冲击回波法检测预应力孔道注浆质量的研究.pdf

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1、２０１５年第２３期（总第１７６期）江西建材应用研究冲击回波法检测预应力孔道注浆质量的研究■熊尽柯■中铁二十四局集团贵溪桥梁厂有限公司，江西贵溪３３５４００摘要：详细阐述冲击弹性波检测预应力孔道注浆质量的原理及其适用性。通合在激振点附近的压电式加速度传感器接收，转换成电信号，经放大后过试验和有限元分析，对比研究冲击弹性波法试验结果的准确性，从而存储于计算机中。因为纵波为信号中的主要部分，因此厚度频率的幅获得频率响应与实际工况的相关性。结果表明，有限元分析和实际工程值峰在频谱图中可以清晰读取。依据弹性波速度和回波频率，利用公检测获得频谱对应结果与实际预设工况相呼应，通过对比已知厚度处回式（６）计算

2、得到混凝土厚度或缺陷位置。波反射图，可以判断预应力孔道内注浆的情况。βＣＰ关键词：冲击回波法预应力孔道压降质量频谱响应Ｈ＝（６）２ｆ［３］是形状系数，对板或墙取０９６，对于梁和柱该值更小，根据厚度在多数工程中，混凝土结构都处于非保护状态下，因此混凝土结构和宽度的比值来确定。受到来自自然环境、使用环境以及材料内部因素的损耗，其材料会随着混凝土与钢材或其他硬质材料之间界面的反射形式不同。其厚度时间推移逐渐老化，进而将影响整个结构的性能，这是一个必然的发展响应与无预应力管道部分相对应，但由于预应力束的存在，会出现一个结果。对于预应力混凝土桥梁，这种现象主要表现在混凝土的材性降较高的频率幅值，大小可

3、按公式（７）计算。低、腐蚀预应力束，进而造成有效预应力的损失和普通钢筋的锈蚀，预βＣＰ应力及普通钢筋力学性能一但锈蚀，预应力束及普通钢筋与混凝土的ｆｓ＝（７）４ｄ粘结强度必然降低，将导致结构裂缝的出现与开展。这些因素的存在，ｄ为钢束距冲击面的深度。对桥梁的耐久性和力学性能都会产生十分重大的影响，严重时将直接２试验部分出现工程事故。２．１前期试验在预应力桥梁结构中，黏结预应力混凝土的所有优势都是建立在试验将获得两组数据，分别为实体模型已知数据、有限元模拟试验［１］预应力筋与混凝土黏结完好的基础之上的，所以保证孔道内部质量数据。前期试验采用冲击弹性波检测混凝土板内部缺陷与回波响应频是保证预应力结构

4、力学性能的主要质量控制部分。怎样检测预应力管［５］率相关性的试验已经完成，获得弹性波在混凝土内部不同工况下的道内混凝土的缺陷是保证预应力筋与混凝土黏结完好的重要手段，是回波频谱响应，此次试验将研究管道内部压浆质量与弹性波回波频率确保后张法预应力混凝土桥梁顺利发展的关键内容。对我国桥梁的建的相关性。设和发展以及检测有重大意义。２．２试验模型１冲击弹性波法检测原理２．２１实体模型１．１冲击弹性波的激发建立长宽均为０５ｍ，厚度为０３５ｍ的板６块，板内搁置１２０ｍｍ的冲击回波法作为一种新式检测方法，其基本原理是用不同直径的管道，管道材质分别为金属和塑料，金属管道壁厚１ｍｍ，塑料管道壁厚的钢球冲击

5、混凝土表面引起瞬态的应力波。这里不同直径的钢球决定为２ｍｍ。管内预应力束钢绞线将并排捆绑在一起，共四根（为与有限了弹性波的冲击能量，能量与球径的关系如式（１）所示。元模拟工况相同），宽度为３５ｍｍ（１７．５ｍｍ×２），并位于孔道底部，如图Ｄｔｃ＝０．００４３０．１（１）１所示。孔道内注浆情况分别为密实注浆、部分注浆和空管。ｈ式中Ｄ是钢珠直径，ｈ是冲击高度。由于ｈ一般在１０ｃｍ～２０ｃｍ［１］，所以可以直接将上式简化成式（２）。ｔｃ＝０．００４３Ｄ（２）所产生的冲击波频率和振幅分别如式（３）和（４）获得。１．２５２９１ｆｍａｘ＝＝（３）ｔｃＤ式中ｆｍａｘ是最大频率；Ｃｐλ＝（４）ｆ图１试验板尺寸

6、图式中λ为波长；ＣＰ为Ｐ波波速（由现场测得），Ｃ５０混凝土一般值实体模型的检测将使用基于冲击弹性波原理的多功能预应力孔道为４０００ｍ／ｓ。注浆质量检测仪。在对孔道注浆检测前，在非孔道位置进行声速标定，１．２冲击弹性波的传播与接收获得该批次混凝土的声速ＣＰ为均值为３８６０ｍ／ｓ，将此数据作为反算基应力波作为一种击振波，含有纵波、横波和表面波。而纵波的传播［４］础数值。后对已经达到２８ｄ龄期的模型，分别在顶板和底板进行检特点是冲击回波法对混凝土结构进行无损检测的基本原理，纵波在激振产生的波中波速最大，在介质表面引起的位移比剪切波大，其传播速测，这里只取注浆密实孔道数据作为对比数据，故只列出该组结果

7、，反度与介质的容变弹性有关。当弹性波从材料１垂直入射到材料２时，射数据如下表３所示：波速受材料和波阻抗及界面形式影响，即弹性波遇到截面变化或材质表３实体梁检测结果变化情况下时，其反映为一种与截面和材质相关的一种抗性，我们称为顶板冲击底板冲击［２］波阻抗。垂直入射的反射系数Ｒ由（５）式给出：孔道〗板厚反射钢束反射板厚反射钢束反射Ｚ２－Ｚ１工况频率（ｋＨｚ）频率（ｋＨｚ）频率（ｋＨｚ）频率（ｋＨｚ）Ｒ