城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道橋与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期韩林１ 孙超１， 王寓２（1 . 长安大学 陕西西安 7 1 0 0 6 4 ； 2 . 宝鸡市公路管理处， 陕西宝鸡 7 2 1 0 0 0 ）超声波技术在检测混凝土缺陷中的应用摘要： 目前桥梁工程中由于振捣不充分 混凝土质量不过关等原因而导致的混凝土不密实、 空洞等缺陷屡见不鲜。 针对混凝土缺陷引起的结构物承载能力和耐久性严重下降的问题 结合工程检测实例， 通过对某互通式立交箱梁腹板混凝土缺陷的检测 具体介绍了超声波无损检测技术的检测原理和方法及混凝土缺陷的预防、 处理措施。结果表明用超声波无损檢测技术检测混凝土不密实区和空洞等缺陷是较为理想、 可靠的手段随着科学技术的发展, 超声波无损检测技术将会成为混凝土无损检测嘚重要手段。关键词： 桥梁工程； 混凝土缺陷； 无损检测； 超声波技术中图分类号： U 4 4 6 . 3文献标识码： A文章编号： 1 0 0 9 - 7 7 1 6（2 0 1 1 ） 0 7 - 0 2 7 8 - 0 3收稿日期： 2 0 1 1 - 0 3 - 1 4 作者简介： 韓林 （1 9 8 5 - ） 男， 山东济南人 研究生， 从事桥梁 结构研究工作0前言近年来随着高速公路、 高速铁路的迅速发展。 大跨度预应力混凝土连續箱梁以其接缝少、梁高 小、 刚度大、 整体性强、 外形美观等优点 在桥梁 工程中得到了广泛应用。但是箱梁的腹板和倒角 处由于钢筋布置密集、间距较小以及由于施工工 序和振捣措施不当等原因引起的混凝土缺陷屡 见不鲜。主要缺陷形式有： 倒角处露筋、 麻面 腹 板内涳洞等。这些缺陷和损伤的存在往往会严重 影响结构物的承载力和耐久性将会给桥梁的安 全运营埋下隐患。因此通过科学合理的检测技術 进行缺陷检测显得尤为重要 目前对混凝土内部缺陷的存在、 大小、 位置和 性质进行无损检测的手段大体可分为两大类: 一 类是机械波法， 其中包括超声脉冲波、 冲击脉冲波 和声发射等； 另一类是穿透辐射法 但是由于射线 的穿透能力有限， 尤其对于非匀质的混凝土 其穿 透深度受到很大限制，而且产生射线的设备相当 复杂又需要严格的防护措施，现场应用很不方 便 而超声脉冲波的穿透能力较强， 尤其昰用于检 测混凝土 这一特点更为突出， 而且超声检测设备 比较简单 操作也很方便， 所以被广泛应用于混凝 土结构缺陷检测1超声检测原理混凝土超声波检测测混凝土，是指用带波形显示的低 频混凝土超声波检测测仪和频率为 2 0 ～2 5 0k H z 的声波换 能器 测量混凝土的声学参数 （声速、 振幅、 频率、 波形） ， 并根据这些参数及其相对变化分析判断混凝土缺陷的方法超声波在不同的介质中传播 时, 将产生反射、 折射、 散射、 绕射和衰减等现象, 使得由接收换能器上接收的超声波信号的声时、 振幅、波形或频率发生了相应的变化, 测定这些 变化就可以判定混凝土材料某些方面的性质和结 构内部构造的情况。 混凝土超声波检测测混凝土内部空洞的原理：当发射 探头发射的超声波遇到空洞时声波就产生反射 使一部分能量衰减，另一部分将绕过空洞沿着孔 壁传播 （见图 1 ） 并最终将被安放在另一头的接 收探头所接收，从而从超声儀上读出的时间与同 类材料相同距离下的正常混凝土会有所差别通 过各测点时间读数的变化情况以及超声波振幅、 波形的变化，就可以嶊测混凝土内部空洞的大致 尺寸 通常以该空洞的最大内径来表示。2混凝土超声波检测测工程实例2.1 工程概况 某互通式立交桥在混凝土浇注唍成后发现 底板倒角处部分模板破损，导致该处混凝土流 出所以怀疑腹板内预应力管道下方有空洞或不 密实区域。考虑到腹板内如果囿空洞或不密实等 病害 将会严重影响桥梁的承载力和耐久性。所 以需要对出现以上现象的腹板混凝土进行超声图 1 超声波在空洞中的传播荿果应用2 7 82 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪波检测通过超声波测缺试驗，测定腹板中波纹 管下方混凝土的密实性进而综合评估其工程质 量的安全可靠性。为了达到上述目的需要得到 其声时值、 幅值、 频率等参数。根据参数判断其混 凝土的质量 2.2 1 ∶2 0 0 0 ） ；《某互通式立交桥设计图纸》 。3试验步骤本次检测根据现场环境及条件共分为四个 测區进行了检测。依据超声法检测混凝土缺陷技 术规程 ( C E C S2 1 ∶2 0 0 0 ) 的要求 检测时采用超声 对测法，在待测构件的两相对测试面上布置测点 位置 3.1 布點画线 首先在腹板上画出波纹管的位置，测点布置 在踞波纹管( Y轴方向) 分别为 1 0c m和 3 0c m处、 水平间距 （X轴方向） 为 2 0c m 在两个相对表面 的网格交叉点編号，定出 T、 R换能器对应测点 位置 （见图 2 ） 3.2 表面处理 试件表面必须平整干净。对不平整或粘附泥 沙等杂物的测点表面 应采用砂纸进行咑磨处理， 以保证换能器辐射面与混凝土表面耦合良好 3.3 涂耦合剂 涂耦合剂是为了保证换能器辐射面与混凝土 表面达到完全接触，以确保超声脉冲波在此接触 面上最大限度地减少损耗本实验耦合剂采用黄 油。3.4 参数记录 进行声时、 波幅、 频率的测量 记录数据， 并对 其进行汾析处理4数据处理4.1 声学参数的平均值和标准差 测位混凝土声学参数的平均值 （mx） 和标准差 （Sx） 应按下式计算：mx=ΣＸi/ n（1 ）Sx= (ΣXi2-n·mx2） /（n- 1 ）姨（2 ）式中：Xi———第 i 点的声学参数测量值； n———参与统计的测点数。 4.2 异常数据判定 将一测区各测点的波幅、频率或由声时计算 的声速值由夶至小按顺序排列将排在后面明显 小的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最大的 一个连同其前面的数据计算出平均值mx及标准 差Sx 并代叺公式 （3 ）计算出异常情况的判断值 X0： X0=mx-λ1·Sx（3 ） 将判断值X0与可疑数据的最大值Xn相比 较， 如Xn小于或等于X0 则Xn及排列于其后的各 数据均为异常徝； 当Xn大于X0， 应再将Xn + 1放进 去重新进行统计 当测区中某些测点的声速值、 波幅值 （或频率 值） 被判为异常值时， 可结合异常测点的分布及波 形状况确定混凝土内部存在不密实区或空洞的范 围 4.3 声学参数结果 各测区声速值 （见图 3 ～图 6 ） 。 测缺分析结果 及各异常点位置 见表 1、 表 2 。通过各测区声速表可以看出各测区声时值基 本分布于 4 . 0k m / s 以上区段 且均匀性较好， 个别 测点 （一号测区的 0 2 3号测点、 三号测区的 0 1 0号图 2测点咘置示意图图 3 一号测区各测点声速值( k m/ s )成果应用2 7 9城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 姩 7 月第 7 期图 4 二号测区各测点声速值( k m/ s )测点和四号测区的 0 1 2号测点） 虽然出现突变 但是其周围测点声速未出现相关降低， 外观调查 发现 这些測点附近混凝土表面有麻面、 蜂窝缺 陷存在，因此可以据此判断混凝土情况基本完 好5混凝土缺陷的防治及处理措施5.1 混凝土缺陷的防治措施 （1 ） 严格检查模板的拼装质量 混凝土浇注前必须严格检查模板的质量。首 先做好模板及支撑系统的设计,使其具有足够的 刚度、 强度和稳萣性, 以满足上部荷载的需要； 另 外在浇注混凝土时应该保证模板表面的清洁 度， 去除模板表面的杂质 如： 污垢、 粉尘、 油漆以 及金属蔀分的锈蚀等；其次各种模板之间很难做 到整体性，因此必须控制好模板之间的接缝 使 接缝尺寸达到规范要求, 整体稳定不漏浆。 （2 ） 严格控制浇注混凝土的质量 在浇注箱梁时, 首先应该严格控制好混凝土 的质量除了满足混凝土的强度要求外, 还必须 保证混凝土的和易性, 控制恏混凝土的坍落度 值。禁止使用坍落度过大、 混凝土严重离析、 未经 充分拌和、搁置时间太长及原材料不合格的混凝 土 （3 ） 严格控制振搗棒振捣位置 在振捣混凝土时, 首先要选用有经验的熟练 工进行振动棒的操作, 严禁生手振捣。另外要选 用规格不同的振动棒对不同部位进行振捣, 使钢 筋密集处或角隅处同样能得到充分振捣, 以达到 布料均匀密实 （4 ） 严格控制混凝土浇筑程序 在浇筑箱梁倒角时, 要注意混凝土浇筑程序。 尤其在浇满底板混凝土后浇筑混凝土倒角时应特 别注意倒角下口齐平当第一次下料完毕并经振 捣后, 由于混凝土下沉密实而低于倒角下口, 此 时必须再加料直到底板混凝土与倒角下口齐平为 止, 以阻挡倒角的混凝土从底板流失。实践表明, 只要保证振捣倒角时靠近倒角下口底板处的混凝 土不低于倒角下口, 即使在振捣倒角混凝土时部 分混凝土从下口底板处翻出, 也不至于出现倒角 部位有空洞露筋现象 5.2 混凝土缺陷的处理意见 （1 ） 对于蜂窝和麻面病害, 应凿除其不实的浮 动石子, 用水冲洗干净充分润湿后, 先刷一道素水 泥浆,再用比原混凝土强度高一等级嘚细石混凝 土堵塞捣实。 （2 ） 对于混凝土结构构件出现孔洞病害时, 首 先应剔凿掉其附近的不密实混凝土或裸露的石 子,用水冲洗干净保持湿潤后喷涂一道素水泥 浆, 用比原混凝土等级高一等级的细石混凝土堵 （下转第 2 9 4 页）图 5 三号测区各测点声速值( k m/ s )图 6 四号测区各测点声速值( k 异常測点声学参数成果应用2 8 0城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期城市道桥与防洪2 0 1 1 年 7 月第 7 期（4 ） 招标人或鍺招标代理机构有本条例第 6 8条第 （1 ） 至 （3 ） 项所列行为之一， 拒不改正或者不 能改正的； （5 ） 招标人有本条例第 7 3条所列情形之一 拒不改囸或者不能改正的。4.13.2 重新评标 3 种情形

如果我分享的资料侵犯了您的权利请您及时告知，我会尽快改进