桥梁预应力孔道注浆质量检测

桥梁预应力孔道注浆质量检测探讨

摘要：桥梁预应力孔道压浆质量对桥梁预应力结构的耐久性起到关键性作用。如何正确准确的对孔道注浆质量进行检测是关乎到桥梁的性能，使用寿命和桥梁安全问题的重要工作。本文对桥梁预应力孔道注浆质量检测进行阐述

关键词：预应力桥梁质量检测

中图分类号： u445 文献标识码： a 文章编号：

前言：

混凝土桥梁损伤表现形式多样，如预应力损失、混凝土破损开裂、钢筋锈蚀、支座脱空等，这些损伤导致了混凝土桥梁整体刚度和承载力的下降，是引起桥梁病害的重要原因。为了加强对桥梁施工质量的过程控制，消除施工过程中的质量缺陷，对预应力桥梁的预应力管道（波纹管）的注浆质量检测，是确保桥梁施工质量达到设计要求和合理受力状态的一个重要控制环节。

一、钻芯检测法

钻芯检测法是一种有损的检测方法。它通常是在发现存在灌浆质量时使用。该方法是最早被用来检测灌浆缺陷的方法，属于一种局部破损的检测手段。其优点在于直观有效，简单省时，缺点则是工作量大、效率低、费用高，而且容易造成预应力钢绞线的损伤。正是基于这些缺点这种方法并不是桥梁预应力孔道注浆质量检测的

主要方法这里就不进行详细阐述了。

二、无损检测技术

为了加强对施工质量的过程控制，确保施工质量达到设计要求，探索对梁体预应力管道位置及注浆质量及混凝土的整体浇筑质量和保护层厚度、裂缝等进行质量无损检测是重要的质量控制手段。无损检测技术是基于波的反射、叠加、干涉、开普勒理论等原理通过采用先进的技术、仪器综合分析的多种测试方法。

（1）冲击回波法检测预应力注浆孔道压浆质量

冲击回波技术是上世纪80年代中期由美国cornell大学与国家标准技术研究院率先提出的,用于对混凝土和砌体结构进行无损评价。该方法能够单点测试,其结果反映的是测点处混凝土内部的质量情况,该检测仅需要一个测试面,测试过程简便、结果客观。

测试原理：冲击回波法是通过弹性冲击从而产生的瞬时应力波。通过一个坚硬的小钢球或使用小铁锤来敲击混凝土的外表面，在混凝土预留孔的表面上便产生了一个瞬时的机械冲击进而产生低频的应力波,应力波传播到混凝土结构的内部,存在缺陷表面或构件底面反射回来不同效果的冲击波。应力波便在构件表面、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,不同的共振频率能在振幅谱中辨别出,进一步通过对频谱的分析就能确定内部缺陷的位置和度。从混凝土板中无预应力管道部分、灌满浆孔道及未灌满浆孔道试件采集到的冲击回波信号,将显示出不同的特征。通过混凝土和钢材介面反射作用产生的不同位移频率及混凝土与空气介面反射产生不同位移频率之间的差别,就可以得到可用孔道内灌浆的缺陷和空洞的位置和深度等问题。

（2）超声波透射法

超声检测是一种重要的无损检验方法。为了实现检测的手段和检测方法的多样性常常根据检测原理和使用的波型、接收与发射方法、显示方式以及耦合型式的不同而衍生出多种方法。连续波和脉冲波是根据声波的种类来划分的。穿透法和谐振法是连续波中的分支；脉脉冲穿透法和脉冲反射法共同构成了脉冲波。在进行检测之前，要根据被检测对象的特点，选择合适的检测方法。这里仅对穿透法进行主要论述。把两个探头分别放于试件的两个相对面，一个探头发射超声波，另一个探头接收这种方法称为透射法，通过对超声波穿透试件后的时间、能量变化的情况来对试件内部质量进行相应的评定。声波穿透后衰减小，则接收信号较强，则证明试件内无缺陷或缺陷很小；如果试件内存在小缺陷，缺陷就起到遮挡声波的作用这样就造成陷后形成阴影，造成信号减弱接收探头只接收到这种衰弱的信号；对于缺陷面积大于声束截面的试件时，缺陷将遮挡所有的声波束，则接收探头收不到发射信号。根据接收探头接收到的超声波能量大小（即缺陷遮挡声能造成的声阴影大小）就能来评定缺陷量值大小。谐振法由于操作繁琐测量困难这里就不详细论述了。

（3）全长波速法和探地雷达法综合应用

应力波在混凝土中传播速度和应力波在钢绞线中传播速度是可以通过预应力孔道注浆检测仪检测出来的。不同强度的混凝，波速和混凝土强度存在一定的对应关系。混凝土使用的原料，混凝土的

龄期、温度等因素也是影响波速的原因。就全长波速法而言，波在预应力孔道中传播的距离和传播时间是可以知道的，那么就很容易得能够得到应力波在混凝土介质中的传播速度。经过测量后，把每个波纹管上采集到的数据输入到计算机中，用专用处理软件处理后，和试验采集得到的各种参数进行比较，经过分析处理与计算便可得到每个孔道的压浆密实度值

探地雷达法也是一种无损检测方法。通过发射高频电磁波这种以宽频带短脉冲形式，由试件表面通过发射天线定向传入到地下，经过存在电性差异的混凝土反射后返回表面，通过接收天线接收到这种信号。如果发射与接收天线以固定的间距沿测线同步移动时，就能够获得混凝土缺陷分布情况的雷达图像。该方法可以根据测得的波形记录来分析混凝土内部的缺陷位置和形态，可直接定位到灌浆位置，有效、明确的得到硬化后灌浆材料的形态，对其缺陷可作出明确的描述。

全长波速法具备灵活、迅速、检测效率高的有点，但不能准确的找到缺陷所在的具体位置；探地雷达具有检测精、准、快速能够确定缺陷位置的优点，但如过用于桥梁检测则十分繁琐。正是基于两者各自的优缺点的不同故这两种检测方法经常被结合使用对桥梁压浆质量进行测试。首先通过全长波速法在张拉后未压浆的钢束孔道的位置和正常混凝土位置上分别进行测试，得到钢绞线和正常混凝土的波速为样本，测试数据作为对比数据，而后将已完成压浆同结后的预应力孔道上的检测数据作为测试数据进行计算，通过计算

结果就能断定孔道中是否有空隙，然后孔道的压浆质量检测主要是由探地雷达完成的，将天线沿着预应力孔道的走向进行图像采集，这样就能够得到反映混凝土缺陷分布的具体情况。

探地雷达通过野外采集得到的是初始数据，这还要通过数据处理，才能得到有助于解释的数据或图像。原始资料中不仅含有有用的信息，同时也有各种噪声，特殊情况下还可能被噪声掩盖。进行压制噪声，增强信号，就成为数据处理的主要目的。提高资料信噪比，便能有效从数据中提取速度、振幅、频率、相位等重要信息。采集获得的雷达数据进行去直达波、去噪、滤波、增益等处理后，我们会发现压浆密实区域的雷达图像反射均一：压浆存在空洞时，雷达图图像则呈现异常图像。这是由于它与空气的电磁波阻抗反差最大，如果波纹管中存在压浆不密实，则产生十分强烈的电磁反射；如果压浆密实，反射就不太强；不密实区一般不规则，缺陷最明显的识别特征是反射的波形强，且波形不连续。

（4）x光、r射线法

随着射线技术的不断发展x光、r射线检测法也被应用到桥梁预应力孔道注浆质量检测中。虽然这两种方法具有一定的可视性，测试精度也相对较高。但问题在于这两种方法的测试设备较为庞大，测试费用高，而且还有一定的危险性(放射性)。所以这种方法并没有被广泛的应用到桥梁预应力孔道注浆质量检测中。此外，这一类的透过法由于需要在梁的两端作业，不适合箱梁结构。这也成为其发展和前景的一个障碍。