大型钢管混凝土模拟试验无损检测技术研究

《大型钢管混凝土模拟试验无损检测技术研究》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、趋验与认证大型钢管混凝土模拟试验无损检测技术研究TheresearchofnondestructivedetectiontechnologyonlargeCFSTsimulationtesting周茗如郭中宇沈琼斐李郑波(兰州理工大学土木工程学院，甘肃兰州730050)摘要：本文阐述了超声波检测法、人工敲击法和应变分析法在钢管混凝土无损检测中的应用理论。并以刘家峡黄河大桥钢管混凝土塔柱大型模拟试验为基础，介绍了三种方法在钢管混凝土无损检测中的联合应用。关键词：钢管混凝土；无损检测；超声波检测；应变分析Abstract：Tll

2、ispaperexpoundedthetheoryofthreemethods，suchasultrasonictesting，artificialknockingandstrainanalysisinconcretefilledsteeltube(CFST)nondestructivedetection．AndbasedonthelargesimulationtestofLiujiaxiaYellowRiverbridgeconcrete6Ⅱedsteeltubepylon，introducedthecombinedapp

3、hcationofthethreemethodsintheCFSTnondestructivetest．Keywords：CFST；non—destructivetesting；ultrasonictesting；artificialknocking；strainanalysis中图分类号：TGll5．28；U446文献标识码：B文章编号：10()3—8965(2013)01—0005—06钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成、且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的组合结构构件。钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在

4、一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力[1,21。由于钢管混凝土受混凝土材料自身特性和泵送施工工艺的影响，常出现混凝土与钢管壁脱粘，直接影响钢管混凝土结构的质量与安全”。1。陈宝春等对钢管混凝土脱粘构件的温度场作了相关研究14l，刘振宇，周松川和涂光亚等对钢管混凝土脱粘构件的受力影响作了分析15’6’710钢管混凝土构件出现脱粘后，钢管和混凝土不能共同工作，变形出现不连续性，偏心和失稳加剧，从而导致承载力下降，同时脱粘也会对耐

5、火和抗震性能产生不利影响旧1。目前钢管混凝土脱粘状况检测的方式主要有人工敲击法、超声波检测法、钻芯取样法、应变(应力)分析法、光纤传感法等幔1，其中前两种为相关规范规定必须采取的方法。本文以某现场大型钢管混凝土模拟试验为背景，以超声波检测法为基础，联合应用人工敲击法和应变分析法对钢管混凝土试验段作无损检测，分析有无脱粘状况。1钢管混凝土检测技术人工敲击法是从钢管回声判断钢管壁与混凝土的粘结状况，与操作人员的经验与主观判断有很大关系。超声波检测法是行之有效的检测混凝土灌注质量的一种方法，也是目前使用最多的方法。钻芯取样法是最可

6、靠的方法，可定性定量分析粘结状况，但是其属于半破损的检测方法，若开孔小、测点少，则很难说明问题；而开孔大、测点多又将对钢管混凝土结构产生人为的损伤，影响钢管混凝土结构的质量与使用安全瞄1。应力应变分析法和光纤传感法技术要求相对较高，经济性较低，但结果相对准确。目前依据相关规范的要求对钢管混凝土的检测与评价采用人工敲击法和超声波检测法，对于一般构件均须使用人工敲击法全数检查，而对于人工敲击初步判断为异常的部位、特别重要的部位和钢管厚度大于16mm的构件必须采用超声波检测【9tlo·”1。因此目前人工敲击法和超声波检测法常联合使

7、用于钢管混凝土的无损检测，在部分工程则辅助于其他方法。5趋验与认证图1超声波检测钢管混凝土示意图1．1．1首波声时法(声速)首波是指接收探头接收到的是最短途径到达的波，因此可依据超声波首波声时大小而判断首波途径。图2超声波通过钢管混凝土首波示意图若混凝土与钢管粘结良好，首波是沿钢管混凝土径向传播的超声纵波(如图2左)，其声时为D——2a2a互=rs+疋=矿。+V。(1)式中：T1为总声时：TC为混凝土声时：6TS为钢管壁声时。a为钢管壁厚：VC为混凝土声速：VS为钢管壁声速。若钢管混凝土有脱空现象，则首波是绕钢管壁半周长传至

8、接收探头(如图2右)，其声时为：死D弓=2K(2)故若钢管与混凝土结合质量良好，应满足Z<正，由于2a远小于D，故T1可忽略钢管壁厚的影响，即：D互：姜：墨<1一加万以。‘2v,(3)1．1．2波形识别法脉冲波在传播过程中遇到两种不同介质交界面时，会发生波的反射、折射、绕射等现象，而后与原