1、ICS 93.040P 28DB36江西省地方標準DB36/T 11972019橋梁預應力孔道壓漿密實度檢測規程Procedure for evaluating compaction density of prestressed tunnel grouting of bridges2019 - 12 - 27 發布2020 - 06 - 01 實施江西省市場監督管理局發 布DB36/T 11972019DB36/T 11972019I II 前言本標準根據GB/T 1.12009給出的規則起草。 本標準由江西省交通運輸廳提出并歸口。本標準起草單位：江西省交通建設工程質量監督管理局、江西交通職業

2、技術學院、江西交苑公路工程試驗檢測中心、江西省交通工程質量監督站試驗檢測中心、撫州市起點實業有限公司。本標準主要起草人：彭東領、王立軍、朱木鋒、鄧超、李強、宋金博、譚顯峰、溫永華、唐錢龍、丁海萍、趙大偉、劉吉睿、徐小信、謝理巍、魏子亮。引 言為了加強預應力混凝土橋梁結構質量控制，規范橋梁預應力孔道壓漿質量檢測評定，特制定本規程。對預應力混凝土梁進行預應力孔道壓漿密實度檢測評定時，除應遵照本規程規定外，尚應符合國家和行業現行相關標準及規范的規定。 DB36/T 11972019DB36/T 11972019 PAGE 9 PAGE 8 橋梁預應力孔道壓漿密實度檢測規程范圍本標準規定了橋梁預應力孔

3、道壓漿密實度檢測的范圍、規范性引用文件、術語、符號、基本要求、檢測工作流程和方法、質量評定、缺陷驗證等。 本標準適用于公路橋梁預應力孔道壓漿密實性的檢測評定，其他行業的橋梁預應力孔道壓漿施工質量檢測評定可參照本標準執行。 規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GJB 1805 數據采集設備通用規范JB/T 6822 壓電式加速度傳感器JJG 338 電荷放大器 JGJ/T 411-2017 沖擊回波法檢測混凝土缺陷技術規程 術語與定義下列術語和定義適用于本文件

4、。 3.1 沖擊彈性波 impact elastic wave沖擊作用下的質點以波動形式傳播在彈性范圍內產生的運動，亦稱應力波。3.2 壓漿密實度 the duct grouting compactness固化填充粘結物（如砂漿等）在有粘結預應力孔道中的密實程度。3.3定性檢測 qualitative detecting通過對梁體兩端外露的預應力筋進行激振和拾振，分別記錄預應力梁兩端的檢測數據，進而對整個孔道的壓漿密實度加以分析判斷的檢測方法。 3.4定位檢測 positioning detecting沿預應力孔道位置的走向按一定間距逐點激振和接收信號，基于壓漿缺陷部位對彈性波傳播和反射特性的

5、影響，通過測試其反射規律的變化，進而對所測位置壓漿質量及其缺陷范圍進行分析判斷的檢測方法。 3.5全長衰減法（FLEA）full length energy attenuation method根據彈性波在壓漿孔道中傳播的能量比定性判斷孔道壓漿有無缺陷的分析方法。 3.6全長波速法（FLPV）full length P-wave velocity method根據彈性波在壓漿孔道中的傳播的速度定性判斷孔道壓漿有無缺陷的分析方法。 3.7傳遞函數法（PFTF）P-wave frequency transform functions method根據彈性波在壓漿孔道中的傳播的頻率變化定性判斷孔道兩

6、端有無缺陷的分析方法。 3.8綜合壓漿指數 integrated filling index基于全長波速法、全長衰減法、傳遞函數法三種分析方法得到的壓漿密實度的定性綜合指標。 3.9壓漿密實度指數 compactness index孔道壓漿密實長度與孔道總長度的比值，分為檢測區段壓漿密實度指數和全孔道修正壓漿密實度指數。 3.10沖擊回波法（IE）impact echo method通過沖擊方式產生瞬態沖擊彈性波并接收沖擊彈性波信號，通過分析沖擊彈性波及其回波的波速、波形和主頻頻率等參數的變化，判斷混凝土結構的厚度或內部缺陷的方法。JGJ/T 411-2017，定義2.1.1 3.11沖擊回波

7、等效波速法（IEEV）impact echo equivalent velocity method根據沖擊彈性波信號繞射和反射特性判斷孔道壓漿缺陷位置的一種分析方法。 3.12共振偏移法（IERS）impact echo resonance shift method根據沖擊彈性波信號在孔道檢測面正上方檢測的自振周期與壓漿密實位置或附近混凝土檢測的自振周期的差異性來判斷孔道壓漿缺陷位置的一種分析方法。 符號下列符號適用本文件：-為壓漿密實度指數，在孔道長度中，壓漿密實部分所占的比例； e-為檢測孔道的局部時，修正壓漿密實度指數； k-為當該孔道各檢測區段中，壓漿質量較好的連續區段的壓漿密實度；

8、N-為定位檢測的點數； NJ-代表健全測點數； Nx-代表小規模缺陷測點數； ND-代表大規模缺陷測點數； -為測點的壓漿狀態； Ld-為檢測區段長度； L0-是孔道長度基準值（一般取10m）； L-為孔道全長； If-定性檢測綜合壓漿指數； IEA-為根據FLEA法得到的分項壓漿指數； IPV-為根據FLPV法得到的分項壓漿指數； ITF-為根據PFTF法得到的分項壓漿指數； rsA 、A -分別是接收端和激振端信號的振幅（m/s2）； Fr、Fs-分別是接收端和激振端信號的卓越頻率（KHz）；基本要求一般規定公路橋梁預應力孔道壓漿施工應做好質量控制工作。施工單位應按本規程對壓漿密實度進行自

9、檢，監理單位或建設單位應按本文件 5.6 的規定進行抽檢。 檢測過程中需記錄測試對象編號、孔道編號、錨頭編號等能說明測試對象準確位置的信息。 檢測設備檢測設備應適合于沖擊彈性波信號采集與分析，主要包括激振裝置、傳感器、耦合裝置、采集系統、顯示系統、數據分析系統等。檢測設備計量性能應符合以下要求：標定幅值誤差應在5%范圍之內； 電信號測量誤差應在1.0%范圍之內。 檢測設備硬件性能應符合以下要求：數模轉換（A/D）卡通道應不少于 2 個，采樣分辨率應不低于 16bit，最大采樣頻率應不小于500kHz，符合 GJB 1805 的規定。 傳感器應采用壓電式加速度傳感器，頻響范圍應為 0.1kHz2

10、0kHz，符合 JB/T 6822 的規定。 放大器應采用電荷放大器，最大增益倍率宜不小于 40Bd，且增益倍率可調，符合 JJG 338 的規定。 檢測設備軟件性能應符合以下要求：應適用于 2 個以上通道數據采集，具有自檢和預觸發功能； 應具有濾波降噪功能，頻響補償功能，以及 FFT、MEM 頻譜分析功能。 傳感器安裝檢測時應保證傳感器與被測體緊密耦合，且接觸面無浮漿、灰塵等異物。定性檢測時傳感器宜采用磁性卡座或機械裝置與最上端的鋼絞線耦合，并保證傳感器軸線與鋼絞線軸線平行。定位檢測時傳感器應采用支座與檢測對象表面耦合，支座應具有增加阻尼和控制按壓力度的功能。激振方式定性檢測宜采用激振錐等能

11、夠激發長波長彈性波的激振方式。定位檢測應根據檢測對象的壁厚差異，按表1選取不同尺寸的激振錘進行激振；對測試結果不明確時，宜換次選激振錘進行重新測試，再分析。表 1 定位檢測激振錘的選取依據對象壁厚 20cm 20cm, 40cm 40cm, 60cm 首選激振錘 D10 D17 D17 D30 次選激振錘 D6、D17 D10 D30 D50 適用條件壓漿材料的強度應達到 70%以上方可進行密實度檢測。 定性檢測適用于兩端鋼絞線露出，長度不大于 60m 的預應力壓漿孔道質量普查，否則應采用定位檢測法對孔道分段進行檢測。 定位檢測適用于檢測管道壓漿缺陷的有無及其位置，以及沿測線方向缺陷的范圍大小

12、、缺陷類型。測試對象的厚度不大于 60cm，且底端反射明顯，適用沖擊回波等效波速法（IEEV）分析；測試對象厚度大于 60cm，或底端反射不明顯，或測試方向存在多排孔道時，適用共振偏移法（IERS 法）分析。 定位檢測適用于位置明確的預應力壓漿孔道質量檢測，且一般有如下適用條件，d 為孔道直徑， T 為埋置深度： 當 0.3d/T1.5 時，且屬于單排預應力孔道，能檢測出沿測線方向缺陷的范圍大小及類型； 當 d/T1.5 時，或者 0.3d/T1.5 屬于多排（2 根管及以上）預應力孔道的，僅能檢測出距離測試面最近的孔道是否存在缺陷； 當 d/T0.3 時，能檢測出沿測線方向缺陷的范圍大小，難

13、以確定缺陷類型。 檢測頻率對預制梁（板）橋，每座橋抽檢橋跨數不少于總橋跨數的20%且不少于1跨。每跨抽檢梁（板） 數不得少于該跨梁（板）總數的20%，抽檢到的梁板應對全數孔道進行定性檢測。對現澆梁（板）橋，每座橋抽檢預應力孔道數不少于總孔道數的20%且不少于20個孔道，當孔道總數不足20時，應全數檢測。對各種梁型，改變了施工工藝或壓漿材料，應對最初施工的3片預制梁或第1跨現澆梁前10個孔道進行檢測。 對綜合壓漿指數不合格的孔道應進行定位檢測，定位檢測長度不小于3m。 抽檢到的梁板或孔道無法進行定性檢測時應采用定位檢測，滿足定位檢測條件的孔道測試長度應不小于3m。 根據批次檢測對象的孔道數量計算

14、，若檢測對象中有超過15%不合格時，應將定位檢測的數量增加1倍。抽樣要求對梁體預應力孔道進行定位檢測時，應優先選擇孔道位置相對較高的錨頭兩端、負彎矩區、起彎點等位置進行檢測。 對需要排查壓漿施工事故的梁體、孔道，應逐一檢測。 檢測工作流程和方法檢測流程壓漿密實度檢測工作應按如下圖 1 的流程進行。 圖1 壓漿密實度檢測流程檢測前準備工作如下：調查工程現場，收集工程設計圖紙、壓漿資料、施工記錄等，了解預應力孔道位置走向、壓漿工藝及壓漿過程中出現的異常情況等； 對于定性檢測，應將預應力孔道兩端封錨砂漿鑿除，并將錨具與露出的預應力鋼束清潔干凈， 使之能夠通過強力磁座與傳感器牢固粘結耦合； 對于定位檢

15、測，應依據設計圖紙、施工記錄，描繪出被測預應力孔道走向及測點位置，并使測試區域及反射面內的混凝土表面平整、光潔。 檢測方法定性檢測定性檢測應按示意圖 2 進行的現場布置。圖2 壓漿密實度定性檢測示意圖元件：S0、S1加速度傳感器； A0、A1電荷放大器； Ch0、Ch1數據通道。定性檢測的按以下步驟進行操作：按圖 2 連接檢測系統，按 5.3 的要求安裝傳感器，設置、標定試驗參數，確認系統運行正常； 在管道的一端用激振錐激振，應使激振方向與預應力鋼束走向平行，記錄測試數據； 調整設備參數，在管道另一端激振并記錄數據； 操作人員檢查數據文件，確認數據完整、無異常情況后結束測試； 每片梁（板）檢測

16、后，均應在其無預應力孔道的區域對波速進行標定，應取三次測量的平均值作為標定結果。 定位檢測定位檢測應按示意圖 3 進行的現場布置。圖3 壓漿密實度定位測試示意圖元件： S加速度傳感器； A電荷放大器。定位檢測按以下步驟進行操作：按圖 3 連接檢測系統，設置、標定試驗參數，確認系統運行正常； 根據設計值標注出孔道位置，以孔道中心線為測線，測點間隔可根據精度要求確定，一般選擇10cm20cm 為測點間隔； 按一定的方向對每個測點進行測試，測試時按 5.3 條的要求將傳感器和測試面耦合在一起； 激振點距離傳感器宜為 5mm25mm，激振方向應與構件表面垂直； 將一條測線的全部測點逐一采集、保存數據后

17、，操作人員檢查數據文件，在確認數據完整、無異常情況后結束測試； 在每一片梁（板）檢測后，均應在其無預應力孔道的區域（宜選在兩個孔道之間）進行線性標定，確定混凝土底部回波時間，應取三次測量的平均值作為標定結果。 壓漿質量評價定性檢測評價采用綜合壓漿指數 If 作為定性檢測的評定指標，當壓漿飽滿時，If =1，而完全未灌時，If =0。 當測試條件不利激振時，測試頻率異常，宜采用 FLEA、FLPV 兩個分項計算綜合壓漿指數，計算方式見公式（1）。 I f = (I I)(1) 1/ 2EAPV式中： If綜合壓漿指數；IEA根據 FLEA 法得到的分項壓漿指數；IPV根據 FLPV 法得到的分項

18、壓漿指數。當測試條件，測試頻率正常，應采用FLEA、FLPV、PFTF 三個分項計算綜合壓漿指數，計算方式見公式（2）。(2)式中：If綜合壓漿指數；IEA根據 FLEA 法得到的分項壓漿指數； IPV根據 FLPV 法得到的分項壓漿指數； ITF根據PFTF 法得到的分項壓漿指數。各分項壓漿指數可見表 2 線性插值。表 2 壓漿指數的基準值方法 項目 全壓漿時值 無壓漿時值 IPV全長波速法 波速（km/s） 混凝土實測波速(注1) 5.01(注4) IEA全長衰減法 能量比X (注2) 0.02 0.20 ITF傳遞函數法 頻率比（Fr/Fs）（注3） 1.00 3.00 激振頻率Fs（K

19、Hz） 2.0 4.0 注1：梁不同部位的混凝土的 P 波波速有一定的不同； 注2：能量比 X 可按下公式（3）計算。 注3：Fr、Fs 分別是接收端和激振端信號的卓越頻率（KHz）。 注4：根據鋼絞線的模量（196GPa）推算，并結合實際測試驗證。 （3）式中：X能量比；Ar接收端信號的振幅（m/s2）；（核實是否正確） As激振端信號的振幅（m/s2）；L孔道全長；L0孔道長度基準值（一般可 10m）。定位檢測評價壓漿缺陷類型預應力壓漿缺陷分為大規模缺陷和小規模缺陷，可以根據 IEEV 法的底部反射波速以及波紋管壁反射（IE）信號進行缺陷分級，具體見表3。 表 3 缺陷分級管道類型 測試方

20、向 等效波速 管壁反射 缺陷長度 壓漿狀態 金屬 側向 降低5% - 0m 良好 降低 5%10% 0.4m 小規模缺陷 降低10% - 大規模缺陷 上下 降低10% 0m 良好 降低 10%15% 0.4m 小規模缺陷 降低15% 0.4m 大規模缺陷 塑料 PVC 側向 降低5% 無明顯反射 0m 良好 降低 5%10% 無明顯反射 0.4m 小規模缺陷 有一定反射 - 大規模缺陷 降低10% - - 大規模缺陷 上下 降低10% 無明顯反射 0m 良好 降低 1015% 無明顯反射 0.4m 小規模缺陷 降低15% 0.4m 大規模缺陷 降低15% 有一定反射 - 大規模缺陷 測試區間的

21、壓漿質量測試區間采用壓漿密實度指數D作為定位檢測的評定指標，計算方式見公式（4）或公式（5）： （4）式中：D 壓漿密實度指數；N總測點數；i測點的壓漿狀態，即良好：1，小規模：0.5，大規模：0。（5）式中：D 壓漿密實度指數；N總測點數，有 N= NJ + NX + ND 。NJ 健 全 測 點 數 ； NX小規模缺陷測點數； DB36/T 11972019DB36/T 11972019 PAGE 30 PAGE 31 ND大規模缺陷測點數。全孔道的壓漿質量當定位檢測僅為孔道的局部時，用修正壓漿密實度指數 De 來判定孔道的壓漿質量，計算方式見公式（6）。式中： D = DLd + DK

22、(L Ld )eL (6) De修正壓漿密實度指數； D檢測區段的壓漿密實度指數； Ld檢測區段長度；L孔道全長；DK當該孔道各檢測區段中，壓漿質量較好的連續區段的壓漿密實度指數。該連續區段的長度取檢測區段的 1/2。評價標準由定性檢測確定的綜合壓漿指數 If 及由定位檢測確定的壓漿密實度 De，其壓漿質量評價采用表 4所示方法。 表 4 壓漿質量評價標準一覽表評價方法 評價參數 評價結果 說明 綜合壓漿指數If 0.95 I 類（優） /綜合壓漿指數 If0.8，0.95 類（良） 重點部位應定位復檢 0.80 類（不合格） 應定位復檢 壓漿密實度 De0.95 I 類（優） /0.90，0

23、.95 類（良） /0.90 類（不合格） 應復檢，復檢仍不合格，應進行局部處理 壓漿缺陷驗證當檢測方和被檢方對測試結果出現爭議時，應對檢測存在疑問區域進行開孔驗證，當驗證結果與檢測結果不相符時，應分析原因，并對同批次同類型孔道的檢測數據進行重新分析和判定，或進行復測。 檢測結果驗證按如下要求進行： 每個爭議點鉆孔數量宜不少于 3 個； 鉆孔口徑不宜小于 10mm； 鉆孔的位置應盡量位于管道的上部，且注意避開鋼筋、鋼絞線； 宜從上向下鉆孔； 鉆孔后宜采用內窺鏡觀察，可輔以掛鉤法、穿絲法。 橋梁預應力孔道壓漿密實度檢測規程條文說明1 范 圍本規程適用于橋梁預應力孔道壓漿密實性的基于沖擊彈性波法的

24、檢測。其中橋梁類型包括梁場預制的預應力混凝土梁（板）橋和現澆的預應力混凝土梁橋；孔道材質包括塑料波紋管及金屬波紋管， 孔道形狀包括圓形和扁形，孔道方向包括縱向、橫向和豎向。其它鐵路橋梁、市政橋梁等預應力構件孔道壓漿密實性的檢測可參照使用。3 術語和定義本章節將規程中列出的專業術語進行了詳細描述，對參數計算過程中出現的符號做了規定。基本要求一般規定為了加強施工質量管理，本規程對各參建單位的抽樣檢測進行了規定。施工單位按本規程規定適當提高比例進行自檢，監理單位全程進行見證檢測，必要時監理單位也可以開展平行檢測工作。建設單位根據實際情況，委托第三方檢測按規定進行檢測。為了檢測數據追蹤準確，對檢測過程

25、中須記錄的信息也做了規定。檢測設備根據測試對象結構尺寸范圍、測試信號頻率范圍、測試結果精度要求，為達到最好的測試效果， 對壓漿密實度檢測的儀器設備做了技術要求，不僅包括硬件性能參數還包括了軟件分析方法等相關技術指標。檢測設備硬件性能要求分別對數據采集和傳輸部件做了要求，根據 GB/T 15406土工儀器基本參數及通用技術條件要求和檢測工作特點進行規定。對于傳感器由于測試對象的梁板較薄，且需要在頻域進行分析，因此傳感器的頻譜特性很重要。考慮到電荷式加速度傳感器具有體積小頻響范圍寬等特點，因此可優先采用。對于放大器，其應與所選擇的傳感器參數匹配，且滿足測試需求，檢測系統的增益倍率要適合長度為60m

26、 以內的預應力孔道壓漿密實度的定性檢測，接收端信號的 S/N 比應大于 10。檢測設備軟件性能要求正文中對系統軟件性能的要求都是必須滿足的。規程中對頻譜分析提出了兩種方法，FFT（快速傅立葉變換，Fast Fourier Transform）及 MEM（最大熵法，Maximum Entropy Method）。目前，在工程領域中最常用的頻譜分析方法是 FFT，然而FFT 在定位檢測的IEEV 法的分析時面臨以下的困難：主要是分辨率不足的問題。 FFT 分解時的頻率為：fk =k Nt其中， N 為采樣個數， t 為采樣間隔。考慮到缺陷檢測的圖形往往采用時間軸表示（以便與厚度對應），因此在 k

27、和 k+1 時刻的時間分辨率Tk 為：Tk= Tk Tk +1 =Ntk (k + 1)可以看出，采樣時間（間隔采樣數）以及次數決定了檢測的分辨率。當然，采樣時間越長、壁厚越厚（k 越小）， Tk 值越大，檢測的分辨率也就越低。另一方面，由于 FFT 適合于類正弦波的連續分析，而對于反射次數的分析并不擅長。MEM 法是一種高分辨力的頻譜分析方法，該方法在 1967 年被J.P.Burg 提出，從此在各種領域取得了重要的成果。與FFT 分析法相比，MEM 具有以下幾方面的特征。頻譜分辨率非常高；適用于非sin/cos 類信號；最大熵譜估計的分辨率與序列長度 N2 成反比，序列長度越長，分辨率越高

28、。相比之下，傳統譜（FFT）估計的分辨率與觀察時間（序列長度N）成反比；解決了旁瓣泄漏問題。但是，MEM 分析法也有不少缺點,如果使用不當，會得出錯誤的結果。因此，使用 MEM 法分析數據時，需要注意以下幾點：MEM 是非線性分析方法。即兩套數據迭加起來進行 MEM 分析的結果，與分別進行 MEM 分析后的結果疊加不一樣的。此外，對測試數據進行BPF/HPF/LPF（帶寬濾波、高通濾波、低通濾波）后， 產生偽頻譜的危險性會大大增加；MEM 分析中，對頻譜的位置的分辨率很高，但對其振幅（高度）的分辨精度則無法保證。特別是當測試點數較少時，這種誤差更加明顯；對信噪比非常敏感。在低信噪比情況下，分辨

29、率較差。因此，進行必要的預處理是有意義的。而這又提高了產生偽頻的危險。可采用變頻（改變激振錘）、改變 MEM 分析模式（如采用增加穩定性模式）、利用 FFT 驗算、及利用梁底反射波速（等效波速法）進行校核等方法來綜合判定。通過 FFT 和 MEM 的分析結果的比較，發現 MEM 法具有明顯的優越性。傳感器安裝測試系統的頻響范圍不僅取決于傳感器的頻響范圍，而且與傳感器的固定方法有密切的關系。圖 5-1 是自振頻率在 30KHz 附近的傳感器在不同的固定方式下測得的頻響范圍。圖 5-1 不同固定方法對頻響曲線的影響上圖所示，采用人工或機械方式將傳感器壓在測試對象表面（壓著式）的方法，測試效率最高，

30、因此，本規程采用壓著式作為傳感器的固定方式。底部反射：0.076ms為了達到即快速又可靠的測試，需要傳感器既要牢固的與梁體表面接觸，又能夠方便移動。為此，我們利用一標準試塊，對如下幾種壓著式的測試結果進行了比較，由上至下分別是： 1）專用支座套；2）手按力度小；3）手按力度大；4）熱熔膠。圖 5-2 測 試 結 果 （MEM， 左 ：D6 錘 標 準 模 式 ，右 ：D10 錘 標 準 模 式 ）測試結果表明：手按力度較小時對測試信號影響較小，也可得到滿意的測試效果；按壓力度過大時頻階雜亂，說明手按力度對測試信號的影響較大；熱熔膠固定有附加模態，測試結果與熱熔膠的厚度、溫度等有關；專用支座套能

31、提供穩定可靠地耦合力度和阻尼，使得測試信號更為穩定。另外一方面，可以通過合理的阻尼設計，提高傳感系統的頻響特性。為保證測試結果的可靠性， 在有條件時宜利用混凝土標準試塊對耦合方式進行檢驗。激振方式定性檢測時由于傳播的距離長，信號衰減大，需要激發長波長、高能量信號。因此，應采用本身質量大、碰撞面曲率半徑小的激振裝置，激振錐是比較適當的。定位檢測時需要激發適合的波長。因此，根據測試壁厚，采用不同直徑的激振錘是適當的。事實上， 選取的激振錘對壓漿密實度檢測精度和分辨力有很大的影響。激振錘激振得到的彈性波具有自振周期，該自振周期與彈性波速的乘積的一半，即為對應于自振周期的壁厚（以下簡稱“對應壁厚”）。

32、對于 C50 的預 應力混凝土梁，各激振錘得到的彈性波自振周期及對應壁厚約為下表所示：表 5-1典 型 條 件 下 對 應 壁 厚激振錘 D6 D10 D17 D22 D30 D50 自振周期（ms）0.021 0.034 0.058 0.076 0.103 0.172 對應壁厚（m） 0.043 0.069 0.118 0.154 0.210 0.351 根據實際壁厚與對應壁厚的關系，可以分為以下 3 種情形：當實際梁厚大于上表中的對應壁厚時，理論上在頻譜圖上就會出現兩條線：圖 5- 4 自振周期的影響當實際梁厚接近表中的對應壁厚時，其自振信號與梁底反射信號會形成共振（也被稱為“ 縱波共振”

33、），此時在頻譜上僅出現一個對應的峰值。該峰值可能偏向梁底反射時間，也可能偏向自振周期。當實際梁厚小于表中的對應壁厚時，其自振信號與梁底反射信號可能形成反向疊加，從而削弱梁底的反射。因此，在通常情況下，選取激振錘使其對應壁厚小于實際梁厚是必要的。同時，當對應壁厚與波紋管中心位置接近時，容易引起誤判。因此，應根據測試對象的壁厚，合理選取相應規格的激振錘，當對測試結果有疑慮時，換次選激振錘再次測試。適用條件壓漿材料齡期對其固化程度有很大的影響。當壓漿料固化程度不足時，其在檢測時的表象就類似于壓漿缺陷。因此，從理論上講，應當在壓漿料的剛性接近乃至超過構件混凝土的剛性時進行檢測。但這樣所需的齡期往往很長

34、，為檢測、施工作業帶來不便。為此，本規程在檢測總結經驗的基礎上，借鑒了相關規程（表 5-2 所示）對齡期的要求：表 5- 2 不同檢測規程對齡期的要求發布機關 標準號 名稱 齡期要求 國家能源局 DL/T 5424-2009 水電水利工程錨桿無損檢測規程 3 天以上 住建部 JGJ/T 182-2009 錨桿錨固質量無損檢測技術規程 7 天以上 壓漿料的固化受溫度影響很大，在檢測時根據天氣條件應適當增加齡期，以保證壓漿材料的強度至少達到混凝土強度的70%以上。否則壓漿材料尚未充分硬化，其反應則類似缺陷，容易引起誤判。定性檢測的測試方法：利用露出的錨索，在一端激發信號，另一端接收信號。通過分析在

35、傳播過程中信號的能量、頻率、波速等參數的變化，從而定性地判斷該孔道壓漿質量的優劣。該方法測試效率高，但測試精度和對缺陷的分辨力較差，因此一般適用于對漏灌、管道堵塞等壓漿事故的檢測。目前定性檢測的分析方法有三種，但測試過程均相同：1）全長衰減法（FLEA）；2）全長波速法（FLPV）；3）傳遞函數法（PFTF）。各分析方法的原理及特點見 7.1 條。梁的長度對檢測精度有一定的影響。一般來說，梁長在60m 內時，定性檢測非常適用，但長度過長時， 由于能量衰減過快，接收到的信號受噪音影響較大，因而超過此長度后，定性檢測的精度會大幅降低，另外頻率法測試受測試條件和人為影響較大，但頻率明顯異常時，頻率算

36、得的壓漿指數不宜作為獲取綜合壓漿指數的參數。當定性檢測完全無法使用時，采用定位檢測，定位檢測一般選取高的位置作為定位檢測，由于孔道往往較長，因此需要分段進行檢測，檢測段長度間于 1m5m 為宜,5.5.4 定位檢測的測試方法：沿孔道軸線的位置，以掃描的形式逐點進行激振和接收信號。通過分析激振信號從波紋管以及對面梁側反射信號的有無、強弱、傳播時間等特性，來判斷測試點下方波紋管內缺陷的有無及形態。該方法檢測精度高、分辨力強，適用范圍較廣，目前使用最多。但該方法耗時較長，且受波紋管位置影響較大。目前分析方法有三種：1）改進沖擊回波法（IE），通過改進頻譜分析方法，提高了分辨力；2）沖擊回波等效波速法

37、（IEEV）；3）沖擊回波共振偏移法（IERS）；各分析方法的原理及特點詳見 7.2 條。定位檢測的主要影響因素如下：梁、板的厚度板的厚度對定性測試各方法的影響相對較小，而對定位測試的 IEEV 法則有較大的影響。一般來說，當管徑相同時，板厚越薄，IEEV 法的測試精度越高。基于目前的定位檢測的技術水平，在采用 D50 激振錘激振時，IEEV 法一般要求梁、板的厚度不超過 0.6m。 而 IERS 法則要求管道最大埋深不超過 0.6m。管道的排列和位置管道的排列對定性測試各方法的影響相對較小，而對定位測試的 IEEV 法則有較大的影響。當有雙排管道時，盡可能從兩個側面用 IEEV 法測試。對角

38、落邊界條件比較復雜的管道需要加密測點。有馬蹄形擴幅的 T 梁腹板孔道，往往需要從下部測試。混凝土澆筑質量和鋼筋混凝土澆筑質量對檢測的結果影響不大，但當混凝土存在澆筑缺陷、明顯不均勻時，也會對檢測結果造成不利影響。一般來說，鋼筋的影響不大，但在管道和測試面之間有鋼板等異性構件時，也會產生相應的影響。管道材質的影響對金屬波紋管，由于缺陷的反射與金屬的反射互為逆向，有相互抵消的現象，因此，一定要結合等效波速法（IEEV）加以綜合判斷。以下是針對不同結構匯總的的適用方法及檢測效果表 5-3 不同結構適用的分析方法參照表常見結構類型 適用結構 適用分析方法 檢測效果 箱梁腹板、T 梁腹板或者其他單排波紋

39、管結構 IEEV/IE/IER S可檢測出缺陷的 大致類型、尺寸 單排結構的負彎矩，連續梁頂板等單排結構 IEEV/IE/IER S可檢測出缺陷的 大致類型、尺寸 箱梁頂板拐角 處、空心板、單箱多室橫隔板位置等其他類似結構 IE/IERS可檢測出該處是否存在缺陷 T 梁馬蹄部位、連續梁腹板、底板等結構 IE/IERS可檢測出該處是否存在缺陷 箱梁底部拐角或者其他類似結構 IE/IERS可檢測出該處是否存在缺陷 T 梁孔道在腹板與馬蹄之間的結構或者其他類似結構， 側面無激振面，盡可能從下部激振 IE/IERS可檢測出該處是否存在缺陷 T 梁進入馬蹄部位或者其他類似結構 IE/IERS可檢測出該處

40、是否存在缺陷 多排類型波紋管的板式結構，其中部孔道為測試盲區無法進行定位測試， 有條件可考慮定性檢測 IE/IERS可檢測出該處是否存在缺陷(中部孔道為測試盲區)綜上所述，定性檢測效率高，但測試精度和對缺陷的分辨力相對較差；而定位檢測測試效率相對較低， 但其測試精度高、分辨力強，適用范圍較廣，能夠準確定位并一定程度量化缺陷大小。因此，根據檢測目的，可以選擇一種檢測方法，也可以兩種方法配合使用，達到效率與精度的平衡。但總體而言， 在條件許可時，推薦優先采用定位檢測。檢測頻率參照已頒布的福建地方規程、山西地方規程等，以及國內其他省市執行抽檢情況，綜合我省地方實際情況考慮對檢測比例進行了規定。施工單

41、位自檢頻率可在此基礎上適當提高，對孔道壓漿質量進行過程中控制。抽樣要求根據實踐經驗和研究成果，發現影響壓漿密實度的主要因素在于：壓漿料：壓漿料的優劣對于壓漿密實度的影響最大；孔道位置：由于泌水、氣泡聚集是造成壓漿缺陷的直接原因。而無論是泌水還是氣泡， 均輕于固體化壓漿料。因此，泌水、氣泡容易聚集于管道的拐點和上部；壓漿工藝：壓漿工藝對壓漿質量的影響也不容忽視，先進的壓漿工藝如真空壓漿、智能壓漿等有助于提高壓漿質量。但需要指出的是，僅靠壓漿工藝并不能保證壓漿一定密實。因此，抽樣方式及測試位置主要考慮了泌水和氣泡的影響。在進、出漿口；彎曲孔道的起彎點； 反彎點頂部；平直孔道的各個位置均容易出現壓漿

42、缺陷。一般定位檢測的測點間距按 10cm20cm 布置。檢測工作流程和方法在現場檢測中，只要條件允許，應盡量采用定位檢測的方法。當定性檢測發現有問題或疑問時，應進行定位檢測和驗證。檢測前準備工作鋼絞線端頭清理包括長度及其清潔度的清理，鋼絞線端頭長度應控制在 35cm，太短傳感器無法安裝，太長影響激勵信號。清潔度應該有利于傳感器的安裝，基本要求鋼絞線上無覆漿。定位檢測采用頻域分析，所需的數據時長較長。因此，如果測試表面形狀不規則、不平整時， 周圍邊界的反射信號就可能會對測試結果產生不利影響。檢測方法定性檢測傳感器安裝應保持對稱，盡量使傳感器安裝在同一根鋼絞線上，傳感器應接近錨頭但不與錨頭或夾片接

43、觸。另外，傳感器應安裝在鋼絞線的上沿。在施工時如果鋼絞線發生扭轉，測試的鋼絞線可能不是同一根鋼絞線，會造成一定的測試誤差。但由于激振產生的彈性波信號可以在鋼絞線中相互傳遞，從實際的測試效果來看，其影響并不顯著。當然，根據預應力施工規范，要求各鋼絞線平順，在施工中可以用標注記號的方式確保鋼絞線的平順。在混凝土波速標定時，如果梁體較高，則不同高度的混凝土的基準波速往往有一定的差異。通常是上面小下面大。因此，基準波速的測試最好是在波紋管的中間高程處進行。雙方向激振對提高 FLEA（全長衰減法）的精度非常有必要。全長衰減法涉及能量的衰減變化對比，因此，放大器的相關設置和傳感器靈敏度應明確記錄，一般數據

44、采集軟件中可以同步記錄相關信息。定位檢測定位檢測需要沿孔道進行激振和測試。顯然，孔道定位的精度直接影響測試的精度和分辨力。經了解，山西省交通科學研究院對激振點與管道的相對位置的影響進行了研究。激振點的位置分別位于孔道中心投影、中心+D/4 和中心-D/4。結果表明，無論是全空還是全滿，各個激振點測試得到的有效波速相差均在 2%之內。因此，激振位置只要在孔道中心投影的D/4 范圍內，檢測結果均較為準確。換言之，孔道定位的誤差不應超過 D/2。當然，在孔道中心投影面上激振是最為理想的。為此，一方面可以采用電磁波雷達法定位，另一方面，通過加密測點，采用網格狀的測試方法也是十分有效的。檢測方向的合理選

45、取對提高檢測精度十分必要。其原則在于盡量從上下方向檢測，在管道中壓漿不密實的一個重要原因是壓漿材料的泌水。此時，產生的空洞主要位于管道的上方。由于形狀的關系， 如圖6-1 的從上往下方向定位檢測的分辨力就比較高，而從側面定位檢測的分辨力就相對低一些。對于腹板的孔道，大多數只能采用 A 方式。為了提高分辨力，適當加密測點，或采用雙測線是有效的。圖 6-1 激振方向的影響當邊界條件復雜（拐角處）或測試面有斜角（如底部有馬蹄時），測試精度會受較大的影響，此時應仔細選擇檢測方向。圖 6-2 馬蹄形部位的測試方法測點間距的選取與缺陷定義有關。一般而言，當測試云圖中連續有三個點出現缺陷的反應時， 其為缺陷

46、或者大缺陷的可能性較大。定位檢測應根據測試對象結構厚度適當地設置放大器，本規程要求放大器可調，當放大倍數為10 倍時，測試信號應控制在23V 之間；當結構厚度超過60cm 以上時應當設置在 20-50 倍范圍內， 測試信號也應控制在 23V 之間。在健全混凝土結構上波速的標定有助于 IEEV 法的判定。一般要求定位檢測標定采用線性標定， 即在孔道位置附近，結構尺寸相當，無孔道混凝土健全部位進行與定位檢測類似的標定檢測。條件允許標定測試間距、長度可與定位檢測一致；條件不允許，可選取 2m 左右的一段進行線性標定。對于孔道兩端，錨墊板喇叭口內的壓漿質量，由于該區域鋼筋密集，且有喇叭口的影響，因此對

47、定位檢測的精度影響很大。此時，需要用定性檢測中的傳遞函數法（PFTF）進行測試。壓漿質量評價定性檢測評價指數定性檢測根據原理不同可以分為三種測試分析方法，即 1）全長衰減法（FLEA）；2）全長波速法（FLPV）；3）傳遞函數法（PFTF），在一次測試過程中，可同時完成上述三種方法的測試。1）全長衰減法（FLEA）如果孔道壓漿密實度較高，能量在傳播過程中逸散的越多，衰減大，振幅比小。反之，若孔道壓漿密實度較低，則能量在傳播過程逸散較少，衰減小、振幅比大。圖 7-1 全長衰減（FLEA）測試示意圖因此，通過精密地測試能量的衰減，既可以推測壓漿質量。在定性檢測中，該方法相對而言測試范圍最廣。但該方

48、法測試受傳感器的接觸狀態、邊界條件等的影響大、誤差也較大，必須通過雙向激振的方法來抑制誤差。全長波速法（FLPV）通過測試彈性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索的波速。通過波速的變化來判斷預應力管道壓漿密實度情況。一般情況下波速與壓漿密實度有相關性，隨著壓漿密實度測增加波速是逐漸減小，當壓漿密實度達到 100%時，測試的錨索的 P 波波速接近混凝土中的P 波波速。圖 7-2 全長波速法測試示意圖該方法最早由日本學者鐮田敏郎教授于 2001 年提出，盡管存在理論基礎不嚴密等諸多問題，但其作為一種較為直觀的測試方法，特別是在測試壓漿密實度很低的時候，仍然有一定的應用價值。因

49、此，我們對測試理論進行了研究。基于等效模量的方法，壓漿密實度 Sr 與測試波速V 的關系可以表達為：A (V 2 V 2)Sr =s ss ( A As )g (V V )22g其中， As 、 A 分別為孔道中鋼絞線的面積和孔道的面積；Vs 、Vg 分別為鋼絞線和壓漿料中彈性波的波速。其中，Vs 取 5.01km/s，Vg 則應通過試塊加以測試。具體測試方法可參見“混凝土質量綜合檢測技術方案”；s 、 g 分別為鋼絞線和壓漿料的密度，分別可取 7800 和 2400kg/m3； 為修正系數，反映孔道壁（PVC 或鐵皮）以及周圍混凝土的影響，可通過壓漿飽滿孔道（ Sr =1） 的實測波速Vf

50、來標定： =As s (V V )sf22g( A As )g(Vf2 V 2 )代入上式，又可以得到：s(V 2 V 2 )(VgS =f2 V 2)sgfr(V 2 V 2 )(V 2 V 2)因此，只要能夠實現測出Vf 和Vg ，即可容易地得到壓漿密實度。此外，當Vg Vf 時， 取 1。在此，我們利用一套典型參數進行了計算。Vg 取 4.30km/s 和 4.45（ 取 1），V f 分別取 4.35、4.40：圖 7-3 全長波速法計算例從中可以看出,壓漿密實度在 040%時，測試波速明顯提高。但當壓漿密實度超過 40%以后， 波速的變化就非常緩慢。換言之，FLPV 法僅對壓漿密實度

51、很低的工況有效，這一點要特別引起注意。下圖是基于試驗的全長波速法和全長衰減法的實測結果。可以看出：隨著壓漿密實度的提高，測試得到的振幅比和 P 波波速均逐漸降低，因此全長衰減法和全長波速法均可以適用；在全長衰減法中，壓漿密實度在 50-100%范圍內，其振幅比的變化較為均勻，因此， 其對壓漿密實度較高的孔道較為適宜；在全長波速法中，實測結果與理論結果一致。圖 7- 4 定性測試結果傳遞函數法（PFTF）在孔道的一端鋼絞線上激振另一端接收時，如果端頭附近存在不密實情況，會使振動的頻率發生變化。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 7-5 傳遞函數

52、法的測試概念受到張拉的鋼絞線，其第 1 階自振頻率 f1 可以由下式得到：1T2Lf1 =其中， L ：參與振動的鋼絞線的長度；T ：鋼絞線的張力；：參與振動的鋼絞線+壓漿體的線密度。在張力一定的情況下，壓漿缺陷對頻率的影響可歸納在下表：表 7-1 壓漿缺陷對傳遞函數法的影響因素指標 缺陷截面積增加 缺陷長度增加 自振頻率 變化趨勢 增加 降低 變化幅度 大 小 由此可見，壓漿缺陷的截面積、長度對自振頻率的影響是截然相反的，因此，只要測試得到的頻率有明顯的變化，就說明在端頭附近存在缺陷的可能性較大。同時，由于在外露鋼絞線上激振和測試，其誘振范圍較小，缺陷長度的影響也相對較小。因此，在大多數情況

53、下，端頭缺陷的存在使得鋼絞線的自振頻率增加。壓漿孔道的兩端口是比較容易出現壓漿缺陷的位置，因此傳遞函數法具有較大的實際意義。然而， 鋼絞線的自振頻率不僅取決于壓漿密實度，還與鋼絞線的張力、自由段長度等有關。當鋼絞線未充分張拉，或者未壓漿部分過長時，其自振頻率反而可能降低。因此，當自振頻率過低時，也應注意是否張拉 不到位或者缺陷段過長。定性測試三種分析方法各有特色，各方法的優缺點如表 7-2 所示。表 7- 2 壓漿密實度定性測試方法比較方法名稱 優點 缺點 全長衰減法 （FLEA） 測試原理明確，對壓漿缺陷較為敏感，對壓漿密實度較高的孔道較為適宜 測試結果離散性較大，影響因 素多，必須通過雙向

54、激振的方法 來抑制誤差 全長波速法 （FLPV） 測試結果較為穩定，適合測試大范圍缺陷 測試原理不嚴密，對缺陷較為 鈍感，僅對壓漿密實度很低的工 況有效 傳遞函數法 （PFTF） 能夠測試錨頭附近的壓漿缺陷，解析方便 測試范圍較小 盡管三種分析方法原理不同，但測試方式完全一樣。因此，根據一次測試采集數據可以同時進行三種方法分析，并得到各自分析結果。為了使定性測試結果能直觀反映出壓漿質量，從而科學指導后續工作，我們引入了綜合壓漿指數 I f 以及三個分項壓漿指數：根據 FLEA 法得到的分項壓漿指數 IEA，根據 FLPV 法得到的分項壓漿指數 IPV，根據PFTF 法得到的分項壓漿指數 ITF

55、。壓漿指數是一個相對指標，本身沒有物理意義。定義當壓漿飽滿時，各分項壓漿指數的值為 1； 而完全未灌時，壓漿指數的值為 0；若測量結果在此區間，則采用線性插值得到相應的分項壓漿指數的值。同時，綜合壓漿指數可以是某一個，也可以是某兩個，或三個，作為綜合指數的評判。本規程定義兩種計算：EAPVTFfI= (I I I)1/ 3EAPVfI= (I I)1/ 2由上式可知，綜合壓漿指數的值也在 0 至1 之間。只要某一項的壓漿指數較低，綜合壓漿指數就會有較明顯的反映。根據檢測經驗，綜合壓漿指數 I f 較低（小于 0.8）或者很高（大于 0.95） 時，往往能夠比較鮮明地反映壓漿的狀況（很差或較好）

56、。而在中間區間，則難以準確判定，因此， 該區間應謹慎判定合格，宜進行局部定位檢測，再根據定位檢測相關評定方法進行評定。分項壓漿指數是根據基準值線性內插計算得到的，如表 7-3。因此，基準值的選定是非常重要的。本規程相關基準值是在特定的設備（SPC-MATS，SBA-HTF）檢測數據的基礎上確定的。如果采用了其它不 同類型的檢測設備，則該基準值應進行相應的標定和調整。此外，不同形式的錨具、梁的形式以及孔道的位置都會對基準值產生影響，所用在條件許可時，進行相應的標定或通過大量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 7-3 壓漿指數的基準值方法項目全壓漿時值無壓漿時值全長波速法FLPV

57、波速（km/s）混凝土實測波速注 15.01 注 4全長衰減法FLEA能量比注 20.020.20傳遞函數法PFTF頻率比（ F / F 注 3）rs1.003.00激振頻率 Fs （KHz）2.04.0注 1：梁不同部位的混凝土的 P 波波速有一定的不同； 注 2：能量比 x 可按下式計算：x = Ar LAs L0其中， A 、 A 分別是接收端和激振端信號的振幅（m/s2）rsL 是孔道長度、 L0 是孔道長度基準值（一般可取 10m）注 3： Fr 、 Fs 分別是接收端和激振端信號的卓越頻率（KHz）。在此，采用 SPC-MATS 配置的激振導向器和 D50 錘激振而且充分張拉時的數

58、值；注 4：根據鋼絞線的模量（196GPa）推算，并結合實際測試驗證；定位檢測評價本規程的定位檢測以沖擊回波法（IE 法）為基礎，即根據在波紋管位置反射信號的有無以及梁底端的反射時間的長短，來判定壓漿缺陷的有無和類型。該方法是上世紀 80 年代末發展起來的， 針對結構內部缺陷的一種非常有效的檢測手段。早在上世紀 60 年代，美國國家標準和技術研究所（TheNationalInstituteofStandardsandTechnology ，NIST，也被稱為美國國家標準局，National Bureau of Standards ，NBS) 就針對結構的無損檢測技術（NDT）進行了研究，并在傳

59、統的工業無損檢測技術（如 X 射線、超聲波、磁粉等）的基礎上提出了相應的標準。自1983 年起，NBS 將研究重點放在了混凝土結構中的缺陷檢測，但是，在NBS 在研究中發現， 既存的檢測手段不適合混凝土內部缺陷的檢測。通過對各類技術手段的對比，基于應力波（后來被稱作彈性波）的檢測技術由于波長較長，且能夠反映力學特性而被作為了技術基礎（Carinoand Sansalone1984），其研究成果則由于“沖擊回波法”impact-echomethod（SansaloneandCarino,1986）而廣為人知。1997 年，Sansalone 和 Streett 發表的著作中全面闡述了 IE 法的

60、理論、室內和現場試驗結果。在此基礎上，90 年代末期，NIST 和康奈爾大學共同發布了 IE 法的標準草案，并于 1998 年成為 ASTM 標準ASTM C 1383。然而，IE 法在檢測壓漿缺陷時也遇到了諸多困難，往往無法檢出壓漿缺陷。其原因在于兩個方面：一方面，由于波紋管的存在，嚴重干擾了反射波。特別是金屬波紋管，由于金屬與缺陷的阻抗相反， 使得兩者的反射有互相抵消的趨勢，使得反射信號變得更加微弱。另一方面，傳統的 IE 法通常采用FFT 作為頻譜分析的手段。但FFT 對微弱信號的低分辨力進一步阻礙了其對缺陷的檢出。為此，本規程引入了在傳統的 IE 法的基礎上，進行了改進和擴展的多項新技