浅谈波形及频谱图在方钢管混凝土超声测缺中的运用

《浅谈波形及频谱图在方钢管混凝土超声测缺中的运用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浅谈波形及频谱图在方钢管混凝土超声测缺中的运用（江苏省建筑工程质量检测中心有限公司，南京，210008）【摘要】在超声检测方钢管混凝土内部缺陷的方法中，木文尝试综合超声首波声参数及波形、频谱图的内在信息，分析判断钢管混凝土内部缺陷类型的可行性；同时发现一些规律现象，不同类型的内部缺陷对应一个特征频谱图。【关键词】钢管混凝土；超声；测缺；波形图；频谱图钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构，它结合了钢结构与混凝土各自材料的优点，只有承载力高、塑性和韧性好、耐火性能和抗震性能优越、施工便利快速等优点。但钢管混凝土构件

2、受混凝土材料自身特性和泵送施工工艺等影响，容易出现钢管内壁与混凝土间胶结不良、混凝土内部空洞或不密实等常见缺陷现象，这些缺陷会影响结构性能的发挥。因此,钢管中混凝土灌注施工的质量是钢管混凝土施工质量检测的重点，由于钢管中混凝土处于一种封闭状态，直接了解其施工质量几乎不可能，我们在工作中一般采用超声波透射的方法检测其施工质量。一般工作中，我们遇到的最多的是圆钢管混凝土和方钢管混凝土结构。1、超声波透射法检测的难点超声波透射法检测钢管混凝土内部缺陷方法的主要原理：利用超声波能量高、混凝土中传播距离远、声波指向性强等优点，在圆钢管混凝土径

3、向两端位置或方钢管混凝土对侧面相应位置布置超声波发、接收换能器，检测时，超声波发射换能器中超声脉冲透过钢管混凝土被接收换能器接收，通过信号放大、滤波、抑制等信号处理后，得到钢管混凝土中声波的首波声时、振幅、频率等声参数,利用声参数分析钢管混凝土内部缺陷。超声法进行钢管混凝土测缺时，仅依靠首波声参数，判断钢管混凝土各测点是否存在缺陷或缺陷类型存在很大困难。主要困难如下：网难一：超声波透射法检测钢管混凝土内部缺陷方法，主要依据的检测规范是《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS21：2000,但该规范明确表明该方法仅适用于管壁与混凝土胶

4、结良好的钢管混凝土缺陷检测。实际工程中，没奋较好的施工工艺能够满足所检测的构件完全不存在胶结不良的缺陷前提，相反，在检测中，胶结不良的缺陷较容易出现，且这种缺陷对结构的危害很大，需要我们重视对这种缺陷的检出。作为工程技术人员，需要我们探讨一些可行的方法以拓展这种检测方法的适用范畴。困难二：钢管混凝上超声检测时，超声波存在沿混凝土传播或沿钢管传播的可能性，这就导致首先到达接收换能器的声波可能是沿混凝上传播的，也可能是沿钢管传播的，如果仅分析首波声参数，将无法可靠判断超卢的传播路径及缺陷类型等。另外，很多工程技术人员在检测吋，采用敲击法

5、先判断测点处是否存在胶结不良的缺陷，但该方法主观性太强，准确性无法确定；若采用钻芯法验证，实际工程中不宜大规模采用这种方法。2、超声波在钢管混凝土中传播路径以某工程方钢管混凝土结构为例，构件横截面边长700mm，超声波在钢管混凝土中传播路径在一定程度上可以简化为图1中三种形式。其中，在完整无缺陷部位，超声沿发、接收换能器间直线传播；在胶结不良部位，超声先沿胶结不良钢管中传播，在胶结不良与胶结良好交界处再沿混凝土内部直线最短距离传播至接收换能器；在混凝土内部存在空洞部位，超声在空洞边缘绕射后，再传播至接收换能器。检测吋，我们首先关注的

6、是首波声吋，分析图1，（b）和（c）由于传播距离增加，声吋必定存在延长情况；（b）和（c）这两种情况，首波振幅亦会出现下降，振幅下降多少与传播的总声程在一定程度上成反比，同吋与混凝土缺陷的形状密切相关，但不冋缺陷形状对超声的衰减程度无法进行准确推算，故首波振幅不宜单独用来判断缺陷的类型；同时检测时，各个测点需注意通过计算，分析首波是经混凝土中还是钢管中传播的。3、传统检测方法中遇到的问题还是以上述某工程方钢管混凝土结构为例，某构件中典型测点1〜5所检测得到的首波声吋、振幅、频率等声参数(5个测点的声距相同)如下表1所示：前提条件：测

7、点1的首波声时、振幅、频率值与模拟完整无缺陷试件基本一致，可判断测点1位置无缺陷现象。以此为据，分析测点2时，声吋略冇延长，振幅略有下降，可判断存在小缺陷，比照图1(b)和(c)，该缺陷胶结不良或混凝土内部缺陷都有可能，无法区分；分析测点3吋，声时无明显异常，振幅下降明显，比照图1(a)、(b＞和(c),无法判断是否存在缺陷；分析测点4吋，声吋延长很多，振幅略有下降，按照声时判断可能存在大缺陷，按照振幅判断可能存在小缺陷；分析测点5吋，声吋延长明显，振幅无异常，比照图1(a)、(b)和(c)，无法判断是否存在缺陷。4、波形及频谱图结

8、合声参数缺陷分析尝试由于目前检测中采用的大多数超声检测设备，除获得各测点的声参数外，同吋能获得波形及频谱图。通过对该方钢管混凝土构件现场采集的各测点卢参数、波形及频谱图归纳、整理分类，发现以上测点1〜5对应的波形及频谱图存在各自的特有