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錨杆無損檢測技術(shù)在橋梁檢測中的應用
更新時間:2021-04-10 17:51
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以重慶市(shì)黃花園嘉陵江大橋為例,采用錨杆(gǎn)無損檢測儀RSM-SBT對該橋豎向預應(yīng)力鋼(gāng)筋的(de)長度和(hé)灌漿密實度進行檢測,介紹(shào)錨杆無損檢測儀RSM-SBT在橋梁豎向預應力檢測中的應用方法、注(zhù)意事項及其局限性,為今後橋梁豎向預應力(lì)長度和灌漿密實(shí)度的檢測提供寶貴的經(jīng)驗和參考。

01、工程概況

黃花(huā)園大(dà)橋主橋(qiáo)上部結構為1024.32m的5跨預應力混凝土連續剛構橋。左右幅(fú)分離,每幅箱梁為單箱單室預應(yīng)力混凝土箱梁,箱梁頂寬15m,梁寬7m,梁高4.3m~13.8m。設計荷載:汽車-超20級,掛車(chē)-120,人群荷載3.5kN/㎡,地震烈度:按七度設防,該橋1996-12-26開工(gōng),1999年竣工。

02、該橋(qiáo)豎向(xiàng)預應力鋼筋主要病害

根據養護單(dān)位的曆年檢查,黃花園大橋箱梁底麵豎向預應力鋼(gāng)筋脫落情況較為嚴重,箱梁底麵脫(tuō)落的預應力鋼筋分別在2004年、2008年(nián)和2010年進行過3次集中整治處理。2011年2月又在橋麵發現多處坑槽,疑似豎向預(yù)應力鋼筋露頭。

 
03、檢測方法及(jí)結果
1、錨杆無損(sǔn)檢測儀的基本理論

利用聲頻應力波(簡稱聲波)對露頭豎(shù)向預應力鋼筋進行灌漿飽滿度無損(sǔn)檢測。若預應力管道中存在注漿不密實段,則複合杆件的(de)截麵積及波阻抗發生(shēng)變化,在波阻抗差異界麵將(jiāng)產生反 射應力波,杆中反射應力波的相對能量強度與注漿密實度差異程度有(yǒu)關(guān)。一般密實(shí)度越好,反(fǎn)射波的能量越強,衰減越慢(màn);不 密實(shí)區段越多,則波阻抗界麵越多,反射應力波(bō)越多。當杆端頭被激發應力波後,錨杆端頭的應力波(bō)動能為

其中,反射波能量

式中:m為單位質量;v為錨(máo)杆端頭質點振動速度;E0為杆端入射波能量,固定激發方式時可視為常量。

如果以杆長作為(wéi)變量代替時間變量(liàng),得到

把反射波能(néng)量與入射(shè)波能量的比值作為錨杆的應力波能量反射率:

式中:當(dāng)等於鋼筋長度L時,即為鋼筋全長範圍內的反射波(bō)總動能,鋼筋應力波能量反射率與鋼筋注漿密實度存在一定的相關關係。

2、試驗標(biāo)定

結合本次(cì)檢測具體情況,進行本次標(biāo)定試驗。本次標定有:①對杆體波速進行標定,用來指導本項目實際的實(shí)測杆(gǎn)長(zhǎng)計算;②對鋼筋中間機械接頭的不同狀態進行模擬,確定本次實際檢測的杆底信號位置和(hé)機械接頭位置(zhì)。針對試驗標定內容,設置5個(gè)工況,其中工況1是進(jìn)行杆體波速標定,其餘工況是進行接頭(套(tào)筒)狀況模擬,見圖1。標定試驗(yàn)部分波形如圖2所示。

通過本次標定試驗,可得出:

1)杆體波速為5200m/s; 

2)在中間套筒接頭密實的情(qíng)況下,可以測得整個鋼筋體係的杆(gǎn)長(即上下兩根鋼筋(jīn)),中間的套筒接頭在信號中沒有明顯反(fǎn)應; 

3)儀器對杆(gǎn)底擴徑(即工況(kuàng)4)沒有相應的反(fǎn)應信號;

4)對於中間套筒處(chù),機械接頭不密實的情況下(xià),儀器可得到第1段(duàn)鋼筋的反射信號(hào),未(wèi)測到底部第2段鋼(gāng)筋的響應信號。

3、檢測(cè)結果

根據標定結論和參數,對5根豎(shù)向預應力鋼筋進行檢測,其中(zhōng)4根墩頂長預應(yīng)力鋼筋由於受鋼筋本身機(jī)械接頭的影響,不能對其整體質量做出判斷;跨中(zhōng)較短的1根預應力鋼筋被(bèi)評定為合格。

04、注意事項及局限性

1)測試前,對杆體波速和(hé)杆係波速(sù)進行標定十分重要(yào)的,各橋使(shǐ)用的豎向預應力鋼筋規格不同、 材質不同,其相應的波速也不同; 

2)測試過程中,對(duì)測試的預應力鋼筋頭(tóu),必須進行打磨(mó),從而是探頭和待檢鋼筋較好(hǎo)的耦合; 

3)對每根(gēn)預應力鋼筋應現場采集多個波形,對采集的波形進行初步判斷,各次采集的波形一致較好方可; 

4)測試現場應避免車輛通過或大型機械作業, 從而避(bì)免采(cǎi)集的波形受到幹擾。 

5)較長的預應力鋼筋(jīn),中間可能有套筒接(jiē)頭, 若上下兩端鋼筋接(jiē)觸(chù)不好,儀(yí)器很難測(cè)出下麵一段鋼筋的波形,這也(yě)是這(zhè)種方法的局(jú)限(xiàn)性。

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