预应力管道灌浆检测方法介绍摘要：在预应力混凝土梁的制作中，预应力管道灌浆的密实度质量保证重要的因素之一；否则，会加速结构的劣化，严重时甚至造成安全隐患和垮桥等恶性事故，从而造成社会经济的损失。因此本文在大量的研究基础之上提出了预应力管道灌浆定性检测、定位测试等行之有效的新方法。关键词：注浆饱满度、全长衰减法、全长波速法、传递函数法、定位测试、冲击回波、孔道灌浆质量1引言4)基于冲击弹性波的检测方法预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用，达到设计要求，孔道一般来说，基于X光成像的检测技术压浆的质量效果是重要的影响因素之一。精度较高，但测试设备复杂，检测成本高，如果压浆不密实，水和空气的进入使得处难以大范围检测。电磁雷达则受钢筋影响于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐大，对缺陷不敏感、测试精度低。超声波蚀，造成有效预应力降低。严重时，钢绞法和冲击弹性波法尽管从理论上能够检线会发生断裂，从而极大地影响桥梁的耐测灌浆密实度，但迄今为止尚无简捷可靠久性、安全性；此外，压浆质量缺陷还会的、实用化的针对灌浆密实度的无损检测导致混凝土应力集中致使破坏，进而改变技术和设备。梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的使在此，我们综合了国内外以及我们研用寿命。发的多种技术，提出新的灌浆密实度检测建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁方法，其最大的特点在于既可以快速定性于1985年突然倒塌，建于1957年的美国测试，也能够对有问
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的管道进行缺陷定康涅狄格州的Bissell大桥于1992年炸位，从而达到了测试效率和精度的最优毁重建。其原因均在于预应力钢筋锈蚀导化。致桥的安全度下降。我国某高速公路三座2定性测试预应力梁桥，纵向预应力孔道中无压浆的定性测试包括全长衰减法（FLEA）、截面占调查总数的14.5%，横向预应力无全长波速法（FLPV）和传递函数法（PFTF）。压浆截面则占到47.6%。这3种方法可以在一次测试中同时完成，长期以来，研究人员开发了多种测试通过相互之间的印证，可以提高测试精方法。按测试所采用的媒介来分，大致可度。以分为：1)全长衰减法（FLEA）1)基于放射线（X光）的检测方法；一般情况下，能量比越小，灌浆越密2)基于电磁波的检测方法（如电磁实。如果孔道灌浆密实度较高，能量在传雷达）；播过程中逸散的越多，衰减较大。如果孔道灌浆密实度较低，能量在传播过程逸散3)基于超声波的检测方法；较少，衰减较小。在预应力梁的一端激振，如果接收端存在不密实情况，会在接收端产生高频振荡。因此，通过对比接收信号与激发信号相关部分的频率变化，可以判定锚头两端附近的缺陷情况。充填良好当然，在激振端附近的钢绞线也存在激振信号灌浆不密实现象时，激振端的传感器拾取的振动信号的频率也会增加。受信信号图1全长衰减测试示意图因此，通过精密地测试能量的衰减，既可以推测灌浆质量。图3传递函数法的测试概念2)全长波速法（FLPV）4)灌浆指数通过测试弹性波经过锚索的传播时上述各定性测试方法各有特色，尽管间，并结合锚索的距离计算出弹性波经过测试原理不同，但测试方法完全一样。因锚索的波速。通过波速的变化来判断预应此，根据一次的测试数据可以同时得到3力管道灌浆密实度情况。一般情况下波速种方法的测试结果。与灌浆密实度有相关性，随着灌浆密实度测增加波速是逐渐减小，当灌浆密实度达为了定性测试的结果定量化，我们引到100%时，测试的锚索的P波波速接近混入了灌浆指数If。当灌浆饱满时，If1，凝土中的P波波速。而完全未灌时，If0。因此，上述各方法可得到相应的灌浆指数IEA，IPV和锚索自身的P波速度测试速度ITF。同时，综合灌浆指数可以定义为：1/3IfIEAIPVITF混凝土的P波速度灌浆密实度只要某一项的灌浆指数较低，综合灌浆指数就会有较明显的反映。通常，灌浆图2全长波速法测试示意图指数大于0.95一般意味着灌浆质量较好，该方法最早由日本学者镰田敏郎教而灌浆指数低于0.85则
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明灌浆质量较授于2001年提出，尽管存在理论基础不差。严密等诸多问题，但其作为一种较为直观此外，灌浆指数是根据基准值而自动的测试方法，特别是在测试灌浆密实度很计算的，因此，基准值的选定是非常重要低的时候，仍然有一定的应用价值。的。不同形式的锚具、梁的形式以及孔道3)传递函数法（PFTF）的位置都会对基准值产生影响，所用在条件许可时，进行相应的标定或通过大量的所用的时间比灌浆密实的地方测试并结合数理统计的方法确定基准值为长，即用梁长得到的等效波速是非常理想的。慢。表1灌浆指数的基准值注-1全灌浆无灌浆方法项目时值时值混凝土全长波波速实测波5.01注-4速法（km/s）速注-2灌浆密实灌浆有缺陷未灌浆全长衰能量比0.020.20图4冲击回波法测试原理减法4缺陷类型及规模的识别频率比（F1/F01.003.00根据反射信号及等效速度的特点，利传递函）用IEEV法不仅能够检测缺陷的位置，还数法激振频可以推断灌浆缺陷的类型（空洞型或松散注-3率2.04.0型）和规模大小。（KHz）表2缺陷类型的区分注-1：参考2-3-1的模型试验和其他管道处验证试验所定；等效的反射缺陷定义、类型注-2：梁不同部位的混凝土的P波波波速速有一定的不同；信号小规模空洞型缺陷：有注-3：采用SPC-MATS配置的激振导向器和D50锤激振而且充分张拉时；正常小规模空洞、空洞不连注-4：根据钢绞线的模量（196GPa）明显续推算，并结合实际测试验证；大规模空洞型缺陷：有慢3定位测试大规模、连续性空洞根据定性测试的结果，对有缺陷的管正常没有明显缺陷道再利用冲击回波等效波速法（IEEV）对不明显管道灌浆缺陷进行定位测试。法利用松散型缺陷：无明显空IEEV慢在波纹管上部激振时，根据弹性波的反射洞的材质松散型缺陷特性来判断缺陷的具体位置。当管道灌浆对于空洞型缺陷，由于水和空气的进存在缺陷时，入，使得钢绞线容易产生锈蚀，通常需要1)激振的弹性波在缺陷处会产生反对空洞部位加以注浆。另一方面，对于松射；散型缺陷，尽管其强度较低，但仍具有一定的隔水隔气能力，一般不需要专门的注2)激振的弹性波从梁底部反射回来浆修补。冲击回波法的基本概念在90年代即3）灌浆密实度三种定性测试方法被提出。我们在此基础上，通过改进频谱各有优缺点，具体比较如下表：分析方法和增加“等效波速”的判断技术，从而大幅提高了该方法的测试精度和应方法优点缺点用范围。测试原理明5结束语测试结果离全长衰减法确、对灌浆1）在全长波速（FLPV）法中，基准波速散性较大，（FLEA）缺陷较为敏是非常重要的参数。一般来说，基准影响因素多波速可取钢筋混凝土的波速。但是，感在采用特制灌浆料时，如果灌浆料的测试结果较测试原理不波速快于混凝土的波速，则应采用灌全长波速法为稳定，适浆料中的波速。而灌浆料的波速则应严密，对缺（FLPV）合测试大范通过试块加以测试。陷较为钝感围缺陷2）在传递函数法中，若钢绞线未充分张拉，或者未灌浆部分过长时，其自振能够测试锚传递函数法测试范围较频率反而可能降低。因此，结合张力头附近的灌（PFTF）小测试是有必要的。浆缺陷
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