冲击回波法检测预应力混凝土箱梁孔道灌浆质量方法研究

冲击回波法检测预应力混凝土箱梁孔道灌浆质量方法研究

张夏张松雷田建辉

陕西交通职业技术学院陕西西安710018

摘要：预应力混凝土箱梁结构在桥梁工程中广泛应用，其孔道灌浆质量是保证发挥作用的关键，预应力孔道的内部灌浆质量直接影响结构承载力和耐久性，因此对其内部灌浆质量检测不可或缺。本文基于冲击回波法原理，通过对预应力混凝土箱梁管道进行测试和分析，为预应力混凝土箱梁使用冲击回波法检测管道灌质量的判断提供了参考依据。

关键词：预应力混凝土箱梁；孔道灌浆质量；冲击回波法

1引言

预应力波纹管广泛地用于后张法预应力混凝土结构构件中，具有密封性好、摩擦系数小、耐老化、柔性好等特点。为了保证有粘结后张法预应力混凝土结构的预应力效果及耐久性，且避免水分侵入而锈蚀钢束，在我国预应力管道中均压满水泥浆。至今为止，用于预应力管道灌浆程度进行检测，国内外已经提出相关的无损检测技术，冲击回波法检测预应力孔道灌浆质量时，冲击器每敲击一次，测试一点，该方法适用于结构关键部位的精细化分析，测点网格可自行调整。

2定性测试

利用锚索两端露出的钢绞线进行测试，测试效率高。由于空洞等缺陷通常发生在孔道的上方，因此通常只需测试最上方的钢绞线即可。在一次测试过程中，可以同时完成上述三种方法（FLEA、FLPV、PFTF）的测试，

定性测试包括全长衰减法（FLEA）、全长波速法（FLPV）和传递函数法（PFTF）。这3种方法可以在一次测试中同时完成，通过相互之间的印证，可以提高测试精度。

2.1全长衰减法（FLEA）

一般情况下，能量比越小，压浆越密实。如果孔道压浆密实度较高，能量在传播过程中逸散的越多，衰减较大。如果孔道压浆密实度较低，能量在传播过程逸散较少，衰减较小。

2.2全长波速法（FLPV）

通过测试弹性波沿孔道传播的时间，并结合孔道长度计算出弹性波经过孔道的波速。通过波速的变化来判断预应力管道压浆密实度情况。一般情况下波速与压浆密实度有相关性，随着压浆密实度增加波速是逐渐减小，当压浆密实度达到100%时，测试的的P波波速接近混凝土中的P波波速。

2.3传递函数法（PFTF）

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。此外，该方法测试的区域（锚头附近的钢绞线），恰恰是定位测试（IEEV）法较为困难的测试区域。当然，在激振端附近的钢绞线也存在压浆不密实现象时，激振端的传感器拾取的振动信号的频率也会增加。

3定位测试

根据结构的状态，本次采用的测试方法为冲击回波等效波速法（IEEV）。测试基本原理如下：沿着波纹管走向对管道的压浆情况以扫描的形式连续测试（激振和受信），通过反射信号的特性测试管道内灌浆的状况。同时为了准确的判定，根据现场测试的情况，在测线上方的混凝土结构位置也布置相同测线，以便准确的对压浆情况进行判定（此即为标定）。

IEEV法利用在波纹管上部激振时，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置。当管道灌浆存在缺陷时，

1）激振的弹性波在缺陷处会产生反射；

2）激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比灌浆密实的地方更长，即用梁长得到的等效波速慢。

4工程应用

某新建预应力混凝土箱梁桥，利用预应力索两端露出的钢绞线进行测试，每个孔道两端均敲击5～8次。检测孔道编号规则如下：梁体小里程端为0端，大里程端为1端；以0端到1端方向的逆时针方向由左上方的第一根孔道开始编号，第一根即为N1，以此类推。

表41定性检测结果

5结论

（1）对于预应力孔道灌浆质量的检测主要分为定性检测和定位检测，两种检测方法均基于冲击弹性波理论建立并产生结果。

（2）针对实际工程中预应力混凝土箱梁定性试验得到的3种方法的测试结果，并计算出综合压浆指数，进而对孔道灌浆质量进行了相应等级的评定。

（3）其他因素对孔道灌浆质量检测方法的影响还有待进一步研究。

参考文献：（References）：

[1]CQJTG/TF81-2009，桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程[S].

[2]DB14/T1109-2015，桥梁预应力孔道注浆密实性无损检测技术性规程[S]

[3]辛公锋，王兆星，刘家海，等.箱梁预应力孔道压浆密实性检测技术研究[J].公路交通科技，2010（1）

[4]吴佳晔，杨超，季文洪，等.预应力管道灌浆质量检测方法的现状和进展[J].四川理工学院学报，2010，23（5）