1、預應力管道灌漿檢測方法介紹摘要：在預應力混凝土梁的制作中，預應力管道灌漿的密實度質晟保證重要的因素之: 否則，會加速結構的劣化，嚴重時其至造成安全隱患和垮橋等惡性啡故，從而造成社會 紹濟的損失。因此本文在大量的研究皋礎z I提出了預應力管道灌漿定性檢測、定位測 試等行之有效的新方法。關鍵詞：注漿飽滿度、全氏衰減法、全氏波速法、傳遞函數法、定位測試、沖擊回波、 孔道灌漿質最1引言預應力鋼絞線要在橋梁使川過程中 確保氏期發揮作用，達到設計要求，孔道 壓漿的質最效果是乖要的影響因素之一。 如果壓漿不密實，水和空氣的進入使得處 于高度張拉狀態的鋼絞線材料易發生腐 蝕，造成冇效預應力降低。嚴重時，鋼絞

2、線會發生斷裂，從而極大地彫響橋梁的耐 久性、安全性；此外，壓漿質鼠缺陷還會 導致混凝上應力集中致使破壞，進而改變 梁體的設訃受力狀態，從而影響橋梁的使 用塔命。建于1953年的英國Ynys-Gwas橋梁 于1985年突然倒塌，建于1957年的美國 康涅狄格州的Bissell大橋于1992年炸 毀重建。英原因均在于預應力鋼筋銹蝕導 致橋的安全度下降。我國某高速公路三座 預應力梁橋，縱向預應力孔道中無壓漿的 截面占調査總數的14. 5%,橫向預應力無 壓漿截面則占到47. 6%。氏期以來，研究人員開發了多種測試 方法。按測試所采用的媒介來分，大致可 以分為：1）基于放射線（X光）的檢測方法;2）荃

3、于電磁波的檢測方法（如電磁 雷達）：3）茶于超聲波的檢測方法：4）基于沖擊彈性波的檢測方法一般來說，基于X光成像的檢測技術 稍度較舄,但測試設備復雜，檢測成本高, 難以大范用檢測。電磁雷達則受鋼筋影響 大，對缺陷不敏感、測試將度低。超聲波 法和沖擊彈性波法盡管從理論匕能夠檢 測灌漿密實度，但迄今為止尚無簡捷可徐 的、實川化的針對灌漿密實度的無損檢測 技術和設備。在此，我們綜合了國內外以及我們研 發的多種技術，提出新的灌漿密實度檢測 方法，梵授大的特點在于既可以快速定性 測試，也能夠對有問題的管道進行缺陷定 位，從而達到了測試效率和梢度的最優 化。2 定性測試定性測試包括全長衰減法（FLEA）、

4、 全長波速法（FLPV）和傳遞西數法（PFTF ）。 這3種方法可以在一次測試中同時完成， 通過相互之間的印證,可以提高測試精 度。1）全長衰減法（FLEA）-般情況下，能量比越小,灌漿越密 實。如果幾道灌漿密實度較高，能最在傳 播過程中逸散的越多，衰減較大。如果孔 道灌漿密實度較低，能彊在傳播過程逸散 較少，衰減較小。在預應力梁的-端激振，如果接收端 存在不密實悄況，會在接收端產生崗頻振 蕩。因此，通過對比接收信號與激發信號 相關部分的頻率變化，可以判定錨頭兩端 附近的缺陷情況。圖1全長衰減測試示意圖內此，通過粘密地測試能臺的哀減, 既可以推測灌漿質星。2）全長波速法（FLPV）通過測試彈性

5、波經過錨索的傳播時 間，并結合錨索的距離計算出彈性波經過 錨嗦的波速。通過波速的變化來判斷預應 力管道灌漿密實度帖況。-般情況下波速 與灌漿密實度冇相關性,隨著灌漿密實度 測增加波速是逐漸減小，"灌漿密實度達 到100%時，測試的錨索的P波波速接近混 凝土中的P波波速。該方法垠早由H本學者鐮出敏郎教 授于2001年提出，盡管存在理論基礎不 嚴密等諸多問題，但具作為一種較為苴觀 的測試方法，特別是在測試灌漿密實度很 低的時候，仍然有一定的應用價值。3）傳遞兩數法（PFTF）'勺然，在激振端附近的鋼絞線也存在 灌漿不密實現象時，激振端的傳感器拾取 的振動信號的頻率也會增加。圖3傳

6、遞函數法的測試概念4）灌漿指數上述各定性測試方法各有特色，盡管 測試原理不同，但測試方法完全一樣。因 此，根據一次的測試數據可以同時得到3 種方法的測試結果。為了定性測試的結果定量化，我們引 入了灌漿指數°。當灌漿飽滿時，/z = l, 而完全未灌時，/; = 0 o因此，上述各方 法可得到相應的灌漿指數/出，/刖和 /”。同時，綜合灌漿指數可以定義為：只要某項的灌漿指數較低，綜介灌 漿指數就會冇較明顯的反映。通常，灌漿 指數人T 0. 95 般意味著灌漿質最較好, 而灌漿指數低丁 0. 85則農明灌漿質磧較 差。此外，灌漿指數是根據英準值而門動 計算的，因此,基準值的選定是非常重要

7、 的。不同形式的錨真、梁的形式以及孔道 的位置都會對基準值產生彩響，所用在條 件許町時，進行相應的標定或通過人最的 測試并結合數理統計的方法確定基準值 是非常理想的。表1灌漿指數的茲準值方法項目全灌漿時值無灌漿時值全長波 速法波速(km/s)混凝土 實測波 速心5. 01 心全長衰 減法能量比0. 020. 20傳遞函 數法頻率比 (F1/F0)1.003. 00激振頻 率心 （KHz）2.04.0注-1：參2-3-1的模型試驗和其他 驗證試驗所定；注-2：梁不同部位的混凝土的P波波 速有一定的不同；注-3：采用SPC-MATS配置的激振導 向器和D50錘激振而口充分張拉時；注-4：根據鋼絞線

8、的模鼠（196GPa） 推算，并結合實際測試驗證；3定位測試根據定性測試的結果，對冇缺陷的管 道再利用沖擊回波等效波速法（IEEV）對 管逍灌漿缺陷進行定位測試。IEEV法利用 在波紋管上部激振時，根據彈性波的反射 特性來判斷缺陷的JI體位置。當管道灌漿 存在缺陷時，1）激振的彈性波在缺陷處會產生反 射：2）激振的彈性波從梁底部反射回來所川的時間比灌漿密實的地方 為長，即用梁長得到的等效波速 慢。圖沖擊回波法測試原理4 缺陷類型及規模的識別根據反射信號及等效速度的特點，利 用IEEV法不僅能夠檢測峽陷的位置,還 町以推斷灌漿缺陷的類型（空洞型或松散 型）和規模大小。表2缺陷類樂的區分管道處的反

9、射信號等效波速缺陷定義、類型明顯止常小規模空洞熨缺陷：有小規模空洞、空洞不連續慢大規模空洞型缺陷:有大規模、連續性空洞不明顯止常沒有明顯缺陷慢松散型缺陷：無明顯空洞的材質松散型缺陷對于空洞樂缺陷，山丁水和空氣的進 入，使得鋼絞線容易產生銹蝕，通常需要 對空洞部位加以注漿。另方而，對于松 散型缺陷，盡管英強度較低，但仍具冇 泄的隔水隔氣能力，般不需要匕門的注 漿修補。沖擊回波法的基本概念在90年代即 被提出。我們在此圧礎上，通過改進頻譜 分析方法和增加“等效波速”的判斷技術, 從而大幅捉烏了該方法的測試搟度和應 用范圍。5 結束語1) 在全長波速(FLPV)法中,基準波速 是非常重要的參數。一般來說,基準 波速可取鋼筋混凝土的波速。但是， 在采用特制灌漿料時，如果灌漿料的 波速快于混凝土的波速，則應采用灌 漿料中的波速。而灌漿料的波速則應 通過試塊加以測試。2) 在傳遞函數法中,若鋼絞線未充分張 拉，或者未灌漿部分過長時，英口振 頻率反而可能降低。因此,結合張力 測試是有必要的。3) 灌漿密