冲击回波法检测预应力孔道灌浆的应用研究

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1、学位论文万方数据学校代码：10225学号：S14316冲击回波法检测预应力孑L道灌浆的指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：授予学位单位：应用研究杨海林张宏祥副教授东北林业大学硕士学科专业：桥梁与隧道工程2014年4月论文答辩日期·I2014年6月东北林业大学授予学位日期：答辩委员会主席：论文评阅人：素夕厶栉素大学万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：S14316㈣剿DissertationfortheDegreeofMasterResearchontheimpact—echomethodtodetec

2、tprestressedbridgeductgrouting一1—1—1一Candidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：DateofOralExamination：University：YangHailinAssociateProf．ZhangHongxiangMasterBridgeandTunnelEngineeringJune，2014NortheastForestry万方数据摘要预应力混凝土结构由于截面小、刚度大、抗裂性和耐久性

3、好、综合经济效益好等优点，在世界各地的建筑领域中得到了广泛应用，我国新建的桥梁95％以上都采用预应力混凝土梁。孔道灌浆的质量直接关系到预应力构件的稳定性及耐久性，但孔道灌注后即成为暗箱，质量不易检查，一旦出现事故，其所带来的经济损失和危害是巨大的。预应力孔道灌浆质量的健康诊断一直以来都是该领域研究的重点和难点，而现有的检测方法不能很好的识别孔道内部缺陷，如取芯法会损坏结构，雷达法易受钢筋及金属波纹管的干扰，射线法安全性和操作性差，超声检测必须双面测试，但冲击回波法这种新型无损检测方法却可以克服这些困难。如果能将冲击回波法应用到灌浆质量的识别和

4、预控制中，无疑是一次重大创新。本文依托有限元数值模拟和现场模型试验，对冲击回波法应用于后张预应力孔道灌浆质量的检测展开研究。首先，针对预应力孔道的特点和目前检测方法存在的问题，查阅大量国内外相关文献，阐述了论文的选题背景与意义，对国内外相关领域的发展情况作了介绍。其次，介绍应力波的基础理论，详细阐述应力波在介质中的传播规律及其在不同阻抗界面的反射与透射，介绍冲击回波检测的基本原理与操作方法。再次，运用有限元分析软件ANSYS／LS．DYNA进行数值模拟，分析应力波在不同灌浆情况的模型表面及内部的传播特性，验证冲击回波法检测的可靠性。对表面节点

5、的速度时程曲线进行傅里叶变换得到频谱图，分析典型缺陷的关键频率特征，并为后续的现场模型试验提供理论支撑。最后，针对预应力孔道典型病害制作模型，得到了不同缺陷情况的检测结果，分析关键频率的特征，提出了一套用于实际工程的测试方案。检测结果基本能与预先设置的缺陷相吻合，与有限元模拟结果也体现了良好的一致性，进一步提高了其在实际工程中的地位，为将来的研究提供参考。关键词预应力孔道；冲击回波法；有限元模拟；频谱分析万方数据AbstractBecauseofthesmallcross．section，stiffness，crackresistancean

6、ddurability,highcomprehensiveeconomicbenefitsandSOon，prestressedconcretestructurehasbeenwidelyappliedinarchitecturearoundtheworld，morethan95％newbridgeshaveadoptedtheprestressedconcretebeaminourcountry．DuctGroutingqualityisdirectlyrelatedtothestabilityanddurabilityofthestruc

7、tures，buttheductsbecameobscuraaftergrouting，qualitywashardtocheck，onceappearedaccident，theeconomiclosswerehuge．Detectionofgroutingqualityhasbeenthefocusoftheresearchfield，whiletheexistingdetectionmethodsCannotidentifytheductdefectswell．Forexample，thecoringmethoddamagethestr

8、ucture，radarmethodsusceptibletointerferencemetal，raymethodpooroperabilityandsafety