超声波技术在检测混凝土缺陷中的应用

凝 土缺 陷的方 法 。超声 波 在不 同的介质 中传 播 时， 产生反射 、 将 折射 、 散射 、 射和 衰减等现象 ， 绕 使 得 由接 收 换 能 器 上 接 收 的超 声 波 信 号 的声 时 、 振 幅 、波 形 或 频 率 发 生 了 相 应 的变 化 ， 定 这 些 测 变 化 就 可 以判 定 混 凝 土 材 料 某 些 方 面 的性 质 和 结 构 内部 构 造 的情 况 。 超 声 波 检 测 混 凝 土 内部 空洞 的原 理 ：当发 射 探 头 发 射 的超 声 波 遇 到 空洞 时 ，声 波就 产 生 反 射 使 一部分能量衰减 ，另一部分将绕过 空洞沿着孔 壁传 播 （ 图 １ ， 见 ） 并最终 将被 安放在 另一 头的接
２ 超 声 波 检 测 工 程 实 例
２ １ 工 程概 况 ．
某 互通 式 立交 桥 在 混 凝 土 浇 注完 成 后 ，发现
底 板 倒 角 处 部 分 模 板 破 损 ，导 致 该 处 混 凝 土 流 出 。所 以怀 疑腹 板 内 预应 力 管 道 下 方 有 空 洞或 不 密 实 区域 。考 虑 到腹 板 内如 果 有 空 洞 或 不 密 实等 病 害 ， 会严 重 影 响 桥 梁 的 承 载 力 和 耐 久 性 。所 将
收 探 头 所 接 收 ，从 而从 超 声 仪 上 读 出 的 时 间与 同 类 材 料 相 同距 离下 的 正 常混 凝 土 会 有 所 差 别 。通 过 各 测 点 时 间读 数 的 变 化 情 况 以 及 超 声 波 振 幅 、
波 形 的 变 化 ，就 可 以推 测 混 凝 土 内部 空 洞 的 大 致
土缺陷 引起 的结构物 承载 能力 和耐久性 严重 下降 的问题 ， 结合 工程检 测实 例 ， 过对 某互 通式 立交 箱梁 腹板 混凝 土缺 陷的检 通 测 ， 体介绍 了超声 波无损 检测 技术 的检测 原理 和方法及 混凝 土缺 陷的预 防 、 理措 施 。结果 表 明用超 声波 无损 检测 技术检 具 处 测 混凝 土不密 实区和 空洞 等缺陷 是较 为理想 、 可靠 的手段 。随 着科 学技术 的发 展 ， 波无 损 检测技 术将 会 成为 混凝 士无损 超声
以 需 要 对 出 现 以上 现 象 的 腹 板 混 凝 土 进 行 超 声
２１年 ７ ０１ 月第 ７ 期
能 器 ， 量 混 凝 土 的声 学 参 数 （ 速 、 幅 、 率 、 测 声 振 频 波 形 ）并 根 据 这 些参 数 及 其 相 对 变 化 分 析判 断 混 ，
收 稿 日期 ：０ １０ — ４ ２ １－ ３ １ 作者简介 ： 韩林 （ ９ ５ ， ， １８ 一） 男 山东济 南人 ， 研究 生 ， 事桥梁 从 结构研 究工作 。
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城 市道 桥 与 防 洪
２１年 ７ ０１ 月第 ７ 期
超 声波 技术在 检测 混凝土缺 陷 中 的应 用
韩
摘
林 ， 孙
超 ， 王 寓
（． １长安 大学 ， 陕西 西安 ７ ０ ６－２宝鸡 市公路 管理 处 ， １０ ４； ． 陕西宝 鸡 ７ １０ ２ ０ ０） 要： 目前桥梁 工程 中 由于振捣不 充分 ， 混凝 土质量 不过关 等原 因而 导致 的混凝 土不密 实 、 空洞等 缺 陷屡见不 鲜 。 对混凝 针
检 测的重 要手 段。
关 键词 ： 桥梁工 程 ； 混凝土 缺陷 ； 损检测 ； 无 超声 波技术
中圈分 类号 ： ４ ． Ｕ４６３ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ９ ７ １ （ ０ ） ７ ０ ７ — ３ １０ — ７ ６ ２ １ ０ — ２ ８ ０ １
Ｏ 前 言
近年 来 随着 高 速 公 路 、 速 铁 路 的 迅 速 发 展 。 高 大跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 箱梁 以其 接 缝 少 、梁 高 小 、 度 大 、 体 性 强 、 形 美 观 等 优 点 ， 桥 梁 刚 整 外 在 工程 中得 到 了广 泛 应 用 。但 是 箱 梁 的腹 板 和倒 角
尺 寸 ， 常 以该 空 洞 的最 大 内径 来 表 示 。 通
图 １ 超 声 波 在 空 洞 中 的 传 播
１ 超 声 检 测 原 理
超 声 波检 测 混 凝 土 ，是 指 用 带 波形 显 示 的 低 频超 声 波 检 测 仪 和 频 率 为 ２ ０～２（ｋ ｚ的声 波 换 ５ Ｈ Ｉ
处 由于钢 筋 布 置 密 集 、间距 较 小 以及 由 于施 工 工
序 和振捣措施不 当等原 因 ，引起 的混凝土缺陷屡 见不 鲜 。 主 要 缺 陷形 式 有 ： 角 处 露 筋 、 面 ， 倒 麻 腹 板 内空洞等 。这些缺 陷和损伤 的存在往往会严重 影 响 结 构 物 的 承 载力 和 耐 久 性 ，将 会 给 桥 梁 的 安 全 运 营埋 下 隐 患 。 因此 通 过 科 学 合 理 的检 测 技 术 进 行 缺 陷 检 测显 得 尤 为 重 要 。 目前 对混 凝 土 内部 缺 陷 的存 在 、 小 、 置 和 大 位 性质进行 无损检 测 的手段大体 可分 为两大类 ： 一 类 是 机械 波法 ， 中包 括 超声 脉 冲波 、 击 脉 冲波 其 冲 和声 发 射 等 ； 一类 是 穿 透 辐 射 法 。 是 由于射 线 另 但 的穿透能力有 限， 尤其对 于非匀质的混凝土 ， 其穿 透深 度 受 到 很 大 限 制 ，而且 产 生 射 线 的设 备 相 当 复杂 ，又需要严格的防护措施 ，现场应用很不方 便 。 超 声 脉 冲 波 的穿 透 能力 较 强 ， 而 尤其 是 用 于 检 测 混 凝 土 ， 一特 点 更 为 突 出 ， 这 而且 超 声 检 测 设 备 比较 简 单 ， 作 也 很 方 便 ， 以被 广 泛 应 用 于 混 凝 操 所 土结 构 缺 陷 检 测 。