聲波傳遞技術(shù)在預(yù)制梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量檢測中的應(yīng)用

劉高企

(石家莊鴻森巖土工程技術(shù)有限公司)

1 聲波傳遞技術(shù)檢測理論基礎(chǔ)

用聲波檢測混凝土質(zhì)量的方法在工程界趨于成熟，應(yīng)用此方法檢測孔道內(nèi)壓漿結(jié)石體的密實度具有良好的物理條件。利用聲波在介質(zhì)中的傳播速度與密實度的V=f(D)函數(shù)關(guān)系來評價壓漿結(jié)石體在孔道內(nèi)的密實度不失為無損檢測的首選方法。聲波在凝固后的漿體(以下統(tǒng)稱結(jié)石體)中傳播會有一個固定的波速，聲波在錨索中的傳播速度也是一個定值，結(jié)石體與錨索共同構(gòu)成一個結(jié)合體，結(jié)合體的波速介于錨索波速與結(jié)石體波速之間并且偏向于結(jié)石體的波速，而結(jié)合體的波速可以通過錨索波速與結(jié)石體波速的相關(guān)性關(guān)系公式計算出來。如果錨索的根數(shù)和直徑與孔道的直徑是定值且假定孔道內(nèi)結(jié)石體的密實度是100%，則相關(guān)性系數(shù)和結(jié)合體的波速為定值。在此相關(guān)性系數(shù)下以儀器采集的聲波在結(jié)合體中的傳播速度與假定密實度為100%狀態(tài)下結(jié)合體波速的相互關(guān)系作為判定預(yù)應(yīng)力橋梁孔道壓漿的密實度的指標(biāo)。由于孔道內(nèi)介質(zhì)種類的不確定性和錨具與梁體的結(jié)合程度的復(fù)雜性等因素的影響，此方法檢測的精確度達不到100%，但是通過大量的工程實踐證明此方法檢測的可靠度在95%以上，可滿足工程要求。

2 聲波傳遞技術(shù)的應(yīng)用

2.1 檢測儀器

橋梁預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量檢測儀，是一種預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)壓漿質(zhì)量智能檢測專用設(shè)備。檢測儀主要由聲波發(fā)射震源、檢波器、主機和分析處理軟件等幾部分組成。

2.2 檢測原理

利用彈性波的傳播機理。震源從預(yù)應(yīng)力管的一端輸入彈性波信號，預(yù)應(yīng)力管的另一端接收此彈性信號，根據(jù)彈性波的入射信號和傳播輸出信號，再利用彈性波在此預(yù)應(yīng)力管不同結(jié)構(gòu)傳播的傳導(dǎo)函數(shù)來計算分析橋梁預(yù)應(yīng)力管的壓漿質(zhì)量。

2.3 檢測過程

測量前，我們分別將聲波信號發(fā)射源、檢波器連接至儀器主機，接收器的磁鐵吸附在錨具上(事先對錨具進行清理預(yù)留好檢波器吸附位置)。連接好儀器后開啟主機進行測量參數(shù)的設(shè)置，然后就可以進行測量。

測量時，發(fā)射源把彈性波信號傳遞給錨具，信號通過波紋管內(nèi)壓漿體和鋼絞線傳播，檢波器將接收到的信號傳入儀器主機，在主機上以波形的方式顯示信號。為保證采集信號的可靠性，我們多次采集信號，選取相近的三組信號保存，供后期數(shù)據(jù)的處理與分析。

每條壓漿波紋管逐次以上述步驟進行測量，將測量數(shù)據(jù)保存在儀器存儲單元。

在正式測量之前，用上述測量方式，選取張拉完成但未壓漿的梁板進行參數(shù)采集實驗及對本梁板混凝土進行參數(shù)采集，獲取鋼絞線中聲波速度和混凝土中聲波速度，收集波紋管尺寸、施工記錄、壓漿試塊強度試驗數(shù)據(jù)等資料以供數(shù)據(jù)分析之用。

2.4 數(shù)據(jù)分析

測量結(jié)束后，每個波紋管上采集到的數(shù)據(jù)文件通過數(shù)據(jù)線導(dǎo)入電腦，用專業(yè)分析軟件，結(jié)合試驗采集到的各種參數(shù)，經(jīng)過分析處理與計算便可得到每個孔的壓漿密實度值，以百分比的形式顯示。

3 對比試驗

選取部分檢測結(jié)果低于75%的預(yù)應(yīng)力孔道進行了補漿前后對比試驗，結(jié)果如下。

表1 補漿量統(tǒng)計表

表2 復(fù)測結(jié)果統(tǒng)計表

表3 對比試驗結(jié)果表

通過以上比對試驗可以看出波紋管壓漿量的增加、密實度的提高、檢測數(shù)據(jù)的變化量三者之間的正向相關(guān)性。

4 結(jié)論

(1)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量的好壞直接影響預(yù)應(yīng)力梁板的使用壽命及安全。

(2)聲波傳遞技術(shù)用來檢測預(yù)應(yīng)力孔道壓漿質(zhì)量速度快、檢測結(jié)果可靠，為孔道壓漿質(zhì)量提供了一種快速普查手段。