地质雷达在桥梁预应力筋定位中的应用.pdf

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1、6桥梁检测与加固2009年第2期地质雷达在桥梁预应力筋定位中的应用吕曹炯，马远刚(中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司，湖北武汉430034)摘要：通过对某桥Ⅱ形主梁纵向预应力筋位置的探雷达电磁波进入结构中，遇到钢筋、预应力管道便产测，介绍地质雷达在桥梁结构预应力筋定位中的应用。在预生反射，接收天线收到反射波，测出反射波的入射、应力筋定位时要在可能出现的位置和深度寻找弧形反射信反射双程走时，就可计算出反射波走过的路程长度，号，该点信号在此处开始向下影响，而上端无反射弧形，以避从而求出天线距反射面的距离，也就得到结构

2、钢筋、开钢筋反射弧的影响。通过破孔验证，实际位置和探测结果预应力筋分布及结构保护层的厚度[1]。吻合，说明地质雷达可以应用于桥梁预应力筋的定位。采用美国生产的SIR-3000型地质雷达。结合关键词：地质雷达；预应力筋；桥梁检测探测精度和深度要求，选用1600MHz天线，设定测程10rls，自动增益点数2个，采用距离模式，并事先标定。1600MHz天线在好的条件下探测深度可1工程概况达到0．5m，其垂直分辨率为2crll，水平分辨率为某斜拉桥采用独塔双索面密索体系，全长104020cm，满足该桥测试精度要求。nl，主桥为

3、塔、梁、墩固结，采用H形桥塔，塔高1031TI，桥面宽26~28m，双向4车道，Ⅱ形主梁。运营3测区及测线布置多年后在塔、梁固结处主梁腹板上出现大量超宽裂缝，严重影响结构的耐久性和安全性，为了保证桥梁每个桥塔。号和1号块两侧上、下游各设4个能安全运营和尽可能延长其安全使用年限，对该桥测区。凿除人行道和桥面沥青混凝土，露出主梁混检测后进行修补加固。凝土。按实际情况，每个测区从桥塔处开始，布置5根据Ⅱ形主梁病害情况，在主梁0号和1号块或6条测线，测线垂直于预应力筋，起点为桥中线原纵向预应力筋中间钻孑L，加设竖向预应力筋，以

4、提侧，距离人行道外缘340cm，测线位置和起点事先高主梁的抗剪、抗拉能力。纵向预应力筋中心间距划定。由于人行道设有成捆光缆，天线无法通过，测为53cm和40cm，最小净距仅约30cm。同时原有线有效长度约160CEil，探测范围为内侧3根预应力纵向预应力筋施工存在偏差，钻孔过程极易碰到纵筋。主梁截面预应力筋布置见图1，设计预应力筋向预应力束，甚至会打断预应力筋，因此，必须精确水平位置和深度见表1。测试中沿测线移动天线，判定纵向预应力束位置，为钻孔定位。采集}昆凝土介质的电磁波反射信号，以此判定混凝对比目前的无损检测手段

5、和该桥的实际情况，土中的纵向预应力筋位置。采用地质雷达来确定混凝土中预应力筋的位置。27O(人行道范围)。ln1，Rn，测线开女‘。。’上““天线2地质雷达oo／囵囹纵向预应：地质雷达是一种电磁探测技术，利用电磁波的囵固穿透能力，发射高频宽频带电磁脉冲波，通过接收反第第第123射回波信号，根据其延时、形状及频谱特性等参数，根根根＼＼竖向预应解译出目标深度、介质结构及性质。梁体钢筋、预应力筋分布及结构保护层的厚度检测是地质雷达检测的基本应用，实测时将雷达天线密贴于混凝土表面，图1主梁截面预应力筋布置收稿日期：2009一O

6、8—3l作者简介：吕曹炯(1982一)，男，助理工程师，2005年毕业于西南交通大学应用力学与工程系工程力学专业，工学学士。总第3期地质雷达在桥梁预应力筋定位中的应用7表1设计纵向预应力筋水平位置和深度cm表2实测预应力筋水平位置和深度cm4检测结果分析雷达原始波形须经过有效的数据处理后才能确定探测介质位置，通过切除首尾段、方向调整等工作，根据分析处理目的对有效数据进行滤波(压制干扰信号，提高数据的信噪比)和反褶积(压制多次反射波，提高信号分辨率)，反复使用不同参数进行处理，尽量减少表层钢筋网多次反射的影响。并根据介电

7、常数，通过时深转化，最终达到预应力筋位置清晰可见的效果。数据处理同时采用美国GSSI公司的ADAN6．6软件和中国矿大GR地质雷达处理分析系统。注：①从桥中线开始，预应力筋分别为第1根、第2根、第3由于主梁表层构造钢筋密度大，雷达波上表现根，桥最外缘预应力筋因为线缆无法移开而未能探测到；②为连续弧形反射，并相互交叉，同时钢筋多次反射，表中水平距离为横桥向离开测线起点的距离(测线起点距离人行道外缘340cm)；水平距离和深度为此测区预应力向下扩散，而预应力筋反射信号也为弧形反射，其反筋的平均值；③由于预应力筋为束状，加上

8、外裹波纹管，表射信号可能被表层钢筋信号所掩盖，无法清晰判断。中给出水平距离为其中心位置，深度值为其顶缘位置。因此应用地质雷达探测混凝土中的预应力筋分布须把握下述方法：在波形适当分析处理后，在预应力筋可能出现的位置和深度寻找弧形反射信号，该点信号在此处开始向下影响，而上端无反射弧形。通过2种软件的对比分析，分析结果一致，结果汇总见表