PST与CT技术在桥梁损伤检测中的应用客户文章

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1、诚信负责成就客户创新为要PST与CT技术在桥梁损伤检测中的应用摘要：桥梁损伤的检测与评价是一个新的课题，传统的检测方法难以奏效，需要引入新的方法与技术。PST与CT技术作为无损检测新方法，能对具有上部结构的成桥桩的损伤进行检测，对混凝土梁体的内部损伤与缺陷进行成像，对混凝土桥梁与桥桩的损伤程度作出客观的评价,在未来的工程应用中定将发挥积极作用。关键词：PST；CT；成桥桩;桥梁损伤；无损检测；1前言[1]我国已成为世界桥梁大国，2009年底仅公路桥梁就超过62万座，位居世界第一。相伴而来，危旧、损伤、病害、垮塌的桥梁数目也十分惊人。2008年的统计危桥数量为3万[2]

2、座，因而桥梁病害、损伤的检测与评价已成为热点研究问题。目前除了外观调查之外，其它有效的手段并不多。外观检测对于损伤部位、损伤程度、裂缝分布等可以做出宏观描述，为后期的深入工作奠定基础。多数情况下仅靠外观检测难于对结构内部的损伤程度做出判定，不能满足治理决策的需要。出于安全的考虑，载荷实验等方法在受损桥梁检测中也不能冒然使用。一些无损检测方法很难提供关键性数据。如回弹方法只能提供混凝土表面强度的分布，对盖梁与桩体内部的损伤无能为力。地质雷达可以探测混凝土内的脱空区，但是不能对微观裂隙及混凝土力学性状的变化做出评价。在役桥梁的检测中，具有上结构的成桥桩、墩柱损伤的检测在理

3、论上是一个难题。桩基检测中最常使用的声速管检测方法在这里无法使用。小应变测桩方法仅适用自由端的桩基，对存在上部结构的墩柱无能为力。马晔等提出了使用不同的接收与激发位置和激震方法来改进小应变检测方法，使之能解决墩柱的检测问题[3]，实际上上部结构的强烈反射对墩柱缺陷识别的影响是哪一避免的。李学军在他的博士论[4]文中通过数学模拟的方法，研究导波技术在墩柱检测中应用的可能性，发现使用多道接收的办法可以为波场的分离提供有利条件，但对如何消除上部结构的影响进行研究。PST（PitSonicTest）技术是近年发展起来的成桥桩检测技术，是针对具有上部结构的桥桩、墩柱检测开发的，

4、适用于水下和陆上的检测。它采用16道接收系统，和方向滤波处理技术，对下行波场和上行波场进行有地效分离，从根本上消除了上部结构的影响，实现对桥桩的成像。PST技术与CT一起可有效地解决混凝土桥梁损伤和桥桩、墩柱的检测的要求,对结构损伤作出了客观评价，为病害治理提供了科学依据。本文结合检测测实践，对PST与桥梁CT技术的原理、观测方式、资料处理方法以及检测效果做详细地介绍，以期未来在类似的工程中发挥更大的作用。2PST与桥梁CT检测的工作原理（1）PST技术的工作原理PST是基于声波散射的成桥桩检测技术，专为具有上部结构的桥桩检测开发的。具有上部结构的成桥桩中波的传播变得

5、复杂。检测中上部结构产生的反射波向下传播，形成下行波，下部结构地反射波向上传播，形成上行波。两个波场在空间叠加，靠单点的记录难于将他们进行区分。PST检测技术沿桩侧面布置多道检波器，根据记录波场中上行波、下行波走时同向轴斜率的差异，通过方向滤波技术将他们分离开来，分别偏移成像到发生反射的位置，确定结构与缺陷。它能有效地实现桩身长度、混凝土强度、桩体结构、缺陷与桩基基础第1页诚信负责成就客户创新为要的检测，用于评价桩体质量和损伤程度。（2）桥梁CT的工作原理桥梁CT是针对混凝土桥梁结构开发的CT成像系统。它工作原理与医学CT类似，数学基础都是Rodan变换，不同的是医学

6、中使用的是x射线，工程中使用的是声波。利用声波穿透混凝土梁体的构件，通过全方位的声波走时的观测，重建桥梁混凝土结构内部波速分布的图像。混凝土波速的大小与弹性模量相关，它可以作为评价混凝土密实程度、力学强度的定量指标。密实的混凝土波速高，受损的混凝土波速降低。现已积累大量的实验数据，建立了C30-C60各标号混凝土强度与波速的对应关系，作为混凝土力学性状评价的依据。CT技术通过对混凝土弹性波速的成像，可以了解混凝土结构的完整性、密实性和强度分布，用于混凝土品质和损伤程度的评价。该方法分辨率高，可靠性好，图像直观，特别适合工程应用。表1混凝土标号与波速的对应关系混凝土标号

7、纵波波速（km/s）混凝土标号纵波波速（km/s）C302.5-3.0C403.5-3.8C504.0-4.5C605.0-5.53检测对象与布置渤海油田钻井平台码头有几公里长的引桥。2011年与2012年引桥曾多次遭受重船撞击，部分盖梁与桥桩受到损伤。为确保码头出入道路的通畅与安全，需要对引桥受损部位进行检测与评价，以便进行合理的工程处理。引桥为简支空心板桥，下部三个桥桩支撑，桥桩上部有盖梁连接，其上搭接空心梁板。引桥被撞部位多集中在盖梁右端，相关的桥桩一起受损。外观调查已发现58、59、210等三排盖梁的损伤比较严重，出现宏观裂缝，尤以210排破