冲击回波法在预制箱梁压浆密实度检测中的应用
基于冲击回波法的预应力管道压浆密实性检测
㊀第４３卷第４期物㊀探㊀与㊀化㊀探Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．４㊀㊀２０１９年８月ＧＥＯＰＨＹＳＩＣＡＬ＆ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＡｕｇ．，２０１９㊀ｄｏｉ：１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１９．１０９８渠广镇，周广利，张科超，等．基于冲击回波法的预应力管道压浆密实性检测［Ｊ］．物探与化探，２０１９，４３（４）：９１９－９２４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１９．１０９８ＱｕＧＺ，ＺｈｏｕＧＬ，ＺｈａｎｇＫＣ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓｏｆｐｒｅ⁃ｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄＧｅ⁃ｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，２０１９，４３（４）：９１９－９２４．ｈｔｔｐ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１１７２０／ｗｔｙｈｔ．２０１９．１０９８基于冲击回波法的预应力管道压浆密实性检测渠广镇１，２，周广利２，张科超３，王彦伟２（１．长安大学公路学院，陕西西安㊀７１００６４；２．山东省交通科学研究院，山东济南㊀２５００１４；３．交通运输部公路科学研究院，北京㊀１０００８８）摘要：首先阐述冲击回波检测方法的原理，然后通过制作试验模型构件模拟了预应力管道由空到密实的四种工况，采用冲击回波法对管道预应力注浆质量进行检测，得出如下结论：随着灌浆密实的增加，板底反射时刻和板名义厚度逐渐减小；从腹板半空方向测试，反射时刻和板名义厚度最大，管道密实的底部反射时刻和无管道处的反射时刻基本相当㊂最后提出预应力管道压浆中易于出现不密实的部位㊂通过工程实例验证了该方法的可靠性，在预应力管道损伤检测中具有一定的实用价值㊂关键词：预应力管道；冲击回波法；灌浆密实度中图分类号：Ｐ６３１．４㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１０００－８９１８（２０１９）０４－０９１９－０６收稿日期：２０１８⁃０３⁃０９；修回日期：２０１９⁃０４⁃１７基金项目：山东交通科技创新项目（２０１５Ｂ４８）作者简介：渠广镇（１９８５－），男，山东郓城人，工学博士研究生，高级工程师，主要研究方向为在役桥梁检测评定㊂Ｅｍａｉｌ：２８６８２４８７２＠ｑｑ．ｃｏｍ０㊀引言预应力混凝土结构是在结构构件受外力荷载作用前，先人为地通过在内部穿入钢绞线再张拉对其施加压力的结构，其在桥梁结构中广泛应用㊂但预应力管道压浆质量得不到有效的保证，有时会出现管道内无水泥浆或仅有部分水泥浆等问题，据此可以把缺陷类型分为空洞型缺陷和疏松型缺陷㊂当管道内灌浆严重不足时，不仅会影响钢绞线的耐久性，而且对结构的整体性等多个方面都会产生不利影响㊂国内外曾出现因钢绞线腐蚀而引起桥梁结构失效或垮塌［１］，如欧洲的Ｙｎｙｓ⁃ｙ⁃Ｇｗａｓ大桥，国内沪宁高速在加宽整修中发现多座连续梁桥中预应力管道注浆部饱满，钢绞线锈蚀较重㊂因此，准确的判断管道注浆密实度成了研究重点问题㊂目前，可用的无损检测方法有超声波法㊁射线检测法㊁探地雷达法㊁冲击回波法等等㊂超声波方法测试时其频率高，衰减快，受钢筋的影响大，同时塑料波纹管对超声波的反射较大，不利于内部缺陷的检测［２－３］；射线检测法检测费用高，对人体辐射作用大［４］；探地雷达方法金属管道对其有屏蔽作用［５］；冲击回波法仅需要单一测试面，反射信号明显，是混凝土波纹管灌浆质量检测中较为有效的一种方法［６８］㊂文中通过在模型试件中模拟测试时不同激振方向，研究冲击回波方法对不同灌浆状况下响应特征，为科学评价管道灌浆质量提供基础数据㊂１㊀冲击回波原理及测试仪器１．１㊀测试原理冲击回波方法是一种基于机械应力波在固体介质中传播原理的一种无损检测方法㊂它利用瞬时机械冲击（用一个小钢球或小锤轻敲混凝土表面）产生的低频应力波来对结构内部进行探测㊂应力波在构件表面㊁内部缺陷表面或构件表面底部边界之间来回反射产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱中辨别出，用于确定内部缺陷［９－１０］㊂波在固体内的传播方式有两种：Ｐ波（纵波）和Ｓ波（横波）㊂这些波遇到声阻抗有差异的介质界面就会发生透射㊁反射或折射，不同界面之间的来回反物㊀探㊀与㊀化㊀探４３卷㊀射就会产生瞬态共振，再由放置在冲击点附近的传感器接收共振引起的信号㊂冲击回波信号经过采集设备的Ａ／Ｄ（模／数）转换后并被采集㊁存储下来，Ａ／Ｄ的采样频率根据测试的厚度㊁精度来确定，采样频率范围多采用１００ ５００ｋＨｚ㊂计算机对所采集的信号进行滤波平滑㊁快速傅里叶变换（ＦＦＴ）等处理，将采集到的时域信号转化为频域信号，用于确定内部缺陷的深度和构件的厚度㊂冲击回波法示意图见图１所示㊂图１㊀冲击回波法示意Ｆｉｇ．１㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ在混凝土板中，从无预应力管道㊁灌满浆管道及未灌满浆管道采集冲击回波信号，得出３种不同的响应特征，分别见图２ａ㊁图２ｂ㊁图２ｃ所示㊂图２㊀３种预应力管道冲击回波响应Ｆｉｇ．２㊀Ｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｓ通过对比分析以上冲击回波信号，可得如下结论［１１１５］：１）无预应力管道部分㊂在无预应力管道的混凝土板中，应力波直接传播至板底后反射回测试面，由接收器接收响应信号，应力波所经过的路程为２倍板厚，经频域分析可获得有一明显峰值ｆＤ的频谱，对应的冲击回波响应如图２ａ所示，共振频率ｆＤ是与Ｐ波波速ＶＰ和板厚Ｄ相关的量：ｆＤ＝ａｓＶＰ／（２Ｄ），（１）式中：ａｓ是截面形状系数，板的截面形状系数取０．９６㊂２）管道灌浆填充密实㊂不同界面存在不同的纵波反射形式，当第２种材料的波阻抗高于纵波入射材料，则应力在界面处不改变方向㊂因此，当反射波返回冲击点时，接收器接收不到相应信号，直到波在冲击点附近（混凝土／空气界面）发生改变，变成拉力波，即到第二次反射信号被接收，如图２ｂ所示㊂此时，密实管道的埋深计算公式为：ｆｓｔｅｅｌ＝ａｓＶＰ／（４ｄ）㊂（２）㊀㊀３）管道灌浆填充不密实㊂在管道灌浆不密实的情况下，应力波需绕过气孔传播，其比实心板的厚度频率略有偏移，此时灌浆管道相当于多相（多孔）介质，冲击波在此介质中传播会产生高频吸收衰减或损失，波传播路径加长，故反射频率降低㊂根据混凝土 钢材界面反射作用的位移频率与混凝土 空气界面反射作用的位移频率之间的差别，可以鉴别预应力管道内的灌浆缺陷㊂对于具有给定保护层厚度的管道，在灌浆后存在气孔的不密实管道内预应力筋的反射频率为灌浆完满密实的相同管道的２倍，如图２ｃ所示㊂ｆＰ，Ｇ＝ａｓＶＰ／（２ｄ）㊂（３）１．２㊀测试仪器本次冲击回波法采用四川升拓ＳＰＣ⁃ＭＡＴＳ型预应力混凝土梁多功能检测仪，见图３所示㊂检测系统包括采集及处理仪㊁放大器㊁传感器㊁激振设备和专用附件等㊂配有直径分别为１０㊁１７㊁３０ｍｍ的钢球激振锤，可产生不同宽度的应力脉冲㊂冲击持续时间ｔｃ（激振锤与混凝土表面的接触时间）决定了所产生的应力脉冲的频率成分，进而影响振幅谱中振幅峰值的大小，从而影响主频率的确定，要想获得高质量数据就应选择合适的冲击持续时间㊂对于直径为Ｄ（单位：ｍ）的钢珠冲击混凝土表面产生的冲击持续时间为［１６－１７］：ＴＳ＝０．００４３Ｄ㊂（４）产生的最大频率为：ｆＳ＝１．２５／ＴＳ＝２９１／Ｄ㊂（５）图３㊀预应力混凝土梁多功能检测仪Ｆｉｇ．３㊀Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｄｅｔｅｃｔｏｒｆｏｒｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｓ㊃０２９㊃㊀４期渠广镇等：基于冲击回波法的预应力管道压浆密实性检测㊀㊀表１给出了不同厚度的结构应优先选择的激振锤直径㊂表１㊀激振锤直径选择Ｔａｂｌｅ１㊀Ｓｈｏｃｋｈａｍｍｅｒｄｉａｍｅｔｅｒｓｅｌｅｃｔｉｏｎ构件厚度ｂｂɤ２０ｃｍ２０ｃｍ＜ｂɤ４０ｃｍ４０ｃｍ＜ｂɤ６０ｃｍ首选激振锤直径ＤｘｘＤ１０Ｄ１７Ｄ１７备选激振锤直径ＤｘｘＤ１７Ｄ１０Ｄ３０㊀㊀注：Ｄｘｘ中Ｄ为激振锤名称代号，ｘｘ为激振锤直径，单位ｍｍ㊂２㊀试验研究２．１㊀试验模型简介试验模型尺寸为：长ˑ宽ˑ高＝１００ｃｍˑ９０ｃｍˑ２０ｃｍ的混凝土立方体，在立方体中轴线截面内置直径５．５ｃｍ铁皮管（图４），图中阴影部分为浇筑混凝土㊂试件采用Ｃ２５的混凝土浇筑，浇筑时及时振捣混凝土，在成型后２８ｄ用冲击回波扫描仪对试件进行检测㊂对于管道内缺陷测试方向，理论上存在如图５所示的顶板方向激振和腹板方向激振，因此在试验模型中模拟４种工况：①密实；②顶板半空；③全空；④腹板半空㊂２．２㊀试验结果利用冲击回波法检测预应力管道的压浆状况一般根据信号的峰值频谱分布来确定㊂频谱分析中传统的ＦＦＴ转换方法可能产生畸变，本文使用ＭＥＭ分析法［１８］，即最大熵法（ｍａｘｉｍｕｍｅｎｔｒｏｐｙｍｅｔｈｏｄ），ＭＥＭ分析的含义就是，在不增加熵的条件下推定信ａ 模型尺寸；ｂ 模型实体ａ ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｉｚｅ；ｂ ｍｏｄｅｌｅｎｔｉｔｙ图４㊀试验模型Ｆｉｇ．４㊀Ｔｈｅｔｅｓｔｍｏｄｅｌａ 顶板方向激振；ｂ 腹板方向激振ａ ｒｏｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ；ｂ ｗｅｂｄｉｒｅｃｔｉｏｎｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ图５㊀激振方向Ｆｉｇ．５㊀Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎ号的自相关系数，从而推算其频谱的方法㊂ＭＥＭ在１９６７年由ＪｏｈｎＰａｒｋｅｒＢｕｒｇ提出，最早用于地震波的解析㊂此方法与ＦＦＴ相比，具有频谱分辨率高㊁适用于短数列等特点㊂图６ａ为无管道处测点的时域曲线，图６ｂ为该点的ＭＥＭ卓越周期㊂根据图６中的频谱图，由于构件的设计厚度为２０ｃｍ，本次测试自振反射时刻０．１１８ｍｓ，自振频率８４７５Ｈｚ，根据式（１）可得应力波的传播速度ＶＰ＝３５３１ｍ／ｓ㊂ａ 测点时域曲线；ｂ 测点ＭＥＭ卓越周期ａ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｃｕｒｖｅｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔ；ｂ ｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔＭＥＭｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅｐｅｒｉｏｄ图６㊀试件无管道处时域及卓越周期Ｆｉｇ．６㊀Ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅｐｅｒｉｏｄｏｆｐｉｐｅ⁃ｌｅｓｓｓｐｅｃｉｍｅｎｓ㊃１２９㊃物㊀探㊀与㊀化㊀探４３卷㊀㊀㊀同时对试验模型中的４种管道注浆状况测试，现列出工况２即图５ａ顶板方向激振时域及卓越周期如图７所示㊂图中对应两个自振反射时刻，ｔ１＝０．０９６ｍｓ，ｔ２＝０．１２１ｍｓ，波纹管为钢制材料，其波阻抗大于混凝土波阻抗，因此对应ｔ１时刻厚度计算用式（２），可以得到管道埋深ｄ＝８．５ｃｍ，应用式（３）得到板名义厚度Ｄ＝２１．４ｃｍ㊂其他缺陷类型的计算结果汇总见表２㊂㊀㊀从测试结果来看，管道密实的底部反射时刻和无管道处的反射时刻基本一致；密实程度由空到密实的工况随灌浆密实反射时刻和板名义厚度逐渐减小，全空管道和密实管道名义板厚差率为６．４％㊂从腹板半空方向测试，反射时刻和板名义厚度最大，和密实管道名义板厚差率为１５．２％㊂在一般的预制小箱梁腹板管道测试中，一般为图４所示的侧方向激振，即表２中的工况４腹板半空情况，测试效果较为理想㊂ａ 测点时域曲线；ｂ 测点ＭＥＭ卓越周期ａ ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｃｕｒｖｅｏｆｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔ；ｂ ｍｅａｓｕｒｉｎｇｐｏｉｎｔＭＥＭｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｃｅｐｅｒｉｏｄ图７㊀试件顶板方向激振时域及卓越周期Ｆｉｇ．７㊀Ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｐｒｅｄｏｍｉｎａｎｔｐｅｒｉｏｄｏｆｓｐｅｃｉ⁃ｍｅｎｒｏｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ表２㊀各缺陷类型结果汇总Ｔａｂｌｅ２㊀Ｓｕｍｍａｒｙｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｅａｃｈｄｅｆｅｃｔｔｙｐｅ工况类型顶部反射时刻ｔ１／ｍｓ底部反射时刻ｔ２／ｍｓｄ／ｃｍＤ／ｃｍＤ中和密实管道差率１密实０．０９４０．１１６８．３２０．４／２顶板半空０．０９６０．１２１８．５２１．４４．９％３全空０．１０００．１２３８．８２１．７６．４％４腹板半空０．１０４０．１２５９．７２３．５１５．２％３㊀工程实例在工程实践中，用冲击回波法结合钻孔验证对预应力管道饱满度进行检测㊂选择某梁场的３０ｍ预制小箱梁腹板束进行测试，所测腹板处设计厚度２０ｃｍ，采用Ｃ５０混凝土，预应力管道采用直径５．５ｃｍ的铁皮波纹管㊂首先根据设计图纸，对腹板预应力管道进行定位，管道编号从上向下依次为Ｎ１㊁Ｎ２㊁Ｎ３㊁Ｎ４㊂沿梁走向从距梁端１ｍ位置处（避开锚固端）开始竖向布置测线，自上而下敲击测试，各测点间隔５ｃｍ，在管道位置处适当加密，测线纵向间隔５０ｃｍ，如图８所示㊂测试完毕后，对数据处理，发现距梁端５ｍ处的一条竖向测线中Ｎ２管道底部反射时刻和无管道处差率１２．６％，初步判定此处不密实㊂而后对该处进行钻孔检验，见图９，发现该位置注浆不密实，这与判定结论相符㊂图８㊀测线布置示意Ｆｉｇ．８㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｕｒｖｅｙｌｉｎｅｌａｙｏｕｔ图９㊀管道灌浆不密实钻孔验证Ｆｉｇ．９㊀Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｕｎｃｏｍｐａｃｔｅｄｐｉｐｅｌｉｎｅｇｒｏｕｔｉｎｇ㊃２２９㊃㊀４期渠广镇等：基于冲击回波法的预应力管道压浆密实性检测４㊀结论本研究基于冲击回波方法原理，根据应力波在管道不同灌浆状况下反射特性，可以判断管道内部是否有缺陷存在㊂同时根据检测经验和模型试验发现，对于后张法预应力梁的腹板管道，在管道的起弯点和出浆口及反弯点顶部易出现灌浆不密实现象，对上述检测部位重点关注㊂另外应该看到，冲击回波方法测试数据的提取与分析受管道定位㊁检测人员经验的影响较大，因此建议在今后研究中，建立基于大数据的信号智能化分析系统，避免了人工读取的主观偏差，提高检测的准确性㊂参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］㊀邹春江，陈征宇，董平，等．冲击回波主频对箱梁预应力孔道注浆饱满度的响应及应用［Ｊ］．公路交通科技，２０１０，２７（１）：７２７７．ＺｏｕＣＪ，ＣｈｅｎＺＹ，ＤｏｎｇＰ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｆｒｅ⁃ｑｕｅｎｃｉｅｓｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｇｒｏｕｔｉｎｇｆｕｌｌｎｅｓｓｉｎｄｕｃｔｓｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｂｏｘｂｅａｍａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，２０１０，２７（１）：７２７７．［２］㊀朱自强，密士文，鲁光银，等．金属预应力管道注浆质量超声检测数值模拟研究［Ｊ］．中南大学学报：自然科学版，２０１２，４３（１２）：４８８８４８９４．ＺｈｕＺＱ，ＭｉＳＷ，ＬｕＧＹ，ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｒｅ⁃ｓｔｒｅｓｓｅｄｍｅｔａｌｌｉｃｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｓｔｈｒｏｕｇｈｕｌｔｒａ⁃ｓｏｎｉｃ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌ⁃ｏｇｙ，２０１２，４３（１２）：４８８８４８９４．［３］㊀朱自强，喻波，密士文，等．预应力管道压浆质量的超声波相控阵检测方法［Ｊ］．中南大学学报：自然科学版，２０１４，４５（１０）：３５２１３５３０．ＺｈｕＺＱ，ＹｕＢ，ＭｉＳＷ，ｅｔａｌ．Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｉｎｐｏｓｔ⁃ｔｅｎｓｉｏｎｅｄｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｂｙｐｈａｓｅｄａｒｒａｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，４５（１０）：３５２１３５３０．［４］㊀曹慧珺，孙巍，龚育龄，等．冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析［Ｊ］．工程地球物理学报，２０１７，１４（５）：５７８５８５．ＣａｏＨＪ，ＳｕｎＷ，ＧｏｎｇＹＬ，ｅｔａｌ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｍｅｔｈ⁃ｏｄｔｏｑｕａｌｉｔｙｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｓｇｒｏｕｔｉｎｇｉｎｂｒｉｄｇｅｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，２０１７，１４（５）：５７８５８５．［５］㊀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：自然科学版，２０１０，２３（５）：５００５０３．ＷｕＪＹ，ＹａｎｇＣ，ＪｉＷＨ，ｅｔａｌ．Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｂｏｌｔ＆ａｎｃｈｏｒｆｉｌｌｉｎｇｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｕｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：ＮａｔｕｒａｌＳｉｃｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ，２０１０，２３（５）：５００５０３．［６］㊀ＳａｎｓａｌｏｎｅＭ，ＣａｒｉｎｏＮＪ．Ｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｍ］．ＵＳＡ：ＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１９８８：３８４６．［７］㊀王智丰，周先雁，晏班夫，等．冲击回波法检测预应力束孔管道压浆质量［Ｊ］．振动与冲击，２００９，２８（１）：１６６１６９．ＷａｎｇＺＦ，ＺｈｏｕＸＹ，ＹａｎＢＦ，ｅｔａｌ．Ｇｒｏｕｔｑｕａｌｉｔｙｔｅｓｔｉｎｇｉｎｐｒｅｓ⁃ｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｓｗｉｔｈｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄＳｈｏｃｋ，２００９，２８（１）：１６６１６９．［８］㊀徐宏武，唐文洋，刘大昌，等．基于冲击回波等效厚度法的预应力管道压浆密实度无损检测技术研究［Ｊ］．公路交通技术，２０１７，３３（４）：４３４７．ＸｕＨＷ，ＴａｎｇＷＹ，ＬｉｕＤＣ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈ⁃ｎｏｌｏｇｙｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅｇｒｏｕｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙｂａｓｅｄｏｎｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｅ⁃ｑｕｉｖａｌｅｎｔｔｈｉｃｋｎｅｓｓｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓ⁃ｐｏｒｔ，２０１７，３３（４）：４３４７．［９］㊀姚华．扫描式冲击回波法检测后张预应力孔道内缺陷的模型试验研究［Ｄ］．重庆：重庆交通大学，２００８．ＹａｏＨ．Ｍｏｄｅｌｔｅｓｔｓｔｕｄｙｏｎｄｅｆｅｃｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｐｏｓｔ⁃ｔｅｎｓｉｏｎｅｄｐｒｅｓ⁃ｔｒｅｓｓｅｄｃｈａｎｎｅｌｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｄ］．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ：ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００８．［１０］尹洪正．预应力混凝土梁灌浆密实度无损检测的研究［Ｄ］．南京：东南大学，２０１５．ＹｉｎＨＺ．Ｎｏｎ⁃ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｅａｍｓ［Ｄ］．Ｎａｎｊｉｎｇ：ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１５．［１１］周先雁，栾健，王智丰．桥梁箱梁孔道灌浆质量检测中冲击回波法的应用［Ｊ］．中南林业科技大学学报，２０１０，３０（１０）：７８８２．ＺｈｏｕＸＹ，ＬｕａｎＪ，ＷａｎｇＺＦ．Ｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｅｒ⁃ｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｏｆｂｒｉｄｇｅｂｏｘｇｉｒｄｅｒｂｙｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒ⁃ｎａｌｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ⁃ｇｙ，２０１０，３０（１０）：７８８２．［１２］ＡｂｒａｈａｍＯ，ＣｏｔｅＰ．Ｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｔｈｉｃｋｎｅｓｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｒｏｆｉｌｅｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｖｏｉｄｓｉｎｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｓ［Ｊ］．ＡＣＩＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＪｏｕｒｎａｌ，２００２，９９（３）．［１３］陈卫华．基于冲击回波法的箱梁预应力管道压浆典型缺陷检测［Ｊ］．清远职业技术学院学报，２０１７，１０（４）：４６５１．ＣｈｅｎＷＨ．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｓｏｆｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｂｏｘｇｉｒｄｅｒｕｓｉｎｇｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｇｙｕａｎＰｏｌｙ⁃ｔｅｃｈｎｉｃ，２０１７，１０（４）：４６５１．［１４］王伟，水中和，王桂明，等．冲击回波法检测波纹管灌浆质量的研究及工程实践［Ｊ］．混凝土，２０１０，２４７（５）：１３４１３７．ＷａｎｇＷ，ＳｈｕｉＺＨ，ＷａｎｇＧＭ，ｅｔａｌ．Ｑｕａｌｉｔｙｄｅｔｅｃｔｓｏｆｂｅｌｌｏｗｓｇｒｏｕｔｉｎｇｂｙｍｅａｎｓｏｆｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｎ⁃ｃｒｅｔｅ，２０１０，２４７（５）：１３４１３７．［１５］宁建国，黄新，曲华，等．冲击回波法检测混凝土结构［Ｊ］．中国矿业大学学报，２００４，３３（６）：７０３７０７．ＮｉｎｇＪＧ，ＨｕａｎｇＸ，ＱｕＨ，ｅｔａｌ．Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉ⁃ｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４，３３（６）：７０３７０７．［１６］周先雁，王智丰，晏班夫．预应力管道压浆质量无损检测方法［Ｊ］．中国公路学报，２０１１，２４（６）：６４７１．ＺｈｏｕＸＹ，ＷａｎｇＺＦ，ＹａｎＢＦ．Ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｆｏｒｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｉｇｈｗａｙａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔ，２０１１，２４（６）：６４７１．［１７］吴新旋．混凝土无损检测技术手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００３．㊃３２９㊃物㊀探㊀与㊀化㊀探４３卷㊀ＷｕＸＸ．Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｍａｎｕａｌｆｏｒｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｐｅｏｐｌｅ＇ｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｅｓｓ，２００３．［１８］马国峰．基于冲击回波等效波速法的管道压浆密实度无损检测技术研究［Ｊ］．铁道建筑，２０１７，（２）：２６２９．ＭａＧＦ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｎｏｎ⁃ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｉｍｐａｃｔｅｃｈｏｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｖｅｌｏｃｉｔｙｕｓｅｄｆｏｒｉｎｓｐｅｃｔｉｎｇｐｉｐｅｇｒｏｕｔｉｎｇｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ［Ｊ］．ＲａｉｌｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１７，（２）：２６２９．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓｏｆｐｒｅ⁃ｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄＱＵＧｕａｎｇ⁃Ｚｈｅｎ１，２，ＺＨＯＵＧｕａｎｇ⁃Ｌｉ２，ＺＨＡＮＧＫｅ⁃Ｃｈａｏ３，ＷＡＮＧＹａｎ⁃Ｗｅｉ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＨｉｇｈｗａｙ，Ｃｈａｎｇ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ㊀７１００６４，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｄｏｎｇＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｎａｎ㊀２５００１４，Ｃｈｉｎａ；３．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＨｉｇｈｗａｙＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＴｒａｎｓｐｏｒｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ㊀１０００８８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｔａｉｌｅｄｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄｗａｓｇｉｖｅｎｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｎｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｏｆｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｗｅｒｅｍｏｄｉｆｉｅｄｆｒｏｍｅｍｐｔｙｔｏｄｅｎｓｅｔｈｒｏｕｇｈｍａｋｉｎｇｔｅｓｔｍｏｄｅｌ．Ａｆｔｅｒｔｈａｔ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｇｒｏｕｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｓ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：Ｉｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｓｌａｂｂｏｔｔｏｍａｎｄｎｏｍｉｎａｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｓｌａｂｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｄｅｎｓｉｔｙｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅ；ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｎｏｍｉｎａｌｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｓｌａｂｗａｓｔｈｅｂｉｇｇｅｓｔｗｈｅｎｔｅｓｔｉｎｇｗａｓｆｒｏｍｈａｌｆ⁃ｈｏｌｅｏｆｗｅｂ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｃｏｍｐａｃｔｅｄａｎｄｕｎｃｏｍｐａｃｔｅｄｔｅｎｄｏｎｄｕｃｔｓｗａｓｂａｓｉｃａｌｌｙｔｈｅｓａｍｅ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｕｎｃｏｍｐａｃｔｅｄｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄｐｉｐｅｇｒｏｕｔｉｎｇｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｊｅｃｔａｎｄｗａｓｐｒｏｖｅｄｔｏｂｅｏｆｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖａｌ⁃ｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅ⁃ｓｔｒｅｓｓｅｄｄｕｃｔ；ｉｍｐａｃｔ⁃ｅｃｈｏｍｅｔｈｏｄ；ｇｒｏｕｔｉｎｇｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ（本文编辑：叶佩）㊃４２９㊃。
冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析
冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析一、冲击回波法原理及特点冲击回波法是一种利用超声波对材料进行非破坏检测的方法。
它利用超声波在材料中传播时的特性，通过测量超声波在材料中传播的时间和波形，来推断材料的内部缺陷、结构和材料的物理、力学性能等信息。
与传统的破坏性检测方法相比，冲击回波法具有速度快、成本低、无损伤等优点，因此在工程领域得到了广泛应用。
冲击回波法的原理是利用超声波在材料中传播时的速度和反射现象来检测材料内部的结构。
当超声波穿过材料时，如果遇到材料内部的缺陷或介质变化，就会发生回波现象。
通过测量回波的时间和波形，就可以判断材料的内部结构和质量。
冲击回波法还可以根据声波在材料中传播的速度来推断材料的物理性能，如密度、弹性模量等。
由于冲击回波法具有非破坏、快速、准确等特点，因此在桥梁预应力管道灌浆质量检测中得到了广泛应用。
1. 检测灌浆质量桥梁预应力管道灌浆是桥梁建设中非常重要的一个环节，而灌浆质量的好坏直接关系到管道的使用寿命和安全性。
传统的灌浆质量检测方法需要进行破坏性检测，而且检测效率低，成本高。
而冲击回波法可以通过测量超声波在管道中传播的时间和波形，来判断管道内部是否存在空洞、裂缝等缺陷，并对灌浆质量进行快速、准确的评估。
这种非破坏的检测方法不仅能够提高工作效率，还能够减少工程成本和减少对桥梁结构的破坏，因此在桥梁预应力管道灌浆质量检测中得到了广泛应用。
2. 监控灌浆工艺在桥梁预应力管道灌浆过程中，灌浆工艺的控制对灌浆质量具有重要的影响。
而冲击回波法可以实时监测灌浆过程中管道内部的情况，及时发现灌浆不均匀、气泡、空洞等问题，并通过实时监控和反馈，对灌浆工艺进行调整和控制，保证灌浆质量达标。
这种实时监控和反馈的方式，大大提高了灌浆工艺的控制精度，从而保证了管道灌浆质量。
1. 高效快速2. 无损伤冲击回波法是一种非破坏性检测方法，它不需要对管道进行破坏性的检测，不会对管道结构造成损伤。
箱梁中冲击回波主频影响因素研究及应用
衬 砌结 构 内部 缺 陷 的检 测¨ 混 凝 土 结 构粘 结 品质 ” ； 检测 ； 混凝土 结构裂 缝 最 小检 测 宽 度及 裂缝 深 度 的 确定 ’ 。 ¨等
早 期 的冲击 回波测试 仪 器 只能记 录 单次 冲击 的位
移 数据 ， 且冲击器 采用 不 同直 径 的钢球 ， 但 冲击 力 而 不 度 不好 把握 ， 冲击产 生 的频率 往 往不 能 达 到要求 ， 据 数
层析成 像技 术 在 混凝 土 结 构 检 测 中的 应 用 ， 混凝 土 素 结构 中的缺 陷可 以被检 测 到 。但根 据 南京 大 学 陈长 河 的研究 ， 超声 波 方 法 的频 率 很 高 ， 减 太 快 ， 能检 测 衰 只 较薄 的混凝 土结构 ， 而且 受 钢筋 的影 响很 大 ， 于箱 梁 对
关键词 ：冲击 回波法 ； 箱梁 ； 主频 ； 预应力孑 道 ； Ｌ 注浆饱满度
中 图分 类 号 ：Ｔ ７７ １ Ｕ ５ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
后张法 预应 力混凝 土箱 梁 近 年来 在高 速公 路 桥 梁 建设 中得 到 了广 泛采用 。但 由于压 浆 工艺 和某 些 人 为
Ｉ Ｍ 最早 由 Ｓ ｎａ ｎ Ｅ ａ ｓｌ ｅ和 Ｃ ｆ ｏ等开 创 ， ｏ ａｎ ｉ 在实 验和 数值 模 拟 的基 础上 形成 了一 门独 立 的方法 。１９ ９ ２年世 界上 第 一 台 现 场 仪 器 在 康 奈 尔诞 生 （ ｒｔ 和 Ｓ ｎａｏｅ 。 Ｐａ ｔ ａ ｓｌ ） ｎ ２ 纪 ９ 代末 Ｎ Ｓ ０世 ０年 ＩＴ和康奈 尔大 学联 合制定 了 Ｉ Ｍ Ｅ
因素 ， 预应力 孔道 注浆 常不 饱满 ， 成 预应 力 钢绞 线 的 造 腐蚀 ， 导致箱 梁 预 应 力 的 损 失 ， 重 影 响 结 构 可靠 性 ， 严 甚至 引起 结 构 失 效 或 垮 塌 ， 欧 洲 的 Ｙ ｙ—．ｗ ｓ大 如 ｎｓＹＧ ａ
冲击回波法在预应力压浆管道中的应用
冲击回波法在预应力压浆管道中的应用杨瑞军(湖南中天建设集团有限公司，湖南株洲412000)脯要]冲击回波法是一种新的无损植嘲4方法，其检测原理为：利用一个短时的机械冲击产生低濒的应力波，应力渡传播到结构内部，被缺陷表面或构件底面反射回来。
[关键词]预应力管道；压浆评价；冲击回波法；时频分析；密实性随着公路建设的高速发展，预应力混凝土结构得到广泛使用，其预留孔道的压浆质量一直是工程人员关心的问题。
为保证桥梁的预应力效果及结构的耐久性，避免雨水浸入而锈蚀钢束，预应力束7L管道中必须压满水泥浆。
但是，在实际灌浆操作中，由于管道堵塞、压浆方法不当、灌浆材料或人为疏忽等问题，沿预应力束有时会出现灌浆不密实，甚至出现孔洞等现象，因此有必要对预应力管道的压浆情况检测。
冲击回波法是一种新的无损检测方法，其检测原理为：利用一个短时的机械冲击产生低频的应力波，应力波传播到结构内部，被缺陷表面或构件底面反射回来。
因此，应力波在构件表面、内部缺陷表面或构件表面底部边界之间来回反射产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱中辨别出，用于确定内部缺陷的深度和构件的厚度。
1工程概况某大型桥梁总长40344m，从起点到终点布置为：156．96m现浇连续梁+7×16m+8×16m两联桥面连续空心板。
为方便施工，所以起点处现浇连续梁左，右幅桥反向布置，左幅桥跨为11．96+3×20+25+3×20m，右幅桥桥跨为3X20+25+3X20+1196m。
本桥设有纵坡、竖曲线和平曲线，全桥位于R=2000m的圆曲线上，设超高渐变段，桥墩均径向布置。
上部现浇连续梁和空心板的内外板边线需严格按照总体平面设计的曲线进行设计。
桥面第3号预应力管道在压浆持压过程中或持压后，水泥砂浆回流，在出浆管口形成了10厘米左右的“无浆段”。
业主方发现了该现象，为保证其它部位预应力管道压浆的密实性，特地进行该次检测。
2现场检测及结果分析21测点布置本次检测共抽查检测两根预应力压浆管道的压浆密实程度，在检测过程中，遇到信号异常的点，则进行多点复测。
冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析
冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析【摘要】本文介绍了冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用分析。
在分别从研究背景、研究目的和研究意义进行了阐述。
在对桥梁预应力管道灌浆质量检测方法进行了概述，介绍了冲击回波法的原理，并分析了其在该领域的优势和需要注意的问题。
以及通过典型案例进行了具体分析。
在展望了冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用前景并进行总结。
本文旨在为相关领域的研究和实践提供指导和参考，促进该技术的进一步应用和发展。
【关键词】桥梁、预应力管道、灌浆、质量检测、冲击回波法、优势、问题、案例分析、应用前景、总结1. 引言1.1 研究背景随着社会经济的不断发展和城市化进程的加快，桥梁建设在城市交通建设中起着至关重要的作用。
而桥梁的质量问题一直是工程建设中的关键难点之一。
预应力管道灌浆作为桥梁结构中重要的施工环节，直接影响桥梁的承载能力和使用寿命。
对预应力管道灌浆的质量进行准确可靠的检测成为了工程建设中的重要任务。
有重要的理论和实际意义。
通过对该技术的原理和优势进行分析，可以为工程建设提供更可靠的管道灌浆质量监测手段，保障桥梁结构的安全性和稳定性。
1.2 研究目的本文旨在探讨冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用情况，旨在通过对该方法的原理与优势进行详细介绍，分析其在实际工程中的应用效果及存在的问题，以及通过典型案例分析进一步验证该方法的可行性与准确性。
通过本文的研究，旨在为桥梁预应力管道的灌浆质量检测提供新的方法与思路，为工程实践提供可靠的技术支持和指导。
希望通过对冲击回波法的研究与应用，能够提高桥梁预应力管道灌浆质量检测的准确性和效率，为工程质量的提升和安全性的保障做出贡献。
通过研究冲击回波法在桥梁预应力管道灌浆质量检测中的应用，探讨其前景与发展方向，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.3 研究意义桥梁是现代交通运输系统中非常重要的组成部分，而桥梁的安全性直接关系到人们的生命财产安全。
冲击回波法主频在预制箱梁压浆密实度检测中的应用
０ 引 言
预应 力桥 梁 的预应 力 孔道压 浆 质量 在很 大程 度
上决 定 了桥梁 结构 的安 全 和耐久 性 能 。因此在 实 际 工程 中 ， 后张 法预 应 力混 凝 土箱 梁 的管 道 压 浆质 量
一
是 十分必 要 土箱 梁 进 行 检 测 ， 具有
孔 道 进 行 压 浆 密 实度 检 测 。
关键词： 预 制 箱梁 ； 孔 道 压浆 ； 冲 击 回波法 ； 主 频
中 图分类 号 ： Ｕ４ ４ ８ ． ３ ５
文献 标 志码 ： Ｂ
Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂａ ｓ ｉ ｃ Ｆｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｎ Ｉ ｍｐａ ｃ ｔ — Ｅｃ ｈｏ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｆ ｏ ｒ Ｇｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎｇ Ｃｏ ｍｐａ ｃ ｔ ｎｅ ｓ ｓ Ｄｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｐｒ ｅ ｃ ａ ｓ ｔ Ｂｏ ｘ Ｇｉ ｒ ｄ ｅ ｒ
２ ．Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｉ ａ ｌ Ｃｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ，Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ ５，Ｓ ｈ ａ ａ ｎ ｘ ｉ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
李 达 ， 屈 仆 ， 赵 颖 超。
（ １ ． 北京市道 路工程质量监督站 ， 北京 １ ０ ０ ０ ７ ６ ；２ ．陕 西 省 交 通 建 设 集 团 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ５ ）
摘 要 ： 采 用 冲击 回波 法对预 制 箱 梁预 应 力管道 压 浆 密 实情 况进 行 了无损 检 测 。依 据 不 同 注浆 密 实度 下 冲击 回波主 频响 应 的不 同 ， 判 断后 张 法预 制 箱 梁孔道 预 应 力金 属 波 纹 管 中的 压 浆 密 实性 状 况 。经 凿开验 证 ， 冲击 回波 法能 准确地 对预 应 力管道 的压 浆 密 实程 度进 行判 断 ， 可有效 地对预 应 力
桥梁箱梁孔道灌浆质量检测中冲击回波法的应用
ｉ ｉ ｙｂ ｉｇ ｒｊｃ ｉ ａ ｇ ｃ ｙａ ｎ ｅ ａ ｌ ｗｏ ｇ ｏ ｐ ｆ ｃ ｏ ｓ ｅｔ ｇ ａ ｗｈｃ ｅ ｅｏ ｓｒ ｅ ｎ ａｒ ｌ ｒ ｅｐ ｏ ｔ ｎ Ｊ ｎ ｉ ｓａ ｘ ｍｐｅ ｇ ａ ｗａ ｄ ｅ ｉ ＠ ｔ ．Ｔ ｒ ｕ ｓｏ ｈ ｐ ｃｒ ｒｍ ｉ ｗ ｒ ｂ ｅｖ ｄ ｅ ｏ ｈ
ｓｉ ， ｈ ｒｕｉｇｑ ａｉ ｈ ｓｅ ｉｅｎ ｓｃｎｂ ｒｄｃｅ ｎ ｅ ｏ ｃｅ ｅｓ ｙａｄｖｉｓｃｎｂ ｄ ｅ ｕｔ ｔｅ ｏ ｔ ｕｌｙｉ ｔｅｔ ｔｄｐｐ ｌ ｅ ａ ｅｐｅｉ ｄａ ｄｔ ｎｒｔ ｄ ｎｉ ｎ ｏｄ ｅ ｇｄ ｓ ｇ ｎ ｔ ｎ ｅ ｉ ｔ ｈｃ ｅ ｔ ａ ｊ ｕ
第３卷 Ｏ
第 １ 期 Ｏ
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｅ ｔａ ｏ ｔ ｉ ｅ ｓｔ ｆＦ ｒ ｓｒ ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＣ ｎ ｒ ｌＳ ｕ ｈ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙｏ ｏ ｅ ｔｙ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖｏ ． ０ Ｎ ０ ０ １３ ．１
击 回波法检测桥梁箱梁孔 道灌 浆质 量的原理 和方法 。分析 了压浆 密 实管道 和无 预应 力管 道两组 冲击 回波频谱
图 ， 测 点 检 测 结 果 进 行 了对 比 。根 据 频 谱 图 的分 析结 果 可 以管 道 内 的压 浆 质 量 ， 断孑 中 的密 实 情 况 。 对 判 Ｌ 关 键 词 ： 土 建 工 程 ； 梁 工程 ； 桥 冲击 回波法 ； 损 检 测 ； 浆 质 量 检 测 ； 应 力 管 道 无 灌 预
中图 分 类 号 ： Ｕ４ １４ ４ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １ ７ －９ ３ ２ １ ）Ｏ ¨ ８ Ｏ ６ ３ ２Ｘ（０ ０ １ —Ｏ ７ ５ Ｏ
基于冲击回波的预制梁孔道压浆密实度检测
控制，并应检测压浆密实度情况。本文以某高速公路 3×40 m 先简支后连续预应力混凝土 T 梁为工程背景，对
施工过程中 T 梁压浆密实度进行了抽检。检测结果表明，各管道预应力孔道注浆均基本密实，预应力管道压
浆控制良好。
关键词：预应力桥梁；孔道压浆；密实度；抽检
中图分类号：U445.57
文献标识码：A
预应力在桥梁使用过程中长期发挥作用，预应力张 拉和压浆施工质量将直接影响预应力构件永存内力。孔 道压浆的质量是重要的影响因素之一，如果压浆不密实， 水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易 发生腐蚀，造成有效预应力降低；严重时，钢绞线会发生 断裂，从而极大地影响桥梁的耐久性、安全性。此外，预应力质量缺陷还会导致混凝土应力集中，进而改变梁体 的设计受力状态，从而影响桥梁的使用寿命。预应力孔 道压浆属于隐蔽工程，其质量缺陷无法像表观缺陷一样 易于发现，其一旦出现质量问题，将直接影响预应力构件 永存内力和耐久性。因此，预应力孔道压浆应重视事前 和事中控制，及时抽查检测压浆密实度情况，及时判别压 浆密实度，以便后续压浆工艺的改进和缺陷的补救。
Abstract: The quality of the prestressed bridge grouting construction has a significant impact on the durability and safety of the structure. The prestressed grouting of the channel should pay attention to the control before and during the event, and the density of the grouting should be tested. Taking a 3 × 40 m pre-stressed concrete pre-stressed con⁃ crete T-beam on a highway as the engineering background, a random inspection of the T-beam grouting density dur⁃ ing the construction process was conducted in this paper. The test results showed that the grouting of the prestressed channels of each pipeline was basically dense, and the grouting control of the prestressed pipeline was good. Keywords: prestressed bridge；grouting in tunnel；compactness；random inspection
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１ ． ２ 冲击 回波 的主频
混凝土 结构 的冲击 回波信号 受 Ｐ波波 速和混凝 土板 厚 的影
通过 预应 力管道时的传 播路径如图 ２ ａ ） Ｎ￣ ， 并有 下式 ： 波、 表面波 Ｒ波 。应力波 在结 构 内部传 播 时， 在 声阻 抗有差 异 的 响 ，
关键词 ： 预 制箱梁 ， 孔道压 浆 ， ＞ 中 击 回波 ， 主频 中 图分类号 ： Ｕ ４ ４ ２ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
预应力桥梁 的预应力 孔道 压浆 质量在 很大 程度 上决 定 了桥 梁结构的安全 和耐久性 能。因此 在工程 实际 中， 后张 法预应力 混 凝土箱梁的管道压 浆质 量一 直受 到特别 重视 … 。预应力 孔道 内 的预应力钢筋大多为平直或 弯曲布置 ， 在实 际的孔道压 浆操作 中
频率／ ｋ波法基本原理
１ ． １ 快速傅 里叶变换（ Ｆ Ｆ Ｔ ）
传感 器得到的时域位移信号 为 Ｙ （ ｔ ） ， 然后通 过傅 里 叶变 换转 换为频域 信号 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ９ － １ ８ 作者简介 ： 赵颖超 （ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 工程师 ； 王
一
对周期 为 的任意时域位移信 号 ：
Ｙ （ ｔ ）＝ Ｙ （ ｔ ＋ ） （ １ ）
傅 里叶级数的复数形式为 ：
） ， （ ｔ ） ＝∑ｃ ＝ ｅ Ｍ Ｔ
ｒ
（ ２ ） （ ３ ）
般采用压力灌浆 或真 空辅 助压 浆工 艺 ， 但 由于压浆 材料 制约 、
设：
冲 击 回 波 法 在 预 制 箱 梁 压 浆 密 实 度 检 测 中 的 应 用
赵颖超 王 锋
７ １ ０ ０ ７ ５） （ 陕西省交通建设集 团公司 ， 陕西 西 安
摘 要： 根据冲击 回波法检测基本原 理 ， 利 用其对预 制箱梁预 应力管道压 浆密实 情况进行 了无损检测 ， 并在咸 旬高 速公路 某标段 引桥预制梁场进行 了实际检测 ， 经验证 ， ＞ 中 击 回波法可有效 的对预 应力孔道 进行压浆密实度检测。
山 西 建 筑
在 出浆 口布置 周期增加 ， 主频将 向低频 方 向移 动。这时计 算 主频值 时 ， 需要 在 厘米到几 十厘米不等 。对于后张预应力孔 道压浆 ， 式（ ６ ） 基础 上乘 一个 修正系数 ， 的大小与空管直径与 的 比例 的点适 当加密 ， 出浆 口没问题 ， 通常认为压浆 口和跨 中部位 也没有
图 ２ 不 同密 实度下冲击波的传播路线和主频示意图
当混凝土结构含空管 时， 冲击波 的传 播方 式如 图 ２ ａ ） 中 ｂ所
示， 即应力波将在空 管处 发生绕 射 ， 这使 冲击波 在结 构 中的传 播
锋（ １ ９ ７ ７ －） ， 男， 工程师
・
３ ９卷 第３ ３期 １ ５ ４・ 第 ２ ０ Ｉ ３ 年１ １ 月
＝
等
ｂ ｃ ｄ 冲 击
（ ６ ）
其中 为 回波信 号 的主频 ； Ａ为混 凝 土结 构截 面 的形 状 系
位移传感器 ａ
为结构 Ｐ波速度 ； Ｔ为混凝土板厚 。 间一位移波形转变 为频 域 的频 率一振 幅波 形 图即频 谱 图。从频 数 ；
，
《 ７ ｒ 》 《 ￡
第３ ９卷 第 ３ ３期 ２ ０ １ ３年 １ １月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ １ ． ３９ Ｎｏ． ３３
Ｎｏ ｖ ． ２ ０ １ ３
・１ ５ ３・
・
桥 梁
・隧 道
・
文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ３ ３ — ０ １ ５ ３ — ０ ３
预应 力孔 道的压浆密实度进行无损检测是 十分必要的 。 本 文使用现场预制混凝土箱梁进 行检测 ， 具 有较强 的工程 实 用 意义。使用新型冲击 回波测 量仪 Ｃ Ｔ Ｇ ． １ Ｔ Ｆ， 对 比在 同一根预应
ｙ （ ）＝Ｊ Ｙ （ ｔ ） ｅ 山
有：
（ ４ ）
ｙ （ ｔ ） Ｌ ｒ （ ｊ ｗ ） ｅ ￣ ＇ ｄ ｗ
（ ５ ）
式（ ４ ） 为傅里 叶变换 ， 式（ ５ ） 为傅 里 叶变换 的逆 变换 ， 式（ ４ ） 力管道上 实测 冲击 回波主频 值 的变 化规律 来预 测管 道 的压 浆是 中 ｙ （ ） 是傅 里叶频谱 ， 其绝 对值 叫做振 幅频谱 Ｊ 。完成 了冲击 否密实 ， 在此次预制箱梁 的密 实度检测 中取得 了满意 的效果 。 回波时域位移信号到频域振 幅信号 的快 速傅 里叶变换 。
１ 冲击 回波 法基 本原 理
冲击 回波法 ： 机械冲击混凝 土结构 表面产生纵波 Ｐ波 、 横波 ｓ 分界 面将发生 反射 、 绕射 和折 射现 象 ， 返 回到结构 表 面时 引起结 构表 面的位移 响应 ， 置于 冲击点 附近的位移 传感器 接收到这 些位 移， 形成 时间一位移波形 ， 然后通 过快 速傅 里 叶变换 再将 这 个时 谱 图上就可得 到结 构的厚度主频 和缺陷信息 。在这三 种波 中 ， 由 于纵波 的传播速度 和多次反 射后引起 的混凝 土表面位 移最大 ， 所 以可判断在 冲击 回波测 试 中主要 依靠 的是 纵波 ， 若板 厚较 小 时 ，
ｃ
＝
管道 杂物堵塞 、 压浆工 艺选取不 当、 现场工人 不熟 练等原 因 ， 孔 道 压浆 常存在不密实 ， 甚 至空洞的情况 。这将加速 在高预 应力下 的
专 ， ， ㈤ ｅ 螂出
钢绞线锈蚀现象 ， 使 预应 力损失加重 ， 设 置预应力的效果有 限。 因此 ， 为 了达到设置 预应 力的 目的 ， 保证 结构 的耐久 性能 ， 对