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预应力孔道压浆不密实?冲击回波法助解检测难题

预应力孔道压浆不密实?冲击回波法助解检测难题
时间:2024.01.17
作者:中钢国检
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摘要: 预应力混凝土结构具有很多优势,因此很多桥梁工程采用预应力结构形式,而预应力孔道的压浆密实度对后张法预应力混凝土结构的后期工作性能非常重要,如果压浆密实度没有达到相关要求,就可能导致预应力钢绞线使用寿命缩短和使用效率的降低,严重的甚至会发生安全质量事故。因此,采用相关的技术方法检测预应力孔道压浆密实度十分必要,其具体的检测方法有很多,冲击回波法是其中的一种。   原理及方法 冲击回波法即通过冲击方式产生瞬态冲击弹性波,传播但混凝土结构内部,遇到内部缺陷表面及构件底面反射回来,使冲击弹性波信号被接收,通过分析冲击弹性波及其回波的波速、波形和主频频率等参数的变化,对预应力孔道注浆质量进行分析。     采用冲击回波法检测压浆密实度,包括定性分析和定位分析。定性分析用于判断孔道内部是否存在缺陷,通过对采集到的数据运用全长速度法、全长衰减法、传递函数法综合分析,获得孔道的综合注浆指数;而定位分析是根据实际检测数据来分析判断缺陷的具体位置,包括等效波速法和共振偏移法。   影响因素分析 采用冲击回波法检测孔道压浆密实度时,会受到多重因素...
预应力孔道压浆不密实?冲击回波法助解检测难题

(图:预应力孔道压浆不密实?冲击回波法助解检测难题)

预应力混凝土结构具有很多优势,因此很多桥梁工程采用预应力结构形式,而预应力孔道的压浆密实度对后张法预应力混凝土结构的后期工作性能非常重要,如果压浆密实度没有达到相关要求,就可能导致预应力钢绞线使用寿命缩短和使用效率的降低,严重的甚至会发生安全质量事故。因此,采用相关的技术方法检测预应力孔道压浆密实度十分必要,其具体的检测方法有很多,冲击回波法是其中的一种。

 

原理及方法

冲击回波法即通过冲击方式产生瞬态冲击弹性波,传播但混凝土结构内部,遇到内部缺陷表面及构件底面反射回来,使冲击弹性波信号被接收,通过分析冲击弹性波及其回波的波速、波形和主频频率等参数的变化,对预应力孔道注浆质量进行分析。

 

预应力孔道1

 

采用冲击回波法检测压浆密实度,包括定性分析和定位分析。定性分析用于判断孔道内部是否存在缺陷,通过对采集到的数据运用全长速度法、全长衰减法、传递函数法综合分析,获得孔道的综合注浆指数;而定位分析是根据实际检测数据来分析判断缺陷的具体位置,包括等效波速法和共振偏移法。

 

影响因素分析

采用冲击回波法检测孔道压浆密实度时,会受到多重因素的影响,在过程中应根据实际情况对可能产生的影响进行把控和干预,以确保检测结果的准确性。

 

孔道尺寸

由于工程设计年限、所处环境特征以及其他条件的差异性,不同工程的预应力孔道尺寸也会存在差异,而这些因素也会在一定程度上影响对压浆缺陷的判断。例如,受此类因素影响,可能使缺陷处于较深的位置,而随着缺陷所处深度的增加,缺陷的平面尺寸也需要相应增大,才能够被冲击回波识别。

 

预应力孔道2

 

孔道材质

目前阶段,预应力混凝土孔道通常采用金属波纹管或塑料波纹管,由于波纹管与混凝土材质不同,各部分具体阻抗相差较大,应力波在不同界面会发生不同程度的反射。由于混凝土/钢界面是从低阻抗进入高阻抗,只有少部分的波被反射回来,而大部分的波被折射进入了金属介质中,因此通过冲击回波法进行检测能够获得准确的结果。

 

但由于塑料波纹管对冲击波的反射和衰减较为明显,所存在缺陷的反射波在经过波纹管时会发生严重衰减,使得最后到达接收传感器的能量较微弱,导致无法获得准确的检测数据,因此,若预应力孔道是用的塑料波纹管,其灌浆质量的检测则不适合采用冲击回波法。

 

波纹管间距

当混凝土结构中孔道未灌浆,应力波在传播过程中将在未灌浆空管道处发生绕射,因此在检测时应将波纹管间距对检测结果的影响考虑其中。在对某一孔道进行检测时,若相邻未灌浆孔道与测试孔道的间距达到一定值,则未灌浆孔道不会对被测试孔道的板厚频率产生明显的影响。

 

预应力孔道3

 

总结

冲击回波法在实际应用中有其自身的优势,如与超声波方法相比,其只需一个测试面,且检测时无需耦合剂,标定后每个测点直接得到相关数据信息,便于操作,检测速度快。但在操作中也应注意,确保与受检对象表面的耦合情况符合要求,如果必要需对待测点进行预处理,以得到可靠的检测数据。

 

要从根本上确保压浆质量,需要从原材料、压浆施工等多个方面进行把控。质量检测是保障桥梁预应力孔道压浆密实度的一项重要技术措施,不仅是在施工过程中要严格落实各项检测工作,针对桥梁后期的运营过程,也应积极开展相应的管道压浆密实度以及钢绞线腐蚀等方面的检测工作,做到有问题及时发现,及时采取相应措施,防止出现不必要的损失。

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