自预应力技术诞生以来,预应力损失如影随形,而桥梁结构预应力检测作为交通土建领域重要研究方向之一,一直为工程界所关注。目前混凝土桥梁结构体外预应力检测方法研究已比较深入,但体内预应力检测尚且困难。因此,研究体内预应力筋应力检测方法,能为结构安全性评估及养护、加固提供可靠依据。作者在前期研究中用LC电磁谐振法测量预应力钢绞线应力时发现,长为1.2m钢绞线力-频(钢绞线应力与电路电磁谐振频率)变化呈负相关关系,而长为10m钢绞线力频变化呈正相关关系。长度不同钢绞线力-频变化关系截然相反,经分析认为钢绞线长度是影响测量结果关键因素。因此,通过对不同长度钢绞线力频模型及变化关系的研究可有效解决该问题,为电磁谐振法应用于体内预应力检测提供理论依据和数据支撑。本文对交通运输部立项的“基于慢速电磁驻波特性的在役结构预应力检测方法”进行研究,以LC电磁谐振理论与技术为基础,建立了两种电感模型(线段导线电感模型和螺旋线圈电感模型)下钢绞线力-频耦合模型,在此基础上,利用4种不同长度(1.2m,5m,10m和15m)钢绞线进行力频实验验证,最后,以试验数据为基础,结合两种力-频耦合模型,确定了区分长短钢绞线的临界长度区间。论文主要工作内容如下:(1)首先针对预应力有损检测技术和无损检测技术进行了文献调研。掌握了各种预应力检测/监测技术的适用范围及优缺点,针对在役桥梁结构体内预应力检测难度大、干扰因素多的特点,在既有电磁谐振法基础上提出预应力钢绞线有效应力检测长度效应研究方案。(2)基于电学理论中两种常见电感模型(线段导线电感模型和螺旋线圈电感模型),分析了不同长度钢绞线的电感特性,结合LC电磁谐振理论,建立了长/短两种钢绞线力-频耦合模型。基于两种力-频耦合模型,搭建长短钢绞线实验平台,得到了1.2m,5m,10m和15m四种长度钢绞线应力与谐振频率实验数据,分析了各长度钢绞线电感特性,并讨论了各长度钢绞线力-频曲线及其变化趋势。(3)通过实验长度效应分析与仿真长度效应分析,得到了区分长/短钢绞线的临界长度区间为[2.013m,2.199m],理论分析与仿真结果所得临界长度的误差为8.46%。当(27)(27)013.20ml时,谐振频率随着钢绞线应力的增大而减小。当(29)199.2ml时,谐振频率随着钢绞线应力的增大而增大。当199.2013.2??ml时,为电磁谐振法测量钢绞线应力长度效应的过渡长度,此区间内应力与谐振频率由反比例关系过渡到正比例关系。