钢管混凝土缺陷超声波定量检测技术初步研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com公路交通技术2012年4月第2期TechnologyofHighwayandTransportA!：!：钢管混凝土缺陷超声波定量检测技术初步研究张春雨，杨春雷(云南省公路科学技术研究院，昆明650051)摘要：参阅国内外钢管混凝土拱桥设计、施工和检测的文献资料，对超声波用于钢管混凝土拱肋脱粘厚度和混凝土空洞尺寸的定量检测技术开展研究，并将其用于实桥拱肋缺陷定量检测，取得初步成果。关键词：钢管混凝土拱桥；混凝土密实度；无损检测；超声波文章编号：1009—6477(2012}02—0067—04中图分类号：U448．33文献标识码：APrelim

2、inaryStudyonUltrasonicQuantitativeTestingTechnologyforDefectsofSteelTubeConcreteZHANGChunyu，YANGChunleiAbstract：Byreferencetodocumentationofdesign，constructionanddictionofsteeltubeconcretearchbridgesathomeandabroad，thispaperdevelopsstudyonultrasonicquantitativetestingtechnologyfordebondingth

3、icknessofsteeltubeconcretearchribsandconcretehollowsizeandappliesittoquantitativetestingfordefectsofarchribsofrealbridgesandhasachievedpreliminaryresults．Keywords：steeltubeconcretearchbridge；compactednessofconcrete；nondestructivetesting；ultrasonic尺寸，则1研究背景¨t：2d／v,+D／v，(1)钢管混凝土是在钢管内填充混凝土，使钢管和

4、t=2d／v+(D—h)／v+h／v。。(2)混凝土在受力方面实现优势互补。钢管混凝土拱肋由以上2式可得中混凝土缺陷产生的原因较多，且在实际工程中很h=(3)难避免。通常，钢管混凝土主要有以下几种缺陷：显然，">10v>>，故1)泵送过程中排气不畅引起气孔缺陷；2)混凝土本身质量引起缺陷；3)外界温度及钢管混凝土材料h(t一)：Atv。(4)即h约等于超声波在有缺陷和无缺陷钢管混凝间的温差对拱肋质量产生很大影响。钢管与混凝土土中传播时，首波声时差与其在空气中传播速度的的吸热、散热速度相差很大，会加速混凝土的收缩和乘积。徐变。如此日积月累反复作用，钢管受残余变形的2．2使用条件影

5、响将相对变大，而管内混凝土因徐变、收缩的影响公式(1)一(4)简洁导出了钢管混凝土拱肋中则相对变小，钢管管壁与混凝土会产生一定的脱离。混凝土空洞和脱空尺寸定量检测的基本公式，但由于超声波传播途径的复杂性和混凝土结构材质的不2超声波用于钢管混凝土缺陷厚度定量检测分析均匀性，应用公式(3)时需注意如下条件。的原理及使用条件1)超声波检测方式采用沿直径方向的透射波2．1钢管混凝土拱肋缺陷厚度定量检测分析原理检测。沿直径方向的透射波应先于沿钢管壁传播透设超声波波速通过无缺陷和有缺陷钢管混凝土射波到达，否则无法采用首波检测钢管混凝土拱肋的时间分别为t和t，并假定d为钢管壁的厚度，脱空厚度

6、和混凝土空洞尺寸，即沿直径方向传播的为超声波通过钢管的声速，为超声波通过混凝土声时t须小于沿钢管壁传播的声时t。的声速，V为超声波通过空气的声速，D为钢管内混一ntd=2d／v+D／v0，(7)-I-vcC0s即>。(8)式(8)中代人=5700m／

7、s，则知必须大于3142m／s。当混凝土中超声波波速低于该速度时，通过钢管壁传播的超声波将成为首波，此时，理论上无法采用首波检测钢管混凝土拱肋脱空厚度和混凝图1超声波透射、绕射空洞缺陷示意土空洞尺寸。2)定量检测钢管混凝土拱肋脱空厚度和混凝土空洞尺寸一，钢管混凝土拱肋脱空厚度和混凝土空洞尺寸超过该上限时，理论上无法采用首波对其进行定量检测，此上限值为：h(t一td)。=At。。(9)当超声波通过混凝土的波速下降时，声时在增加；若超声波通过混凝土的声时超过通过钢管壁的传播声时，则将无法测出混凝