预应力管道压浆密实度定位测试新技术
预应力孔道灌浆密实度检测要点
预应力孔道灌浆密实度检测要点与传统的混凝土桥梁相比，预应力混凝土桥梁因其承载能力强、刚度大和造型美观等优点被广泛应用于高速公路桥梁工程建设中。
但目前在桥梁预应力施工过程中，会产生孔道压浆不密实的问题，引发预应力混凝土桥梁病害。
孔道压浆是指将某一固定比例外加剂添加至水泥浆内，把形成的混合物从孔道一端压入，另一端排出（此时为浓浆），之后再做封闭处理。
该过程主要是利用混合混凝土浆体比重大的特点，把孔道内的气体挤出道外，并用浆液将孔道充满，进而达到保护预应力筋的目的。
此外，充满整个孔道的浆液在完全固结后能够对钢绞线施加较大的握裹力，同样能够起到保证预应力桥梁结构稳定安全的目的。
若压浆不密实，就会缩短预应力钢绞线的使用寿命和使用效率，严重的可能发生安全质量事故。
因此，孔道的压浆密实度对预应力混凝土桥梁的后期工作性能非常重要，其质量的优劣与预应力钢绞线的使用质量及其使用年限息息相关，其施工质量决定着整个结构施工的安全与稳定。
在桥梁的预应力孔道中，压浆体是否密实直接决定梁体结构是否完整与可靠。
所以必须采用合理的检测手段，才能保证检测结果的准确性。
1、冲击回波法冲击回波法是在预应力孔道处的混凝土表面利用一个瞬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构件底面或缺陷表面反射回来，并在构件表面、内部缺陷表面或构件底部之间来回反射产生瞬时共振，其共振频率能在振幅谱中辨别出来，然后通过对反射回来的应力波进行时域分析与频域分析，就能确定预应力孔道灌浆不密实区域。
冲击回波法检测桥梁预应力孔道施工质量隐患时，对预应力孔道缺陷类型定性检测效果较好，但定量检测效果不理想。
2、射线辐射法射线辐射法是利用不同物质对射线的吸收率有所差异的原理来进行测试的，即充填密实的部分对射线的吸收率高，透射射线的感光度较低，而有空洞的部分则相反，对射线的吸收率低，透射射线的感光度较高，因此只要采用感光胶片来检测透射射线的强度并通过感光胶片感光的浓淡程度就可以检测出预应力孔道灌浆的密实程度。
预应力管道灌浆检测方法介绍
确保长期发挥作用，达到设计要求，孔道 压浆的质量效果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，压浆质量缺陷还会 导致混凝土应力集中致使破坏，进而改变 梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的使 用寿命。 建于 1953 年的英国 Ynys-Gwas 桥梁 于 1985 年突然倒塌，建于 1957 年的美国 康涅狄格州的 Bissell 大桥于 1992 年炸 毁重建。其原因均在于预应力钢筋锈蚀导 致桥的安全度下降。我国某高速公路三座 预应力梁桥，纵向预应力孔道中无压浆的 截面占调查总数的 14.5%，横向预应力无 压浆截面则占到 47.6%。 长期以来，研究人员开发了多种测试 方法。按测试所采用的媒介来分，大致可 以分为： 1) 基于放射线 （X 光） 的检测方法； 2) 基于电磁波的检测方法（如电磁 雷达） ；
缺陷类型及规模的识别 根据反射信号及等效速度的特点，利
1.00
3.00
传递函 数法
用 IEEV 法不仅能够检测缺陷的位置，还 可以推断灌浆缺陷的类型（空洞型或松散 2.0 4.0 型）和规模大小。 表 2 缺陷类型的区分 管道处 等效 的反射 波速 信号 小规模空洞型缺陷：有 正常 明显 慢 大规模、连续性空洞 正常 不明显 慢 洞的材质松散型缺陷 对于空洞型缺陷，由于水和空气的进 入，使得钢绞线容易产生锈蚀，通常需要 对空洞部位加以注浆。另一方面，对于松 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 浆修补。 没有明显缺陷 松散型缺陷：无明显空 小规模空洞、空洞不连 续 大规模空洞型缺陷：有 缺陷定义、类型
预应力灌浆密实度测试技术(纵向预应力孔道灌浆密实度检测)
预应力灌浆密实度检测技术（纵向预应力孔道灌浆密实度检测）1测试意义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，孔道压浆的质量效果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，压浆质量缺陷还会导致混凝土应力集中致使破坏，进而改变梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的使用寿命。
我们开发的灌浆密实度测试方案综合了国内外以及我们研发的多种技术，其最大的特点在于既可以快速定性测试，也能够对有问题的管道进行缺陷定位，从而达到了测试效率和精度的最优化。
预应力混凝土梁多功能检测仪（SPC-MATS）2 测试方法和原理在每个管道上沿间距为0.2m 进行测试，孔道正上方激振。
3 模型验证3.1 实验一某混凝土预应力梁场预埋灌浆缺陷本模型中，对孔道的灌浆率分别为25%、50%、75%和100%。
主要测试了定性检测中全长波速法（FLPV ）和全长衰减法（FLEA ）的测试精度就相关的基准指标。
3.2实验二测试场景（合肥长临河制梁场模型）本次验证试验证明了我们开发的定性检测和定位检测技术，能够检测出灌浆不密实的有无和缺陷位置，并能基本判断出缺陷的类型，同时较好地达到测试精度和效率的平衡。
验证结果表明，本测试技术的测试精度和测试效率均已达到了实用水平。
3.3 实验三破梁场景 剖开后场景N1管0m~-3m 扫描等值线图定性测试结果（全体）灌浆密实时，信号经过管道在底部的反射时间3.4实验四试验场景（西南交通大学轨道实验室）IEEV 扫描等值线图3.5 实验五测试对象（云南航天检测） 管道位置图测试结果：对大缺陷位置进行了钻孔穿丝验证，发现该当部位确实存在不密实现象，几乎没有灌浆料。
检测出来缺陷位置，与现场穿铁丝验证结果几乎一致，准确率达到90%以上。
缺陷反射底部反射4现场破梁验证4.1验证一钻孔场景穿丝验证场景测试结果：对大缺陷位置进行了钻孔穿丝验证，发现该当部位确实存在不密实现象，几乎没有灌浆料。
桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术规程
桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术规程桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术规程随着城市化进程的不断加速，桥梁的建设成为了城市发展的重要组成部分。
而桥梁的安全性和稳定性则直接关系到人民群众的生命财产安全。
因此，桥梁的建设和维护显得尤为重要。
预应力孔道注浆是桥梁建设中常见的一种加固方法。
在施工过程中，通过在混凝土构件内铺设钢筋或钢缆，并在预应力孔道内注入浆液，使其固化后形成预应力，从而提高混凝土构件的承载能力和抗震能力。
然而，由于施工操作的复杂性以及注浆浆液的质量控制问题，预应力孔道注浆质量并不稳定，密实度不够，导致注浆后混凝土构件的承载能力和耐久性不足。
为了解决这一问题，提高预应力孔道注浆质量，保障桥梁的安全性，无损检测技术应运而生。
这种技术可以通过非破坏性检测方法，对预应力孔道注浆质量进行评估，指导施工操作，保证注浆质量。
无损检测技术的具体实施步骤如下：1. 确定检测位置：在进行无损检测前，需要先根据桥梁设计图纸确定预应力孔道位置，并在预应力孔道上标记出检测位置。
2. 安装检测仪器：检测仪器包括测压计、测量管、压力表等，需要按照说明书正确安装并接线。
3. 检测前准备：在进行无损检测前，需要将注浆孔道表面清洗干净，并确保注浆浆液已经固化。
4. 检测过程：将测量管插入预应力孔道内部，将压力表和测压计与测量管相连，通过压力表施加压力，测量管内的浆液流动情况。
根据流动情况，可以判断注浆密实度。
5. 检测结果分析：根据测量结果，可以计算出注浆密实度，判断注浆质量是否符合要求。
如果注浆密实度不足，需要进行重新注浆或者其他加固措施。
桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术是一种非常实用的技术手段，可以对注浆质量进行评估，保证桥梁的安全性和稳定性。
在实际工程中，需要严格按照技术规程操作，确保检测准确性和可靠性。
多道预应力孔道压浆密实性检测技术
TD-BWG波纹管注浆密实性检测系统预应力孔道压浆密实性成像、缺陷定位和质量评定检测对象与内容TD-BWG可以确定波纹管注浆缺陷的位置和大小。
该系统适用于所有预应力桥梁：在建桥梁（预制梁、现浇梁）、既有桥梁的波纹管检测，可以检测塑料和金属波纹管，长度不限。
也可以用于补浆效果的检验。
检测精度TD-BWG技术具有较高的分辨率，可以发现波纹管内小于分米级的注浆缺陷，检测原理按照散射原理，波纹管的注浆脱空区等缺陷表现为被动震源，当遇到外界震动激励时，缺陷向周围发射二次散射波。
根据接收到的散射波的走时、瞬时频谱、散射能量三项指标可以确定缺陷的位置、大小。
TD-BWG系统组成1）TD-BWG数据采集仪道数：16、32可选采样率:5微秒A/D：24位记录长度：120K字节2）TD-BWGwin软件系统软件功能：方向滤波，速度扫描，质量缺陷偏移成像。
案例1.甘肃某高速公路桥梁预应力管道注浆质量检测检测目的：检测波纹管注浆密实性，为注浆工艺评价和质量控制提供依据。
采用BWG波纹管缺陷散射追踪法进行检测，对4个标段14片梁的注浆质量进行了检测，如下图所示。
检测结果：波纹管注浆质量总体是好的，但也发现一些质量缺陷。
2. 浙江某铁路现浇梁的波纹管注浆密实性检测该现浇梁，长度为40+56+40，其预应力筋立面布置图所示（半幅）。
该桥梁的预应力筋共38根，分布情况为：顶板共12根，左右腹板每侧各10根，底板6根。
检测抽取了4根波纹管的8段，抽取的波纹管注浆质量良好。
3. 上海某鱼脊梁模型波纹管注浆质量检测工程概况：为了研究鱼脊梁的预应力孔道（波纹管）注浆工艺，特浇筑了一个1:1的鱼脊梁模型进行预应力孔道压浆密实性检测。
鱼脊梁模型高20m ，长100m,中间高两侧低。
波纹管分东西两支，长各100m 。
波纹管直径14cm ，内置31支钢索。
东支波纹管采用；两端压浆法，西支采用一段压浆法。
模型外观如下图。
本次采用声波散射和地质雷达法两种技术相结合，提高检测的可靠性。
预应力管道灌浆检测方法介绍.docx
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晟保证重要的因素之•: 否则，会加速结构的劣化，严重时其至造成安全隐患和垮桥等恶性啡故，从而造成社会绍济的损失。
因此本文在大量的研究皋础z I••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、全氏衰减法、全氏波速法、传递函数法、定位测试、冲击回波、孔道灌浆质最1引言预应力钢绞线要在桥梁使川过程中确保氏期发挥作用，达到设计要求，孔道压浆的质最效果是乖要的影响因素之一。
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，造成冇效预应力降低。
严重时，钢绞线会发生断裂，从而极大地彫响桥梁的耐久性、安全性；此外，压浆质鼠缺陷还会导致混凝上应力集中致使破坏，进而改变梁体的设讣受力状态，从而影响桥梁的使用塔命。
建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁于1985年突然倒塌，建于1957年的美国康涅狄格州的Bissell大桥于1992年炸毁重建。
英原因均在于预应力钢筋锈蚀导致桥的安全度下降。
我国某高速公路三座预应力梁桥，纵向预应力孔道中无压浆的截面占调査总数的14. 5%,横向预应力无压浆截面则占到47. 6%。
氏期以來，研究人员开发了多种测试方法。
按测试所采用的媒介來分，大致可以分为：1）基于放射线（X光）的检测方法;2）荃于电磁波的检测方法（如电磁雷达）：3）茶于超声波的检测方法：4）基于冲击弹性波的检测方法一般来说，基于X光成像的检测技术稍度较舄,但测试设备复杂，检测成本高, 难以大范用检测。
电磁雷达则受钢筋影响大，对缺陷不敏感、测试将度低。
超声波法和冲击弹性波法尽管从理论匕能够检测灌浆密实度，但迄今为止尚无简捷可徐的、实川化的针对灌浆密实度的无损检测技术和设备。
在此，我们综合了国内外以及我们研发的多种技术，提出新的灌浆密实度检测方法，梵授大的特点在于既可以快速定性测试，也能够对有问题的管道进行缺陷定位，从而达到了测试效率和梢度的最优化。
预应力混凝土桥梁孔道压浆密实度检测技术
预应力混凝土桥梁孔道压浆密实度检测技术说到桥梁，大家肯定不会觉得陌生，不管是大桥、小桥，还是高速公路上的高架桥，都是我们日常生活的一部分。
它们不光是为了方便咱们出行，更多时候是为了支撑起人们的梦想和交通的脉络。
不过，你知道吗？这些桥梁可不是随便搭个木板架起来就行的，尤其是那种预应力混凝土桥梁，背后可有不少讲究。
今天呢，我们就来聊聊一个比较专业，但其实也不那么复杂的事——预应力混凝土桥梁孔道压浆的密实度检测技术。
先来个简单的科普，大家也许有点不太理解“孔道压浆”是啥意思。
预应力混凝土桥梁内部有一个“洞”，专业点叫做“孔道”，这孔道里面放了钢筋，然后在后续施工中，通过压浆技术将水泥浆、沙浆或者类似的浆体压进去。
这个压浆的过程就是为了让钢筋和混凝土更好地“粘合”，形成一个牢固的整体。
听起来是不是很简单？实际上，这个过程中的“密实度”非常重要。
如果浆体没能完全填充孔道，桥梁的稳定性就会受到影响，严重时甚至会导致桥梁的结构问题。
所以，检测孔道压浆的密实度，基本上就是在看这个压浆到底做得怎么样，是不是让钢筋和混凝土紧密结合，确保桥梁的安全性。
检测孔道压浆密实度可不是随便做的，得有技术！没错，大家可以想象一下，检测方法有点像给桥梁做体检。
这个“体检”不仅要精准还得细致。
比如，有些技术可以通过超声波，利用声波传播的速度差来判断压浆的质量；有些技术通过注入压力、查看浆体流动的状况来判断密实度。
每一种方法都有自己的“优势”，但最重要的一点就是，得精准，得靠谱。
这就像你做菜时，要按份量加料，否则做出来的菜味道就会差。
说到这里，大家是不是会觉得，检测压浆密实度这么“高大上”，是不是需要非常复杂的设备？其实也不尽然。
说白了，检测的核心目的就是要知道压浆到底做得好不好，是不是牢固。
像超声波检测这一类方法，虽然看起来很高端，实际上它就像是用声音“探测”桥梁内部的状态。
说白了，它就是给桥梁做了个“X光”。
不过，这可不是拿个设备一照就行。
预制梁预应力孔道压浆密实度检测分析报告8.4
附件1：预制梁预应力孔道压浆密实度检测分析报告一、检测目的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，孔道压浆的质量效果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，压浆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，从而影响桥梁的承载力和使用寿命。
二、检测方法㈠无损检测：使用SPC-MATS预应力混凝土梁多功能检测仪对孔道进行检测，对采集的数据进行分析处理，根据处理后的频谱信号进行压浆密实度及缺陷位置的判定。
㈡钻孔验证：无损检测后，为验证其准确性，在梁板两端端头最不利点的侧面开孔，采取以下方式进行验证。
1.用工业内窥镜对孔内情况观察。
2.穿丝：即用铁丝看能否穿过，一般适用于较长的缺陷。
3.挂钩：用小钩去挂钢绞线。
若能钩住钢绞线即表明存在较大的缺陷。
三、检测结果预制梁预应力孔道压浆密实度检测结果汇总表检测结果缺陷情况统计表A级：注浆饱满或波纹管上部有小蜂窝状气泡，与钢绞线不接触；B级：波纹管上部有空隙，与钢绞线不接触；C级：波纹管上部有空隙，与钢绞线相接触；D级：波纹管上部无砂浆，与钢绞线相接触并严重缺少砂浆。
D级又可细分为D1、D2和D3级，分别对应于大半空、接近全空和全空。
A级B级C级D1级D2级D3级压浆密实度分级示例四、问题分析㈠试验检测不规范：工地试验室未严格按《公路桥涵施工技术规范》及《浙江省公路桥梁预应力孔道压浆技术指南》进行日常压浆浆液的质量检测。
1.工地试验室对于压浆料质量的控制能力较弱，检测项目少，依赖第三方委托的结果，没有时效性，试验人员没有充分掌握预应力孔道压浆技术的试验理论知识和实际操作能力。
2.未进行30min、60min流动度，现场沉积率检测，不能发现浆液可能存在的沉淀、离析、泌水等不合格现象。
3.未进行竖向膨胀率、压力充盈度、充盈度试验，不但不能发现浆液实际膨胀情况，而且可能存在的收缩问题。
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预应力管道压浆密实度定位测试新技术
一、引言
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，孔道压浆的质量效果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，压浆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，从而影响桥梁的承载力和使用寿命。
灌浆不密实不仅对预应力混凝土桥梁的耐久性有很大的影响，而且对桥梁的即时承载力也有相当的影响。
王一等人在模型试验和数值分析的基础上，指出，对于全空管道，其开裂荷载较全密实孔道低10%左右，而最大挠度则可能增加50%。
因此准确的确定孔道压浆不密实位置，并采用适当的方法对其进行修补，对提高桥梁的承载力及耐久性有重要意义。
而桥梁的预应力体系非常复杂，首先是波纹管保护层厚度不同的现浇梁和预制梁，其次是管道材质包括塑料波纹管和铁皮波纹管。
因此基于以上的2方面原因，对测试媒介及信号分析方法有较高的要求。
四川升拓研发预应力多功能检测仪（SPC-MATS）在原有冲击回波的基础上从测试方法、信号处理等方法创新，经过大量的工程实际应用，其测试效率、精度达到了工程应用标准。
现从该方法的测试原理、典型验证案例、影响因素等方面进行介绍。
二、冲击回波等效波速法（IEEV）基本原理
根据在波纹管位置反射信号的有无以及梁底端的反射时间的长短，即可判定灌浆缺陷的有无和类型。
当管道灌浆存在缺陷时，有：
灌浆密实灌浆有缺陷未灌浆
图2-1 冲击回波等效波速法IEEV测试原理
（1） 激振的弹性波在缺陷处会产生反射（IE 法的理论基础）；
（2） 激振的弹性波从梁对面反射回来所用的时间比灌浆密实的地方长。
因此，
等效波速（2倍梁厚/梁对面反射来回的时间）就显得更慢（IEEV 法的理论
基础）；
（3） 当激振信号产生的结构自由振动的半波长与缺陷的埋深接近时，缺陷反射
与自由振动可能产生共振的现象，使得自由振动的半波长趋近于缺陷埋深
（即共振偏移，IERS 法的理论基础）。
灌
浆密实
灌浆缺陷（自振频谱移位）
图 2-2 冲击回波共振偏移法（IERS ）测试原理
1) 测试方法的选择
上述三种方法均采用同一数据和同一频谱分析，仅在云图判读上有所不同。
一般而言，IE 法是基础，各种状况均适用。
IEEV 法适合于壁厚较小，底部反射明显的情形。
而IERS 法则相反，适合于壁厚较大，底部反射不明显的情形。
2) 定位测试的特点
（1） IEEV 法测试精度高，但相对速度较慢；
（2） 测试精度与壁厚/孔径比（D/Φ）有关，D/Φ越小，测试精度越高；
（3） 当边界条件复杂（拐角处）或测试面有斜角（如底部有马蹄时），测试精度会受较大的影响。
图 2-3 马蹄形部位的测试方法
冲击回波法的基本概念在90年代即被提出。
我们通过改进频谱分析方法和增加“等效波速”专利技术，从而大幅提高了该方法的测试精度和应用范围。
三、 波纹管材质的影响
在交通工程中，孔道主要采用2类波纹管，即铁皮和PVC 波纹管。
尽管PVC 波纹管在与混凝土间粘结性能等方面要低于铁皮波纹管[7]，但由于其施工方便因而也得到了广泛的应用。
由于阻抗的关系，两类波纹管对弹性波的反射不同，从而对灌浆密实度缺陷的检测也有一定的影响。
根据弹性波的反射理论，机械阻抗VA R ρ=（即密度、波速与面积的乘积）的变化决定了反射信号大小和相位。
铁皮管壁、PVC 管壁、混凝土、缺陷的阻抗的大小顺序为：铁皮>混凝土>PVC>缺陷空洞。
因此，铁皮波纹管处对弹性波是逆向反射，PVC 和缺陷则是正向反射。
由于管壁很薄，会出现铁皮波纹管的反射和缺陷处的反射互相抵消，而PVC 与缺陷的反射则是相互增强的现象。
图 3-1 铁皮波纹管反射概念
所以，不能仅凭缺陷处的反射信号的强弱来判断，而是要结合等效波速法，即梁底部（壁面）反射信号的传播时间进行综合考虑。
表3-1 波纹管材质对缺陷判别的影响
叠加反射信号
×
四、测试结果验证
受某大型建设集团委托，对位于杭州的某桥梁进行灌浆密实度检测，测试对象为现浇箱梁的箱室隔板管道进行检测。
测试部位内部为1根波纹管，板厚度为70cm，波纹管外径为10cm。
图4-1 检测场景及测试云图
测试结果表明，在端头附近发现不密实区域，并经钻孔得到验证，并得到了相关单位的认同。
经过及时处理，保证了施工质量。
图4-2 钻孔验证结果（穿铁丝验证）。