梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)(共14頁(yè))

1、梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù)-工程論文梁板孔道壓漿飽滿度無(wú)損檢測(cè)技術(shù) 馬俊堯 MA Jun-yao （中鐵十四局集團(tuán)第五工程有限公司，兗州 272100） （The Fifth Project Co.，Ltd. of China Railway Bureau 14 Group，Yanzhou 272100，China） 摘要：通過(guò)寧夏銀川至青銅峽高速公路工程梁板孔道壓漿飽滿度檢測(cè)，闡述了梁的承載能力和耐久性對(duì)橋梁壽命至關(guān)重要作用。 Abstract: Through the beam plate hole grouting plumpness testing of the expresswa

2、y from Yinchuan to Qingtongxia, this paper expounds the importance of carrying capacity and durability to the life of the bridge. 關(guān)鍵詞：梁板；孔道壓漿；飽滿度；檢測(cè)技術(shù) Key words: beam plate；hole grouting；plumpness；testing technology 中圖分類(lèi)號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2015）30-0141-03 0 引言 以往梁板孔道壓漿是否飽滿，主要觀察錨具壓漿孔漿液是否

3、飽滿，或在管道處破損檢測(cè)，認(rèn)為錨具壓漿孔漿液飽滿就認(rèn)為壓漿飽滿，破順處漿液飽滿就認(rèn)為管道壓漿飽滿，這是不科學(xué)的，在壓漿的過(guò)程中如果中間有空氣在波紋管中，波紋管道就會(huì)在中間處形成空氣夾層，長(zhǎng)期對(duì)鋼絞線銹蝕，對(duì)梁板的使用壽命大大降低，嚴(yán)重會(huì)是梁板斷裂，造成嚴(yán)重后果，現(xiàn)在采用SPC-MATS預(yù)應(yīng)力混凝土梁多功能檢測(cè)儀檢測(cè)，能科學(xué)地、真實(shí)地反應(yīng)出漿液是否飽滿，對(duì)梁板使用壽命能做出科學(xué)的定論。 1 檢測(cè)對(duì)象 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷）；現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土孔道壓漿（飽滿度及缺陷）；連續(xù)剛構(gòu)梁孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷）；其他預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)孔道壓漿密實(shí)度（飽滿度及缺陷）。 2 檢測(cè)設(shè)備 S

4、PC-MATS預(yù)應(yīng)力混凝土梁多功能檢測(cè)儀。其他能滿足量值溯源要求且能有效檢測(cè)孔道壓漿飽滿度并進(jìn)行缺陷定位的設(shè)備亦可。 3 檢測(cè)方法及原理 3.1 檢測(cè)方法簡(jiǎn)介 預(yù)應(yīng)力梁：通過(guò)彈性波的傳播、反射特性，可以對(duì)預(yù)應(yīng)力梁的孔道壓漿密實(shí)度進(jìn)行定性檢測(cè)和定位監(jiān)測(cè)。見(jiàn)表1。 定性測(cè)試和定位測(cè)試兩者各有利弊，定性測(cè)試雖然效率高，時(shí)間短，但是缺陷的具體位置和類(lèi)型很難得到，而定位測(cè)試可得到具體的缺陷位置和類(lèi)型，但是存在效率低、測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)等不足。因此為了盡快得到精度更高的缺陷位置和類(lèi)型，將兩種方法結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，可有效平衡測(cè)試效率和測(cè)試精度。在實(shí)際的梁板檢測(cè)中，若錨頭沒(méi)有封閉，可采用上述方法，若錨頭已經(jīng)封閉，可

5、只應(yīng)用沖擊回波等效波速法（IEEV法）。 3.2 定性檢測(cè) 定性檢測(cè)是指利用露在兩端表面的錨頭（鋼絞線端頭）進(jìn)行激振和拾振，在預(yù)應(yīng)力梁兩端錨頭漏出端上分別固定一個(gè)傳感器（S31SC），用激振導(dǎo)向器尖端部分緊貼鋼絞線（錨桿）端面中心部位，然后用打擊錘敲擊激振導(dǎo)向器，分別記錄下預(yù)應(yīng)力梁兩端的測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)鋼絞線的壓漿飽滿度加以分析。如圖1。 定性測(cè)試的方法主要有以下幾種： 3.2.1 全長(zhǎng)衰減法（FLEA） 通常能量的大小和壓漿的密實(shí)度呈反比，能量越小，壓漿的密實(shí)度越高。若孔道壓漿密實(shí)度越低，在能量傳播的過(guò)程中逸散的就會(huì)越少，那么衰減越小，反之，如果孔道壓漿密實(shí)度越高，那么衰減越大。 所以要

6、想知道壓漿質(zhì)量，通過(guò)測(cè)試能量的衰減是一種有效方式。 3.2.2 全長(zhǎng)波速法（FLPV） 全長(zhǎng)波速法是指通過(guò)測(cè)試彈性波經(jīng)過(guò)錨索的傳播時(shí)間，并結(jié)合錨索的距離計(jì)算出的彈性波經(jīng)過(guò)錨索的波速。由于波速的變化和預(yù)應(yīng)力管道壓漿飽滿度有著直接的關(guān)系，通過(guò)觀察波速的變化可以知道壓漿的飽滿度。通常波速和壓降飽滿度之間的關(guān)系是反比的關(guān)系，隨著波速的減少壓降飽滿度會(huì)增大。當(dāng)測(cè)試的錨索的P波波速接近混凝土中的P波波速時(shí)，說(shuō)明壓漿飽滿度達(dá)到100%。如圖2。 3.2.3 傳遞函數(shù)法（PFTF） 該方法的原理是在預(yù)應(yīng)力梁的一端激振，由于一旦預(yù)應(yīng)力梁存在不密實(shí)情況，那么預(yù)應(yīng)力梁就會(huì)出現(xiàn)高頻振蕩，因此通過(guò)觀察預(yù)應(yīng)力梁的頻率變化

7、，就可以知道錨頭兩端是否存在缺陷情況。另外，該方法可有效彌補(bǔ)定位測(cè)試的弊端，因?yàn)樵摲椒ㄟm用于錨頭附近的鋼絞線區(qū)域，而錨頭附近的鋼絞線區(qū)域正是定位測(cè)試很難精準(zhǔn)測(cè)試的區(qū)域。 3.3 定位檢測(cè) 結(jié)合定性測(cè)試的結(jié)果，采用定位檢測(cè)的方法可快速分析出管道壓漿缺陷的位置和類(lèi)型。換句話說(shuō)，找出預(yù)應(yīng)力梁孔道坐標(biāo)，標(biāo)出孔道位置，沿著孔道位置依次激振測(cè)試，根據(jù)彈性波的反射特性來(lái)判斷缺陷的具體位置。 4 檢測(cè)工作及要求 4.1 檢測(cè)條件 檢測(cè)預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度時(shí)，要求至少在壓漿之后的第七天進(jìn)行。特殊情況下，也要求漿體強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的一半才能進(jìn)行檢測(cè)。 4.2 檢測(cè)流程 對(duì)于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿密實(shí)度的檢測(cè)， IEE

8、V局部測(cè)試是指對(duì)容易出現(xiàn)壓漿不密實(shí)的區(qū)域進(jìn)行測(cè)試，而IEEV全長(zhǎng)測(cè)試是指對(duì)整個(gè)波紋管全長(zhǎng)范圍進(jìn)行測(cè)試。 4.3 影響因素 4.3.1 梁的長(zhǎng)度 梁的長(zhǎng)度對(duì)定性測(cè)試的FLEA和FLPV方法存在一定的影響。有資料顯示，若梁在30m左右，幾乎不會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響，但若梁在60-100m左右，此時(shí)測(cè)試時(shí)最好采用ELPV方法。 4.3.2 板的厚度 對(duì)于定性測(cè)試來(lái)說(shuō)，板的厚度幾乎不會(huì)對(duì)最后的結(jié)果產(chǎn)生影響。但對(duì)于定位測(cè)試的IEEV方法來(lái)說(shuō)，板的厚度是極大的一個(gè)影響因素，在管徑一致的情況下，只有板的厚度越大，該方法的精度才會(huì)越高。 4.3.3 管道的排列 對(duì)于定性測(cè)試來(lái)說(shuō)，管道的排列幾乎不會(huì)對(duì)最后的結(jié)果產(chǎn)

9、生影響。但對(duì)定位測(cè)試的IEEV方法來(lái)說(shuō)，管道的排列是極大的一個(gè)影響因素，要求在有雙排管道的情況下，最好測(cè)試時(shí)從兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行。 4.3.4 鋼絞線位置的偏移 雖然在實(shí)際的施工中鋼絞線位置可能會(huì)出現(xiàn)偏移，造成一定程度上的誤差，但是分析大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，鋼絞線位置的偏移對(duì)最終的測(cè)試結(jié)果影響并不大。 4.3.5 管道的位置 無(wú)論是對(duì)于定性測(cè)試，還是定位測(cè)試，管道的位置都會(huì)有一定的影響，因此在實(shí)際的測(cè)試中，定位測(cè)試應(yīng)注意對(duì)比較復(fù)雜的管道進(jìn)行加密測(cè)點(diǎn)，定性測(cè)試應(yīng)注意最好用同位置的管理進(jìn)行測(cè)試。 4.3.6 測(cè)試方向 孔道壓漿不密實(shí)的重要原因之一是壓漿材料泌水。此時(shí)產(chǎn)生的空洞主要位于管道的上方。 4.3.

10、7 孔道的位置 孔道的位置對(duì)于IEEV檢測(cè)法有著直接的影響，這是因?yàn)镮EEV檢測(cè)法應(yīng)用的前提是必須對(duì)孔道位置進(jìn)行定位，在這種情況下，如果孔道位置定位不準(zhǔn)備，那么IEEV檢測(cè)法最終的測(cè)試結(jié)果也難以科學(xué)合理。 4.3.8 管道材料的影響 不同的管道材料對(duì)測(cè)試的結(jié)果會(huì)產(chǎn)生不同的影響，尤其是鐵皮波紋管，由于該管道材料的特殊性，在測(cè)試該管道材料時(shí)應(yīng)采取必要的應(yīng)對(duì)措施，比如應(yīng)用時(shí)結(jié)合沖擊回波等效波速法（IEEA）等。 4.3.9 激振錘的影響 隨著激振錘的變化，彈性波波長(zhǎng)也會(huì)隨之變化，而彈性波波長(zhǎng)又對(duì)檢測(cè)精度有著直接的影響，因此必須合理選擇激振錘。 5 壓漿質(zhì)量評(píng)定 5.1 壓漿質(zhì)量整體評(píng)定方法 對(duì)于孔道

11、壓漿的質(zhì)量評(píng)定可以利用定性綜合壓漿指數(shù)If。 為了使定性測(cè)試結(jié)果量化，引入了綜合壓漿指數(shù)If。當(dāng)壓漿飽滿時(shí)，If=1。而完全未注漿時(shí)，If=0。因此，上述各種方法可得到相應(yīng)的壓漿指數(shù)IEV、IPV和ITF。同時(shí)，綜合壓漿指數(shù)If可定義為： 如表2。 5.2 孔道壓漿密實(shí)度質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn) 類(lèi)孔：孔道壓漿飽滿，無(wú)明顯缺陷。 類(lèi)孔：孔道壓漿有輕微缺陷，不影響梁承載能力的正常發(fā)揮，不易造成大面積鋼絞線銹蝕。 類(lèi)孔：孔道壓漿有明顯缺陷，會(huì)較大程度影響梁承載能力的正常發(fā)揮，容易造成明顯的鋼絞線銹蝕。 、類(lèi)孔一般無(wú)須進(jìn)行處理，能夠滿足使用要求。類(lèi)孔極易造成明顯的鋼絞線銹蝕并影響梁承載能力的正常發(fā)揮，應(yīng)進(jìn)行缺陷

12、處理，處理完成7天后重現(xiàn)檢測(cè)，合格后方可使用。預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿液飽滿度檢測(cè)，如圖3所示。 6 孔道壓漿缺陷處理 6.1 孔道壓漿缺陷分類(lèi) 6.1.1 松散型：表現(xiàn)為壓漿料強(qiáng)度和剛性較低，較為松散，但由于這類(lèi)缺陷不利影響較小，通常不會(huì)進(jìn)行處理。 6.1.2 空洞性：有空洞，容易侵入空氣和水，根據(jù)空洞大小又可分為小規(guī)?？斩春痛笠?guī)?？斩矗淮祟?lèi)型缺陷可采取鉆孔二次注漿。 空洞型缺陷根據(jù)各自特性又又可分為四個(gè)級(jí)別： A級(jí)：注漿飽滿或波紋管上部有小蜂窩狀氣泡，與鋼絞線不接觸。 B級(jí)：波紋管上部有空隙，與鋼絞線不接觸。 C級(jí)：波紋管上部有空隙，與鋼絞線相接觸。 D級(jí)：波紋管上部無(wú)砂漿，與鋼絞線相接觸并嚴(yán)重缺

13、少砂漿。D級(jí)又可細(xì)分為D1、D2和D3級(jí)，分別對(duì)應(yīng)于大半空、接近全空和全空。 A級(jí)、B級(jí)空洞對(duì)鋼絞線幾乎無(wú)傷害，C級(jí)、D級(jí)對(duì)鋼絞線的危害很大，應(yīng)進(jìn)行處理。 6.2 缺陷處理意見(jiàn)（表4） 6.3 缺陷處理方法 6.3.1 原配漿料 對(duì)于較大缺陷和孔道兩端壓漿不足，可用原配漿料進(jìn)行鉆孔注漿或補(bǔ)漿。 6.3.2 環(huán)氧樹(shù)脂材料 環(huán)氧樹(shù)脂材料具有密實(shí)、抗水、抗?jié)B漏好、強(qiáng)度高、附著力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以作為快速修補(bǔ)材料，加固的壓漿材料用于孔道壓漿小范圍缺陷處理。 6.3.3 聚氨酯材料 在工程建筑中，聚氨酯材料可作為密封膠、粘合劑、防水堵漏劑等使用，對(duì)于有水的孔道壓漿小缺陷也可以使用該材料來(lái)修補(bǔ)。 6.3.4

14、聚合物防水砂漿 聚合物防水砂漿主要用于鉆孔注漿后注漿孔的修復(fù)。 目前此項(xiàng)檢測(cè)方法在寧夏銀川至青銅峽高速公路工程上已經(jīng)得到應(yīng)用，檢測(cè)頻率為每座橋梁梁板數(shù)量20%抽檢，檢測(cè)結(jié)果類(lèi)孔占抽檢梁板數(shù)量的89.5%；類(lèi)孔占抽檢梁板數(shù)量的10.4%；類(lèi)孔占抽檢梁板數(shù)量的0.1%；并在現(xiàn)場(chǎng)部分實(shí)例開(kāi)孔檢測(cè)結(jié)果與無(wú)破損檢測(cè)結(jié)果一致，真實(shí)反映了梁板實(shí)體質(zhì)量，類(lèi)孔和部分實(shí)例開(kāi)孔檢測(cè)經(jīng)過(guò)缺陷處理后檢測(cè)合格，可以進(jìn)行梁板安裝。 隨著公路橋梁建設(shè)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土梁已普遍運(yùn)用于橋梁建設(shè)中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線要在橋梁使用過(guò)程中確保長(zhǎng)期發(fā)揮作用，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，孔道壓漿質(zhì)量是重要的影響因素之一，壓漿質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到梁的承載能力和使用壽命，因技術(shù)能力和檢測(cè)手段不足，孔道壓漿飽滿度及缺陷無(wú)損檢測(cè)一直是實(shí)驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域的空白，近年來(lái)隨著科技水平的提高和技術(shù)的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)組件趨于成熟，現(xiàn)在通過(guò)此項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)孔道壓漿飽滿度檢測(cè)，大大提高了橋梁的承載力和使用壽命，增加了橋梁的安全性和使用年限。 參考文獻(xiàn)： 1JGJ/T182-2009，錨桿錨固質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)程S. 2DL/T5424-2009，水利水電工程錨桿無(wú)損檢測(cè)技術(shù)規(guī)范S. 3混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量缺陷及裂縫處理技術(shù)規(guī)定（試行）S. 4M. Della Vedova,L. Evangelista.”P(pán)rotecti