冲击回波法检测预应力箱梁孔道注浆质量的研究及应用.pdf

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1、２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材工程应用冲击回波法检测预应力箱梁孔道注浆质量的研究及应用１２熊尽柯郭亮（１．中铁二十四局集团贵溪桥梁厂有限公司，江西贵溪３３５４００；２．南昌航空大学土木建筑学院，江西南昌３３００６３）摘要：表述预应力桥梁结构中预留孔道灌浆质量的重要性，引入冲击回波检测法，介绍了冲击回波法检测的基本原理。使用冲击回波检测仪检测模拟试验梁内波纹管内灌浆质量，分析应力波响应，对比试验结果和预设数据，评判检测的准确性。最终，进行实际工程检测，判定一片箱梁Ｎ１孔道端部存在缺陷，进行开窗验证，并给出结果照片。研究结果表明：冲击回波法能准确地评估箱梁预应力孔

2、道的注浆质量状况。关键词：预应力梁；冲击回波法；预应力波纹管孔道；压降质量；频谱响应［２］损检测。引言由于箱梁的钢筋分布较密，且预应力孔道多采近些年，随着我国交通工程进入到前所未有的用钢制波纹管，常用的电磁无损检测方法因为电磁大发展时期，高速公路、铁路桥梁的建设也随之蓬勃屏蔽无法判断其内部灌注浆的质量情况。另外一种发展，其中后张法预应力混凝土箱梁在高速路及桥常用的无损检测方法超声波法又因为单一侧面检测梁的建设中被广泛应用。对于后张法预应力混凝土的结果可靠性不高及数据处理复杂等原因在预应力桥梁而言，预应力钢筋对结构的承载力有着十分重箱梁的检测也很难应用，所以冲击回波法逐渐走

3、上［３］［４］要的作用，而灌注浆就是保护预应力筋、防止其锈无损检测的舞台。冲击回波法在上世纪８０年蚀，使其与混凝土整体性提升的重要保证。所以孔代由美国国家标准与技术研究院首先提出，并与道内注浆的质量将直接影响箱梁预应力结构的承载１９９８年被美国材料实验协会ＡＳＴＭ批准通过，并制［１］能力和耐久性。但是，在实际施工过程中，经常出定规程ＡＳＴＭ－Ｃ－１９９８。现管道被异物堵塞，选取压降方式不当，人为施工过本文将进行模拟试验和现场检测相结合，不仅失等因素造成灌浆不密实、孔洞等缺陷沿预应力束能够更好的比对试验数据，而且可以为将来实际工出现。因此，为保证预应力混凝土箱梁达到设置预程

4、应用提供更有力数据支持。试验使用四川升拓科应力的目的，其预应力孔道的压降质量必须进行无技有限责任公司生产的ＳＰＣ－ＭＡＴＳ预应力混凝土２６０２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材工程应用［５］梁多功能检测仪，分析不同管道内灌浆情况的回波的快速傅里叶变换。响应，主要分析主频的特性，在预应力箱梁灌注浆质１．２冲击回波的主频量的检验中取得满意的试验效果。混凝土结构的冲击回波信号与Ｐ波波速和混凝土板厚相关，并受截面形状影响，回波信号的主频按式１冲击回波法检测的基本原理６计算，通过预应力管道时的传播路径如图１所示。冲击回波法检测的基本原理是钢质小锤进行冲λｖｐｆｐ＝（６）２Ｔ击

5、砼结构表面后产生身激振的弹性波，激振的弹性波在缺陷处会产生反射，根据反射信号的有无以及梁底端的反射经时来推定灌浆缺陷的有无和类型。传感器在采集到反射信号为时域信号，通过快速傅里叶变换转变为频域信号，即可依据频率、纵波波速求出混凝土结构的厚度。１．１快速傅里叶变换图１冲击回波传播路径图传感器采集的时域位移信号为ｙ（ｔ），然后通过式中，ｆｐ为回波信号的主频；λ为混凝土结构截傅里叶变换转换为频域的信号。面的形状系数；ｖｐ为结构Ｐ波速度；Ｔ为混凝土板对周期为Ｔ的时域位移信号可用下式表示：厚。ｙ（ｔ）＝ｙ（ｔ＋Ｔ）（１）当纵波传入声阻抗高于混凝土材料界面，如由傅里叶级数的复数形式可

6、表示为：混凝土界面到钢界面时，ｄ采用式７计算∞ｊｎω０ｔｙ（ｔ）＝∑ｃｎｅ（２）λｖｐｎ＝－∞ｄ＝（７）４ｆｐＴ１２－ｊｎω０ｔｃｎ＝∫ｙ（ｔ）ｅｄｔ（３）式中，ｄ为反射深度。ＴＴ－２设：２模型试验及现场检测∞－ｊωｔＹ（ｊω）＝∫ｙ（ｔ）ｅｄｔ（４）－∞２．１检测仪器有：试验及现场检测均使用四川升拓科技有限责任１∞ｊωｔｙ（ｔ）＝∫Ｙ（ｊｗ）ｅｄω（５）公司生产的ＳＰＣ－ＭＡＴＳ预应力混凝土梁多功能检２π－∞式（４）为傅里叶变换，式（５）为傅里叶逆变换，式测仪，主要技术参数：频率范围：０－５００ｋＨＺ（可调）；（４）中Ｙ（ｊω）是傅里叶频谱表示，其绝对值叫振幅频测试厚度

7、范围：０．１－２ｍ；无需耦合剂。仪器如图２谱。完成了冲击时域唯一信号转换到频域振幅信号所示。２６１２０１５年第１２期（总第１６５期）江西建材工程应用率为６０ｋＨｚ，满足现场检测所需时域和频谱响应信号。２．２．３检测结果无波纹管位置检测结果如图３所示，从图４可知：波形图出现一个波峰，峰值为５８６０Ｈｚ，按照式（６）计算得到对应深度为３５．２ｃｍ，与实际厚度３５ｃｍ［７］基本相同。混凝土板的形状系数λ取０．９６。图２ＳＰＣ－ＭＡＴＳ预应力混凝土梁多功能检测仪２．２模型试验２．２．１模型梁制作模型梁制作强度按Ｃ５０，配有少量Φ２４钢