基于超声导波技术的高速公路护栏立柱检测应用研究

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高速公路的路侧护栏被称为“驾驶员的最后一条安全带”,起着有效降低车辆冲击力、减缓车速、防止车辆冲出路基的作用。由于护栏立柱埋置质量问题,使得大型失控车辆越出路基的现象时有发生,酿成特大或重大交通事故,造成重大的人员伤亡和经济损失。所以对于护栏立柱的长度及施工质量的新型无损检测方法越来越受到有关单位和研究人员的关注。目前最有效的立柱无损检测技术是超声导波检测技术,可是检测用传感器和仪器还处于实验室研究阶段。   本文的正是从此问题出发,目的是将超声导波技术应用到护栏立柱的实际工程检测中,本文的主要研究内容有以下几个方面:   (1)基于波动理论,对立柱中超声导波的传播特性进行研究。接着选择合适的检测频率和模态,设计和制作了用于实验室检测的专用的直探头阵列,该直探头阵列由24个直探头和夹具组成。同时还设计和制作了用于立柱工程现场检测的斜探头;   (2)分别搭建了直探头阵列和斜探头超声导波检测系统。并且在实验室条件下利用这两套检测系统分别对自由立柱、埋土立柱和埋混凝土立柱进行了实验研究。实验结果表明直探头阵列在实验室条件下可以实现护栏立柱的检测,同时也发现利用斜探头检测的效果更好。斜探头检测系统具有便携性好和检测效率高的优点;   (3)搭建了用于工程现场检测的检测系统。采用该系统对工程现场的立柱进行了检测,分别对8种不同工况条件下的立柱进行了检测研究,对比分析了不同工况条件下的检测结果。对工程现场的检测的影响因素进行了分析。最后发现该检测系统完全可以实现工程现场立柱的检测。该系统有望进一步产品化,以满足立柱现场无损检测的需要。  
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