[发明专利]一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹无损检测系统与方法

说明书

本发明公开了一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹无损检测系统，包括：埋入式RFID电子标签：检测记录钢桥面板疲劳裂纹信息，并通过RFID近场通讯传送给读写器；读写器：为电子标签提供能量并进行无线通讯，可以实现对标签识别码及检测信息的读取或写入；上位机：主要用于向读写器提供指令及显示、存储和处理读写器返回的标签信息；移动载具：用于搭载读写器与上位机，在移动中遂行疲劳裂纹检测。本发明还公开了一种基于该无损检测系统对正交异性钢桥面板疲劳裂纹实施检测的方法。本发明可以在桥面上完成对正交异性钢桥面板疲劳裂纹的无损检测，及时获取疲劳裂纹贯穿桥面板的时间和扩展长度的信息，检测速度快、效率高且检测成本可控。

技术领域

本发明涉及钢结构无损检测技术领域，具体为一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹无损检测系统与方法。

背景技术

正交异性钢桥面板体系在桥梁工程中应用日益广泛，但由于焊接细节几何不连续、残余应力影响、焊接缺陷等因素，始终伴随着突出的疲劳问题。其中纵肋-桥面板焊接连接部位是正交异性钢桥面板体系疲劳问题最为突出的两个部位之一，而起始于纵肋与桥面板连接焊缝焊趾或焊根部位并向钢桥面板上表面扩展的桥面板疲劳裂纹该部位最为多见一种疲劳失效模式。

一旦疲劳裂纹贯穿桥面板，会导致桥面板局部刚度下降，进而引起铺装层开裂、塌陷等病害，最终影响行车舒适性甚至行车安全。并且在车轮荷载作用下，疲劳裂纹一旦穿透桥面板后就会快速扩展，而雨水侵入可能加速铺装层破损及裂纹扩展。鉴于现有技术水平的局限性，完全依靠疲劳设计避免这些疲劳病害非常困难，因此在桥梁运营过程中通过检测及时发现并进行维修是很有必要的。

目前常见的钢桥疲劳裂纹检测技术手段主要有渗透检测、磁粉检测、超声波检测以及声发射检测等。在桥面之下由于检测作业环境十分复杂且作业面常常受到限制(如闭口肋起始于肋板焊缝焊根向桥面板扩展的疲劳裂纹)同样会使得常用的检测方法难以展开或者在效率与成本上面临严重困扰。在桥面之上，所以不存在作业面的问题，但是由于桥面铺装层覆盖，除非清除铺装层，否则难以在桥面上利用这些检测手段实施检测。因此，发展能够在桥面上部实施的无损检测技术是正交异性钢桥面体系检测领域的迫切需求。

正交异性钢桥面体系桥面板疲劳裂纹分布有显著的特征。从横桥向看，桥面裂纹主要分布在重型车辆较多的慢车道上。从纵桥向看，桥面裂纹通常先在受力更加复杂、疲劳寿命更短横梁/横隔板处出现。因此，针对正交异性钢桥面板疲劳裂纹分布特征，可以通过对有限的疲劳易损部位，即慢车道横梁/横隔板处纵肋-桥面板焊缝连接部位，的检测对正交异性钢桥面板整体疲劳损伤进行评估。

因此，在正交异性钢桥面板重点疲劳易损部位预埋开裂检测装置并基于近场无线通讯技术在桥面上快速实施的无损检测具有必要性和可行性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

因此，本发明的目的是提供一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹无损检测系统与方法，基于RFID近场通讯技术，一旦疲劳裂纹贯穿桥面板即可被及时检测发现并处置，其应用能显著提高检测效率及检出率，并且检测成本可控。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种正交异性钢桥面板疲劳裂纹无损检测系统，其包括：埋入式RFID电子标签：检测并记录钢桥面板是否发生贯穿型开裂的信息，并通过RFID近场通讯的方式传送给读写器；

读写器：为埋入式RFID电子标签提供能量并进行无线通讯，可以实现对标签识别码及相应检测信息的读取或写入操作；

上位机：即装有数据管理系统的计算机，根据需要向读写器提供指令或处理读写器返回的埋入式RFID电子标签数据，对标签信息进行显示、存储和处理；