1、湖南省長沙高速公路預應力梁鋼絞線孔道壓漿質量檢測實施方案中南大學地球物理勘察新技術研究所湖南致力檢測工程技術有限公司2011年12月湖南省長沙高速公路預應力梁鋼絞線孔道壓漿質量檢測實施方案編制單位：中南大學地球物理勘察新技術研究所 湖南致力檢測工程技術有限公司單位地址：湖南省長沙市岳麓區梅溪湖聯絡村聯 系 人：魯光銀 張升彪聯系電話：魯光銀 張升彪FAX南省長沙高速公路預應力梁鋼絞線孔道壓漿質量檢測實施方案一、 檢測概況、目的在所有施工的預應力梁板中，T粱、空心板、箱梁等構件在鋼絞線張拉完畢后，立即進行孔道壓漿。但由于施工條件與壓漿工藝限制，極易存在空洞等質量隱患

2、，嚴重威脅橋梁運營安全，橋梁的T梁、空心板、箱梁等構件的波紋管注漿密實性好壞對橋梁的耐久性具有重要影響，據統計，由于注漿不密實導致波紋管內鋼絞線銹蝕，預應力提前喪失，可造成橋梁實際壽命縮短至設計壽命的十分之一。混凝土橋梁損傷表現形式多樣，如預應力損失、混凝土破損開裂、鋼筋銹蝕、支座脫空等，這些損傷導致了混凝土橋梁整體剛度和承載力的下降，是引起橋梁病害的重要原因。 為了加強對橋梁施工質量的過程控制，消除施工過程中的質量缺陷，對預應力橋梁的預應力管道（波紋管）的注漿質量檢測，是確保橋梁施工質量達到設計要求和合理受力狀態的一個重要控制環節。預應力橋梁的鋼絞線要充分發揮設計效果，抵消車輛和行人對橋面的

3、壓力，預應力管道的注漿質量效果是最重要因素之一。達到設計要求的注漿質量可以使預應力鋼絞線充分發揮作用；存在注漿質量缺陷時會出現錨頭應力集中和隨時間推移的預應力損失現象，且會改變梁體的設計受力狀態，降低橋的承載力，從而影響橋梁的使用壽命。因此預應力管道的注漿質量檢測是保證橋梁施工質量的重要措施。 為全面了解預應力梁鋼絞線孔道壓漿的質量現狀，受湖南省長沙高速公路建設指揮部和總監辦的委托，我單位（中南大學地球科學與信息物理學院與湖南致力檢測工程技術有限公司共同組成的研究團隊）擬采用綜合地球物理探測技術以及鉆探取芯驗證等方法對其進行試驗檢測，在此基礎上大規模開展檢測工作，為業主綜合評估預應力梁鋼絞線孔

4、道壓漿質量提供參考依據。二、技術標準1、混凝土結構工程施工質量驗收規范（GB50204-2002）2、公路工程質量檢驗評定標準JTG F80/1-20043、超聲法檢測混凝土缺陷技術規程CECS 21:20004、超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程CECE 02:885、無損檢測操作規程ZL JC Q/T 001-20096、混凝土結構后錨固技術規程JGJ145-20047、橋梁設計相關其它規范三、檢測方法檢測工作以地球物理無損檢測為主，配合鉆機取芯驗證工作。主要技術思路如下：采用自行研制的橋梁預應力鋼絞線孔道壓漿質量檢測儀：利用彈性波的傳播機理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預

5、應力鋼絞線的一端輸入彈性波信號，在鋼絞線的另一端接收此彈性信號，根據彈性波的入射信號和傳播輸出信號，再利用彈性波在此預應力鋼絞線不同結構傳播的傳導函數來計算分析橋梁預應力鋼絞線孔道的壓漿質量，同時評價壓漿飽滿度；采用聲波CT成像方法對檢測區梁體波紋管區域壓漿質量進行評測，劃分出異常聲速區，同時評估混凝土強度、密實度等影響程度；使用SIR系列雷（達配置特制專用1.6G高頻天線）對波紋管區域進行掃描檢測，查明壓漿密實情況及空洞范圍。對存在缺陷部位，采用美國紹爾巖芯鉆機進行鉆孔取芯（鉆孔外徑：20mm，對預應力梁結構基本無影響）驗證檢測試驗結果。1、波導檢測技術儀器設備：自行研制橋梁預應力鋼絞線孔道

6、壓漿質量檢測儀方法原理：自行研制橋梁預應力鋼絞線孔道壓漿質量檢測儀由采集儀、發射震源、檢波器和分析處理軟件組成。發射震源產生的彈性波，沿著鋼絞線傳播并向鋼絞線周圍輻射能量，檢波器檢測到反射回波，并由檢測儀對信號進行分析與存儲。反射信號的能量強度和到達時間取決于鋼絞線周圍或端部的灌漿狀況。通過對信號進行處理和分析，可以確定鋼絞線壓漿的整體質量。圖1 孔道壓漿質量檢測工作示意圖檢測方法：利用彈性波的傳播機理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預應力鋼絞線的一端輸入彈性波信號，在鋼絞線的另一端接收此彈性信號，根據彈性波的入射信號和傳播輸出信號，再利用彈性波在此預應力鋼絞線不同結構傳播的傳導函

7、數來計算分析橋梁預應力鋼絞線的壓漿質量，同時評價壓漿飽滿度。具體現場檢測實施過程：d. 檢測時在同樣耦合條件下，敲擊3次，以保證檢測結果可重復性；2、聲波CT成像技術 儀器設備：48道聲波檢測儀方法原理：根據彈性波的運動學和動力學特征，彈性波層析成像方法可以分為兩大類：一是以運動特征為基礎的射線層析成像；二是以動力學特征為基礎的波動方程層析成像。作為反演聲波穿透的射線層析成象，其基本思想是根據聲波的射線幾何運動學原理，將聲波從發射點到接收點的旅行時間表達成探測區域介質速度參數的線積分，然后通過沿線積分路徑進行反投影來重建介質速度參數的分布圖像。混凝土聲波CT無損檢測，就是根據聲波射線的幾何運動

8、學原理，利用最先進的聲波發射、接收系統，在被檢測塊體的一端發射，在另一端接收，用聲波掃描被檢測體，然后利用計算機反演成像技術，呈現被檢測體各微小單元范圍內的混凝土聲波速度，進而對被檢測體做出質量評價。檢測方法：在檢測過程中，在梁體波紋管區域做沿梁橫斷面的CT成像剖面，布設檢波器（接受系統），在對應砼的對穿面布設激發點（發射系統），形成穿透底板的聲波掃描射線。沿梁橫斷面方向的CT剖面的單元劃分1cm×1cm （砼厚度方向），并對預應力注漿孔道進行專門成像處理，評價其壓漿質量。 圖2 聲波CT成像技術示意圖3、地質雷達檢測技術儀器設備：美國SIR3000地質雷達（并配置特制專用的1.6G

9、Hz天線）。圖3 地質雷達工作原理示意圖工作原理：地質雷達利用主頻為數十兆赫（MHz）至千兆赫波段的電磁波，以寬頻帶短脈沖形式，由地面通過天線發射器（T）發送至被檢測體，該脈沖在檢測體中傳播時，若遇到介質界面、目的體或局部介質不均勻體，探測脈沖能量便被部分反射或散射回探測面，為雷達天線接收器（R）接收，從而獲得被測目標的各種有用信息。檢測方法：參照設計圖預應力鋼絞線在預應力梁體內的分布情況，根據由自行研制橋梁預應力鋼絞線孔道壓漿質量檢測儀檢測結果分析后，對存在缺陷的預應力梁板區域內縱橫方向間距均為0.1m布設雷達測線，通過檢測劃定砼缺陷的范圍，同時對預應力孔道的位置進行檢測。4、鉆孔取芯儀器設

10、備：美國紹爾巖芯鉆機（取芯直徑20mm）檢測方法：對上述檢測結果存在缺陷部位采用取芯鉆機進行鉆探取芯驗證。四、檢測步驟分兩步開展工作。第一步：根據施工進度，統計自施工日期起已完成梁板數量及未完成待檢數量，選擇投入該檢測項目的合理人員、儀器設備，做好檢測前準備工作；第二步：根據不同波紋管類型，采用合適的檢測試驗方法對長沙高速全線預應力梁進行系統的檢測工作，并現場開孔驗證，促進施工單位嚴格按規范壓漿，不斷提升壓漿質量。為了能及時完成本次檢測工作，我方希望委托方能夠將部分準備工作提前安排，具體如下：1、派遣開展檢測工作人員，通知相關單位做好準備工作；2、事先標好相關預應力束管道在預應力梁中相應位置；3、為減少不必要的干擾，取得良好的檢測效果，在檢測時需停止施工，減少噪聲干擾，并請派人現場配合。五、報告提交時間在檢測外業完成后十天內提交正式檢測成果。六、費用核算本項目費用核算依據國家計委和建設部發布并于2002年3月1日正式執行的工程勘察設計收費標準的相關條款，同時結合市場情況及現場作