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                  ARTICLE/ 技術文章
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                  PD8050在預應力管道灌漿密實度上的應用

                  發布時間:2022-05-10瀏覽:1162次

                  隨著我國基礎設施建設的快速發展,預應力混凝土結構被廣泛應用在橋梁設計中。


                  其中,采用預應力后張法制作混凝土構件的方式應用較為廣泛。預應力后張法(post-tensioningmethod)是將鋼筋支架的橋體結構預先澆筑混凝土,并在其中的預應力管道(波紋管)中張拉預應力鋼絞線,最后進行灌漿形成預應力混凝土構件。如此,可借助于混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足,達到延緩受拉區混凝土開裂的目的。


                  但管道中灌漿不密實、存在空洞或水時,會為氧氣和氯化物提供空間,使鋼筋出現銹蝕的風險,嚴重影響橋梁結構的安全。因此,對預應力管道灌漿密實度的檢測尤為重要。

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                  箱梁的鋼筋結構灌漿后的箱梁

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                  灌漿后的箱梁


                  橋梁混凝土結構無損檢測的方法主要有:探地雷達法、沖擊回波法、超聲波法、紅外熱成像法以及CT掃描法等。


                  其中,探地雷達法在探測灌漿密實度時會受到鋼筋信號的嚴重干擾而易產生誤判;沖擊回波法利用沖擊波進行探測,在缺陷部位會發生發射和繞射,通過信號接收器對信號進行處理以判斷灌漿密實度,但該方法檢測效率較低;超聲波法利用設備激發超聲脈沖信號,使之在混凝土內傳播,因為不同介質的聲阻抗不同,尤其是固體和氣體之間的差異,使得超聲波在檢測混凝土厚度和內部缺陷領域有著優異的表現。


                  經過技術的發展,超聲波檢測技術結合了超聲橫波檢測和合成孔徑聚焦技術,使其廣泛應用于檢測混凝土厚度、內部缺陷甚至灌漿密實度。


                  陣列式超聲設備的表面有多組探頭,能激發和接收超聲脈沖信號,通過疊加鄰近多道通的回波信息,可增強目標缺陷的信號特征。

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                  陣列式超聲設備表面的探頭

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                  陣列式超聲成像


                  應用案例


                  某地區存在一批采用預應力后張法制成的箱梁混凝土構件,需要對箱梁中波紋管內灌漿密實度情況進行檢測。在混凝土表面沿著波紋管的走向,使用PD8050進行檢測。

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                  箱梁混凝土表面

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                  波紋管埋深和間距

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                  沿波紋管方向垂直進行檢測


                  檢測結果


                  混凝土構件中不只有混凝土注漿的波紋管,也會存在像鋼筋結構和空洞等影響檢測效果的因素,容易對灌漿不密實檢測產生干擾。因此,我們在實驗室內對混凝土內部的鋼筋和空洞也分別同時進行了探測。


                  根據不同介質的聲阻抗差異和超聲脈沖橫波只能在固體中進行傳播的特點,鋼筋的信號在超聲波檢測圖像中不應該有很好的信號反應,除非鋼筋與混凝土的接觸不夠緊密。

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                  圖1

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                  圖2

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                  圖3


                  圖1:探測空洞(探頭與空洞平行)

                  圖2:探測鋼筋(探頭與鋼筋平行)

                  圖3:探測鋼筋&空洞(探頭與鋼筋垂直)


                  客觀來說,該測試橋墩的鋼筋已經發生明顯的銹蝕,且不是箱梁的結構類型,并不是良好的測試體。但通過對比,可以發現,垂直于鋼筋和空洞進行探測時,無論是鋼筋還是空洞,特征信號都很明顯。


                  實際檢測過程中,也通過垂直于波紋管的方向進行了探測,以保證檢測數據的一致性。同時,還根據同一波紋管不同位置的檢測數據進行了對比,來對灌漿密實度進行定性分析。

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                  灌漿的箱梁一:沿一根波紋管方向垂直進行檢測。首先準確找到箱梁腹板的底板信號,再通過對同一個波紋管不同區域的檢測進行對比,發現雖然波紋管上方存在鋼筋信號,但對灌漿是否密實判斷的影響有限,可以確定11-15區間存在灌漿不密實情況。


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                  灌漿的箱梁二:沿一根波紋管方向垂直進行檢測。箱梁腹板的底板信號明顯,波紋管位置整體灌漿較好,有鋼筋信號,但無灌漿不密實的明顯信號。


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                  未灌漿的箱梁三:沿一根波紋管方向垂直進行檢測。箱梁腹板的底板信號明顯,未灌漿的波紋管信號也很明顯。


                  總結

                  陣列式超聲應用于灌漿密實度檢測時,鋼筋信號影響有限。通過同一根波紋管不同位置的信號對比,可以對灌漿不密實度進行定性判斷,再結合沖擊回波法對可能存在不密實信號的重點區域進行驗證,能大幅提高檢測效率。


                  同時,除了混凝土和波紋管內的鋼筋會對灌漿密實度的信號產生干擾,還需對如下情況,通過控制不同變量的方法,建立不同密實度和不同砼(混凝土)齡期的箱梁模型來進行檢測和驗證。


                  如:


                  • 不同砼(混凝土)齡的混凝土,是否也會產生影響呢?

                  • 剛注完漿的混凝土和鋼筋能是否有很好的貼合?在此情況進行灌漿密實度超聲波探測,能否有效減少鋼筋的存在對灌漿密實度情況的誤判?




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