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檢測變厚度預應力箱梁的預應力管道壓漿情況
一、項目概況
本項目是某市的一個市政橋梁，結(jié)構(gòu)如圖所示：
對箱梁底板預應力壓漿檢測,先在出漿口往壓漿口方向每一米檢測一個斷面,檢測4個斷面.在跨中位置每2米檢測一個斷面,檢測3個斷面.其中每個斷面均有8束預應力鋼筋，從北到南按順序編號為B1-1,B1-2,F4-1,B1-3,B1-4,B1-5,B1-6,F4-2,B1-7,B1-8,各束鋼絞線位置詳見詳圖。
本次檢測采用了美國OLSON公司的IES掃描式?jīng)_擊回波測試系統(tǒng)。
二、方法及儀器介紹
IE（沖擊回波）測試基本原理：如圖1所示。用一個小錘或沖擊器作為激振源在混凝土表面沖擊來產(chǎn)生壓縮波，然后用放置在沖擊器附近的接收傳感器接收反射回來的壓縮波。經(jīng)過分析后來計算混凝土的厚度、探測內(nèi)部的孔洞、裂隙、剝離等缺陷。經(jīng)國內(nèi)外大量試驗及論文資料表明，IE方法是無損檢驗預應力管內(nèi)灌漿情況的最有效方法之一。但由于當時都是單點測試，效率低，工作量大，沒有得到大量的應用。
圖1：沖擊回波原理示意圖
（其中source為產(chǎn)生壓縮波的激振源，receiver為反射波的接收器）
美國Olson公司發(fā)明了IES掃描式?jīng)_擊回波方法后，徹底解決了效率問題，使得大面積檢測成為可能。IE Scanner掃描式?jīng)_擊回波系統(tǒng)基于沖擊回波原理，采用滾動傳感器的獨特技術(shù)，以2.5cm的間隔接近連續(xù)的測試混凝土內(nèi)部情況，具有以下優(yōu)點：
1. 只需一個測試面
2. 不需要耦合劑
3. 測試迅速，每小時可測2000～3000個點
4. 檢測結(jié)構(gòu)可靠、準確
5. 可對結(jié)果進行三維成像，快速、直觀顯示缺陷
三、檢測結(jié)果分析
根據(jù)現(xiàn)場條件和儀器的性能特點,我們選取了出漿口處和跨中處進行測試.
要分析管道壓漿情況,可以通過測試出漿口處的數(shù)據(jù)和跨中處的數(shù)據(jù),做一個比較,出漿口灌漿飽滿,那說明整條預應力管道灌漿飽滿,如果出漿口灌漿不好,我們再分析跨中位置的灌漿情況.測試的時候是分兩次測試的,第一次測試從B1-1處向B1-4處掃描測試,在出漿口處測試了4條線,在跨中處測試了3條線.數(shù)據(jù)保存在5B1里.第二次測試從B1-8向B1-5掃描測試,在出漿口處測試了4條線,在跨中處測試了3條線.數(shù)據(jù)保存在5B2.
5B1數(shù)據(jù)分析:我們測試的起始點離第一條預應力管道(B1-1)大約有40cm.我們分析5B1-1,5B1-2,5B1-3,B51-4四條管的情況.從0.4m到0.5m處,測試點對應的頻域圖都有個小次峰,對應的是5B1-1預應力管,根據(jù)厚度計算公式， d = vp /2f，次峰處對應的厚度值在18.35cm處,恰好在管道位置上(管道中心線距離測試表面20cm).說明該處灌漿不是非常飽滿,可能存在空洞.0.6-0.7m處(B1-2),1.4-1.5m(B1-3)處,測試點對應的頻域圖上也有小次峰,同樣,小次峰處對應的厚度值在20-25cm處,也位于管道位置上,該處位置對應的預應力管道是5B1-2和5B1-3,這兩條管在第一條測試線上的位置同樣是灌漿不夠飽滿,都有缺陷存在..1.7-1.8m(B1-4)處對應的管道是5B1-4,該處測試點對應的頻域圖上只有一個明顯的主峰,次峰不明顯,說明該處不存在缺陷,灌漿非常飽滿.
 
接下來我們分析余下的測試線,我們發(fā)現(xiàn),Line2的1.5-1.6m處,5B1-3管測試點對應的頻域圖上有一個非常明顯的次峰,且次峰的高度和主峰差不多高,經(jīng)過計算，該處頻率對應的厚度位置同樣在管道內(nèi)部,根據(jù)厚度和波形分析,該處可能沒灌漿或者灌漿非常不理想.同樣的情況存在于Line3的0.7-0.8m(B1-2)處,1.5-1.6m(B1-3)處;Line4的1.5-1.6m(B1-3)處;Line5的0.75-0.85m(B1-2)處,1.55-1.65m(B1-3)處;Line6的0.75-0.85m(B1-2)處,1.55-1.65m(B1-3)處;Line7的1.55-1.65m(B1-3)處.line5,6,7是在跨中位置測定的,Line1,2,3,4是在出漿口位置處測定的,根據(jù)經(jīng)驗判斷,這些有與主峰同高次峰的頻域圖對應的測點處灌漿情況都非常不理想,也有可能是預應力管與管外混凝土結(jié)構(gòu)脫空了.所以B1-2和B1-3的灌漿情況非常不理想,也有可能是該預應力管道與外部混凝土結(jié)構(gòu)沒結(jié)合好,完全脫空了。其余兩條管道均存在不同程度的灌漿不密實的情況，不過還不算非常嚴重。
我們再分析5B2的數(shù)據(jù),測線LINE2D 0.75-0.85m(B1-7)處,LINE3的1.55-1.65m(B1-6)處,1.85-1.95m(B1-5)處;LINE4的0.75-0.85m(B1-7)處;LINE5的0.75-0.85m(B1-7)處,1.85-1.95m(B1-5)處都存在次峰和主峰一樣明顯且等高的情況,說明這些位置處的預應力管道壓漿情況均很不理想或者與外部混凝土脫空了.可以參考以下圖象.其他地方很多都有灌漿不是非常理想的情況，不同程度存在缺陷。除了提及到的位置,其他各處測點對應的頻域圖均比較正常,沒有明顯的次峰,屬于壓漿飽滿的情況.
四、總結(jié)
本次的檢測結(jié)果受到一些客觀條件的限制,影響了測試結(jié)果的精確性,不過也能根據(jù)測試數(shù)據(jù)分析出一些情況來,如果需要得到更為確切的結(jié)論,我們還需要對測試區(qū)域進行一個更為精確的定位,并能提供更好的現(xiàn)場測試條件。從以上分析可以看出，IES能準確的找到每根管的位置，并根據(jù)位置的相對情況和不同結(jié)構(gòu)表面進行管位的對比可以分析處管的灌漿情況，能給測試提供很好的效率性和準確性。
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