钢管混凝土拱桥超声波检测技术及其应用.pdf

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1、建材世界2012年第33卷第1期DOI：10．3963／j．cm42—1783．TU．2012．01．005钢管混凝土拱桥超声波检测技术及其应用陈乐1，蒋丰军1，谭登祥2，张志奇3(1．武汉理工大学土木工程与建筑学院，武汉430070；2．恩施州交通建设咨询管理有限公司，恩施445000；3．恩施州交通规划设计研究院，恩施445000)摘要：首先叙述了超声波检测钢管混凝土拱桥的常用方法及基本原理；然后以四川昭化嘉陵江特大桥为工程背景，给出评价超声波检测钢管混凝土的基本条件；最后认真分析了钢管混凝土脱空原因及防止措施。关键词：钢管混凝土；超声波；应用ApplicationofUltr嬲

2、onicDetectionMethodinArchBridgeofConcrete．fi¨edSteeITubeCHENLe、，JlANGFeng-j扯礼1，TAND腿g—zt姗92，zHANGZ}L}qp(1．sch∞lofCivilEIlg访eerillg＆Architecture，WuhanUTliversityofTechnology，W山蛐430070，C11iIla；2．E．璐hjTrafficBuildiIlgAdvisoryM柚agementLtd，EIr塔hi445000，Chim；3．Tr∞sportationPlaIlIliI】gand￡ksignInStitu

3、teofEIlslli，Ellslli445000，Chim)Abst鞠屺t：Atfirst，t}lisarticleiIltroducedthemethodsaJldprincipleofultraSolliciIlspectionofconcret}filledsteelarchedb—dgeThen，basedonJialiIlgriverbridgemz}laohua，SichuaIlprovince，andgavetheevalmtionforthedeficien-cyreoogrIition0f∞ncrete-fiIkdsteelmlb己AtlaSt，thecauseS

4、alldprev朗tionmeasuresofthedisintegrationbet、^，een出esteeltubeandc0肿retewere卸alyzedillordert0pro、，idereferenceStoeIlgiIleersforellgilleeringapplicationKeywo—s：concrete-filledsteeltube；ultrasoTlicmethod；application所谓钢管混凝土是指将混凝土填充在钢管中形成的组合构件，它具有高强、抗震性能好、施工方便、美观、经济效果好等优点，因此在工程实际中应用越来越广泛，特别是大跨度的拱桥。但由

5、于钢管内灌注混凝土属于隐蔽性工程，且受混凝土材料自身特性和施工工艺的影响，所以经常出现浇注不密实、空洞、组织不均匀以及混凝土与钢管胶结不良等缺陷，从而不同程度地降低了钢管混凝土拱桥的安全性和可靠性。伴随着钢管混凝土的兴起，钢管混凝土的检测也无疑成为现在的热点研究问题，超声波法是目前工程中最常用的无损检测方法之一。1钢管混凝土超声波检测技术的基本原理及常用方法超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外壁的一侧利用发射换能器产生高频振动，波动经钢管圆心传向钢管外壁另一侧的接收换能器。超声波在传播过程中如果遇到各种缺陷，其传播方向和路径都会发生改变，从而能量也会发生衰减，导致声时、振幅、频率

6、会发生变化。对这些变化进行分析，可实现对钢管混凝土的质量检验。根据上述变化，将超声波检测钢管混凝土的方法分为：1)首波声时法；2)波形识别法；3)首波频率法。1．1首波声时法首波声时法使用的决定条件是首波是否在混凝土中传播，若确定在混凝土中传播则可根据首波声时来推出混凝土中的传播波速，与临界波速作比较从而判断钢管混凝土的质量。以下简单的分析了利用首波声收稿日期：2011—12—13．作者简介：陈乐(1988-)，硕士生．E-mail：chemell02@126∞m15建材世界2012年第33卷第1期时法来判别常见缺陷有关原理及方法，超声波在钢管混凝土中传播路径主要有3种，见图1。臻猛

7、缛5蒜粼瞧怒端擎躺(矗)(b)(cJ图1传播路径图对于无缺陷的钢管混凝土超声波有两种传播路径：1)沿直径方向传播。2)沿钢管壁方向传播。沿直径方向传播的声时为T1=D／U(1)式中，D为钢管外径，U为超声波在混凝土中传播速度，n为超声波在混凝土中径向传播的声时。注：此时忽略超声波穿透钢管壁的时间。沿钢管壁方向传播的声时为T2=兀D／2U(2)式中，K为超声波在钢管中的传播速度，T2为超声波沿钢管壁半周长传播的声时。采用首波声时法的前提是Tl／瓦<1，将式(