
抗裂测试模块6，与主控模块5连接，用于通过测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
预应力模拟模块7，与主控模块5连接，用于通过模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
数据存储模块8，与主控模块5连接，用于通过存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；
显示模块9，与主控模块5连接，用于通过显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。
本发明实施例提供的强度检测模块2检测方法如下：
(1)通过检测设备基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速；
(2)基于混凝土梁抗压强度与混凝土梁声速之间的关系推导出混凝土梁试块的强度；
(3)基于试验混凝土梁的实测参数及设计录入参数以现场回弹法快速判定局部实体的混凝土梁强度并评测各部位强度的偏离情况。
步骤(1)中，本发明实施例提供的基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速，具体包括步骤：
在传声介质与待试验混凝土梁试块不接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射预定频率、幅度和波形的声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与空气界面反射后回波到达声源的回波幅值；
在传声介质与待测试验混凝土梁试块接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射所述声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与试验混凝土梁试块界面反射后回波到达声源的回波幅值；
通过回波幅值为和回波幅值为计算传声介质与试验混凝土梁试块界面的声压反射系数；
通过所述声压反射系数计算待试验混凝土梁试块的特性阻抗，及根据所述特性阻抗计算所述待测试验混凝土梁试块的声速。
步骤(2)中，本发明实施例提供的混凝土梁抗压强度与混凝土梁声速之间的关系通过如下方法获得：
通过检测设备测试标准混凝土梁试块的声速；
将所测试块在压力机上的破坏极限荷载为混凝土梁试块的抗压强度；
通过软件程序获取混凝土梁试块声速与混凝土梁试块抗压强度之间的关系式。
步骤(3)中，本发明实施例提供的检测方法还包括：
建立测评的三维数据模型，并将三维数据按照空间位置作为唯一ID存储为数组数据，利用所述三维数据模型评测各部位强度相对于全局抗压强度的偏离情况；
所述实测参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度测量的实测参数，并且与三维数据对应存储为数组数据；
所述设计录入参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度的设计录入参数，并且与三维数据对应存储为数组数据。
本发明实施例提供的预应力模拟模块6模拟方法如下：
1)通过模拟程序根据结构布置和尺寸建立混凝土梁结构单元；
2)根据混凝土梁结构中配置的预应力筋规格和尺寸，建立预应力筋单元；
3)通过对预应力筋单元施加降温值，使预应力筋收缩而产生的收缩力来模拟预应力筋对混凝土梁的预压应力；
降温值与预压应力之间的关系为：
其中，△T为需施加的降温值、N为预应力筋的有效预加力、A为预应力筋的截面面积、α为预应力筋的线膨胀系数、E为预应力筋的弹性模量。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法包括：
第一步，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；
第二步，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
第三步，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
第四步，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；
第五步，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。
2.如权利要求1所述的预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法的混凝土梁定位检测与定性检测具体包括：
(1)定性检测：
通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，在预应力梁两端钢绞线露出端上分别固定一个传感器S31SC，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的检测数据，进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析；
(2)定位检测：
应用冲击回波等效波速法检测，根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标出孔道位置，沿孔道走向均匀标出测点，间距宜≤20cm，依次激振检测点，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置；
当孔道压浆存在缺陷时：
1)激振的弹性波在缺陷处会产生反射；
2)激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，即得到的等效波速慢；
3)根据反射信号及等效速度的特点，利用IEEV法检测缺陷的位置，推断压浆缺陷的类型和规模大小。
3.如权利要求1所述的预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法的强度检测方法如下：
(1)通过检测设备基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速；在传声介质与待试验混凝土梁试块不接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射预定频率、幅度和波形的声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与空气界面反射后回波到达声源的回波幅值；
在传声介质与待测试验混凝土梁试块接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射所述声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与试验混凝土梁试块界面反射后回波到达声源的回波幅值；
通过回波幅值为和回波幅值为计算传声介质与试验混凝土梁试块界面的声压反射系数；
通过所述声压反射系数计算待试验混凝土梁试块的特性阻抗，及根据所述特性阻抗计算所述待测试验混凝土梁试块的声速；
(2)基于混凝土梁抗压强度与混凝土梁声速之间的关系推导出混凝土梁试块的强度；通过检测设备测试标准混凝土梁试块的声速；将所测试块在压力机上的破坏极限荷载为混凝土梁试块的抗压强度；通过软件程序获取混凝土梁试块声速与混凝土梁试块抗压强度之间的关系式；
(3)基于试验混凝土梁的实测参数及设计录入参数以现场回弹法快速判定局部实体的混凝土梁强度并评测各部位强度的偏离情况；建立测评的三维数据模型，并将三维数据按照空间位置作为唯一ID存储为数组数据，利用所述三维数据模型评测各部位强度相对于全局抗压强度的偏离情况；
所述实测参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度测量的实测参数，并且与三维数据对应存储为数组数据；
所述设计录入参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度的设计录入参数，并且与三维数据对应存储为数组数据。
4.如权利要求1所述的预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力模拟方法如下：
1)通过模拟程序根据结构布置和尺寸建立混凝土梁结构单元；
2)根据混凝土梁结构中配置的预应力筋规格和尺寸，建立预应力筋单元；
3)通过对预应力筋单元施加降温值，使预应力筋收缩而产生的收缩力来模拟预应力筋对混凝土梁的预压应力；
降温值与预压应力之间的关系为：
其中，△T为需施加的降温值、N为预应力筋的有效预加力、A为预应力筋的截面面积、α为预应力筋的线膨胀系数、E为预应力筋的弹性模量。
5.一种基于权利要求1所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力混凝土梁无损检测系统，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测系统包括：
预应力采集模块，与主控模块连接，用于通过预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；
强度检测模块，与主控模块连接，用于通过强度检测设备检测混凝土梁强度数据；
抗渗检测模块，与主控模块连接，用于通过抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息；
主控模块，与预应力采集模块、强度检测模块、抗渗检测模块、抗裂测试模块、预应力模拟模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；
抗裂测试模块，与主控模块连接，用于通过测试设备测试混凝土梁抗裂性能；
预应力模拟模块，与主控模块连接，用于通过模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；
数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息；
显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果。
6.一种应用权利要求1～4任意一项所述预应力混凝土梁无损检测方法的信息数据处理终端。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110455917A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-15 | 福建博海工程技术有限公司 | 一种混凝土裂缝修补质量检测方法 |
| CN110907076A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-03-24 | 武汉大学 | 超声波实时检测圆钢管混凝土柱均匀套箍约束力的方法 |
| CN111879677A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 中铁十一局集团第五工程有限公司 | 一种多孔种植混凝土性能参数的测评系统及方法 |
| CN112881202A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-01 | 四川陆通检测科技有限公司 | 一种混凝土强度的无损检测方法及装置 |
| CN113340727A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-03 | 机械工业第九设计研究院有限公司 | 一种无损检测建筑物混凝土力学参数的装置及方法 |
| WO2022174480A1 (zh) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 郑州航空工业管理学院 | 纤维纳米混凝土的结构强度评价方法、装置、可读介质 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101021458A (zh) * | 2006-11-27 | 2007-08-22 | 青岛建设集团公司 | 大体积混凝土结构实体强度检测方法 |
| CN102622491A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-01 | 深圳大学建筑设计研究院 | 钢筋混凝土结构预应力施工至使用全过程分析方法 |
| CN103513018A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-01-15 | 中交四航工程研究院有限公司 | 混凝土抗裂性能系统化检测方法 |
| CN105842076A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 太原理工大学 | 一种公路桥梁预应力混凝土超声回弹双参数无损检测方法 |
| CN107621440A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-23 | 长沙理工大学 | 一种预应力束与混凝土间粘结性能的有限元模拟方法 |
| CN108279294A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-13 | 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司 | 用于钢结构桥梁健康监测的无损自动监测系统及方法 |
| CN108519400A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-11 | 温州市交通工程试验检测有限公司 | 一种预应力梁灌浆饱满度智能检测方法及系统 |
| CN109190156A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-11 | 长沙理工大学 | 一种预测混凝土顺筋开裂后预应力损失方法 |
| CN109253921A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-22 | 厦门港湾咨询监理有限公司 | 一种检测混凝土试块强度评价方法 |
| CN109472486A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-15 | 厦门港湾咨询监理有限公司 | 试验检测混凝土试块数据集成评价系统 |
| CN109670214A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-23 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 混凝土结构预应力等效模拟方法 |
-
2019
- 2019-05-21 CN CN201910421624.3A patent/CN110108864B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101021458A (zh) * | 2006-11-27 | 2007-08-22 | 青岛建设集团公司 | 大体积混凝土结构实体强度检测方法 |
| CN102622491A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-08-01 | 深圳大学建筑设计研究院 | 钢筋混凝土结构预应力施工至使用全过程分析方法 |
| CN103513018A (zh) * | 2012-12-31 | 2014-01-15 | 中交四航工程研究院有限公司 | 混凝土抗裂性能系统化检测方法 |
| CN105842076A (zh) * | 2016-05-06 | 2016-08-10 | 太原理工大学 | 一种公路桥梁预应力混凝土超声回弹双参数无损检测方法 |
| CN107621440A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-23 | 长沙理工大学 | 一种预应力束与混凝土间粘结性能的有限元模拟方法 |
| CN108279294A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-07-13 | 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司 | 用于钢结构桥梁健康监测的无损自动监测系统及方法 |
| CN108519400A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-09-11 | 温州市交通工程试验检测有限公司 | 一种预应力梁灌浆饱满度智能检测方法及系统 |
| CN109190156A (zh) * | 2018-07-26 | 2019-01-11 | 长沙理工大学 | 一种预测混凝土顺筋开裂后预应力损失方法 |
| CN109253921A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-22 | 厦门港湾咨询监理有限公司 | 一种检测混凝土试块强度评价方法 |
| CN109472486A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-15 | 厦门港湾咨询监理有限公司 | 试验检测混凝土试块数据集成评价系统 |
| CN109670214A (zh) * | 2018-11-29 | 2019-04-23 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | 混凝土结构预应力等效模拟方法 |
Non-Patent Citations (13)
| Title |
|---|
| 何琳 等: "模拟有效预应力的等效荷载_实体力筋降温法", 《公路交通科技》 * |
| 刘存宝: "浅析梁板孔道压浆饱满度及缺陷无损定位检测", 《科技视界》 * |
| 刘桂玲 等: "混凝土抗压强度超声波法无损检测的试验研究", 《四川理工学院学报( 自然科学版)》 * |
| 卢文良等: "900t大型预制箱梁早期张拉抗裂性能研究 ", 《中国铁道科学》 * |
| 叶见曙等: "预应力混凝土多T梁桥的极限承载力 ", 《东南大学学报(自然科学版)》 * |
| 左猛: "预应力钢筋混凝土结构的施工技术浅议", 《科技信息》 * |
| 张同波等: "大体积预应力混凝土结构施工技术的研究与应用", 《施工技术》 * |
| 徐海燕: "预应力混凝土梁抗裂和强度测试分析 ", 《华东交通大学学报》 * |
| 曹艳超: "预应力混凝土梁孔道压浆效果检测技术及应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
| 李振宝等: "混凝土安全壳预应力施工模拟与变形监测 ", 《北京工业大学学报》 * |
| 杨晓东: "《建筑材料检测》", 30 March 2018, 中国建材工业出版社 * |
| 肖辉等: "预应力混凝土构件碳化及表层抗渗性能试验研究", 《工业建筑》 * |
| 莫大霖等: "预应力区域约束混凝土梁数值研究", 《贵州大学学报(自然科学版)》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110455917A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-15 | 福建博海工程技术有限公司 | 一种混凝土裂缝修补质量检测方法 |
| CN110907076A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-03-24 | 武汉大学 | 超声波实时检测圆钢管混凝土柱均匀套箍约束力的方法 |
| CN111879677A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-11-03 | 中铁十一局集团第五工程有限公司 | 一种多孔种植混凝土性能参数的测评系统及方法 |
| CN112881202A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-01 | 四川陆通检测科技有限公司 | 一种混凝土强度的无损检测方法及装置 |
| WO2022174480A1 (zh) * | 2021-02-22 | 2022-08-25 | 郑州航空工业管理学院 | 纤维纳米混凝土的结构强度评价方法、装置、可读介质 |
| CN113340727A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-03 | 机械工业第九设计研究院有限公司 | 一种无损检测建筑物混凝土力学参数的装置及方法 |
| CN113340727B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-11-11 | 机械工业第九设计研究院股份有限公司 | 一种无损检测建筑物混凝土力学参数的装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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