基于冲击回波法的预应力管道灌浆缺陷检测研究

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1、分类号：U44U4510710-2015121121硕士学位论文基于冲击回波法的预应力管道灌浆缺陷检测研究汪世龙导师姓名职称杨雅勋副教授申请学位类别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2018年4月17日论文答辩日期2018年5月11日学位授予单位长安大学ResearchontheTestingofGroutingDefectsinPrestressedChannelsBasedonImpact-EchoMethodAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangShiLongSupervisor：Prof.YangYaxunCh

2、ang’anUniversity,Xi’an,China摘要预应力结构尤其是有粘结的后张法预应力结构的出现助力桥梁工程的飞速发展，但在施工操作中因为机械、人工等因素造成的灌浆不密实的情况大面积存在，多年来因为灌浆缺陷造成的预应力钢束锈蚀和预应力损失而导致的桥梁事故频发，其严重影响着桥梁结构的耐久性及安全性能。因此，后张法预应力管道灌浆缺陷检测研究了一项迫切而重要的课题，利用低频应力波为媒介的冲击回波法目前被认为是该领域最有发展前途的方法，当前出冲击回波法定性测试管道压浆质量技术已日趋成熟，然而对缺陷精确定位、定量测试研究因为影响因素过多依旧滞后，本文主要针对影响精确定位、定量测试的几种典

3、型因素开展管道灌浆缺陷的有限元模拟分析及室内试验研究，完善及补充相关的理论及方法，并对定量测试缺陷大小进行初步探讨，相关工作有：1、查阅国内外文献，对比分析各无损检测技术在检测管道灌浆缺陷时的利弊所在，重点论述冲击回波测试管道灌浆质量国内外研究现状，并论证其可行性。2、从应力波理论的论述开始引出冲击回波法的基本理论，并介绍了冲击回波法的检测管道灌浆缺陷时的方法。3、结合工程实际，以单层布置的预应力管道为对象，针对管道材质、缺陷大小、缺陷临界面位置及预应力钢束这几种影响精确定位、定量检测的典型因素，布置相应的工程模型，并运用有限元软ABAQUS进行各工况下的冲击回波响应模拟计算，通过计算分

4、析得出相关结论如下：（1）管道材质对测试结果的精度影响较大；（2）当缺陷临界面位置与测试面平行时（腹板工况），测试难度较增大；（3）一定条件下，能够测试到预应力钢筋束的埋深信号，且其存在及位置状况对缺陷的测试影响不大；（4）普通钢筋布置较少时对缺陷埋深的测试结果的干扰并不大；（5）实际测试中必须考虑板厚频率（或波速）的标定；（6）结合板厚频率漂移率和缺陷深度频率来初步定量的判断缺陷程度是可行的。5、应用预应力混凝土梁多功能检测仪（SPC-MATS）对根据典型工况制作的试件模型开展试验研究，试验研究结果与有限元模拟结果吻合较好。6、全面总结有限元模拟分析和试验研究的相关结论，为工程实际测试

5、提供一定的指导，为进一步研究提供相关的理论支持。关键词：波纹管；灌浆缺陷；冲击回波法；有限元；频域分析IAbstractTheprestressedstructure,especiallythebondedpost-tensionedprestressedstructure,assiststherapiddevelopmentofthebridgeproject.However,intheconstructionoperation,thegroutingduetomechanical,artificialandotherfactorsisnotcompactandexistsinlarg

6、eareasovertheyearsduetogrouting.Thebridgeaccidentcausedbythelossofpre-stressedsteelbeamcorrosionandpre-stresscausedbythedefectfrequentlyoccurs,whichseriouslyaffectsthedurabilityandsafetyperformanceofthebridgestructure.Therefore,anurgentandimportantissuehasbeenstudiedinthedetectionofgroutingdefect

7、sinpost-tensionedprestressedpipelines.Theshockechomethodusinglow-frequencystresswavesasthemediumiscurrentlyconsideredtobethemostpromisingmethodinthisfield.CurrentimpactechoesThestatutorytestingpipelinegroutingqualityte