一种预应力孔道压浆质量无损检测方法
【摘要】一种基于冲击弹性波理论的预应力孔道压浆无损检测方法，可以对注浆缺陷进行定位检测，通过不同注浆密实度下冲击弹性波反射时间的不同，判断注浆孔道的密实性。经过实际应用并开孔验证，冲击弹性波法能有效地对预应力孔道压浆密实度进行判断。
【关键词】预应力；孔道压浆质量；无损检测
0 引言
预应力混凝土梁在现代桥梁工程中得到了极其广泛的应用，其孔道压浆饱满度在很大程度上决定了预应力混凝土桥梁的承载力和耐久性。但是，目前一直缺乏有效的检测技术及标准，使得预应力孔道压浆的施工质量无法得到有效检测。根据东南大学交通学院桥梁与隧道研究所（2004）提出的报告[1]，在沪宁高速公路扩建工程中锡澄运河大桥、新兴塘大桥、北兴塘大桥和锡北运河大桥结合拆除工程，对梁板孔道压浆饱满度进行了实体验证，在总数8000多个调查点中，完全密实的比例仅有39%，而全空（未压浆）的比例则高达13%。
本文所研究的基于冲击弹性波的检测技术是目前比较先进的无损检测方法之一，在实体箱梁验证试验中取得了满意的效果。
1 冲击弹性波技术的原理
定位测试所用的冲击回波法（IEEV）是沿着孔道的上方或侧方，以扫描的形式连续测试（激振和受信），测点的间距一般为0.2m，每点敲击1次，通过反射信号的特性来测试
管道内灌浆的状况。当管道灌浆存在缺陷时，一方面激振的弹性波在缺陷处会产生反射，同时在底部反射回来的弹性波的传播时间也会比灌浆密实的地方长，如图1所示。
2 灌浆质量判断标准
2.1缺陷分类：
根据我们长期工程经验和验证结果大致将缺陷分为以下四种：
（1）松散型：灌浆料强度和刚性较低，较为松散，但仍对钢绞线能起到保护作用；
（2）空洞型：有空洞，容易侵入空气和水，可以分为小规模空洞和大规模空洞。
2.2灌浆率判断标准：
为了定位测试的结果量化，我们引入了注浆率指数D。当灌浆饱满时D=1，而完全未灌时D=0；我们定义孔道压浆质量健全时权重为1；松散型权重为0.5；上部小孔洞权重为0.5；大空洞权重为0，其中 代表健全测点数；松散型测点数为 ；上部小空洞测点数为 ；大空洞测点数为 ；M为总测点数，因此灌浆率可表示为：
D=
一般情况下注浆率大于0.95该孔道注浆质量为优；0.9-0.95之间为良；低于0.9就应该考虑处理，处理缺陷时可依据孔道缺陷类型进行判断，具体依据如下表：
3 现场检测
3.1 检测对象
检测的对象如图3所示，为30m预制箱梁，设计强度C50，端部腹板厚度为18～25cm，预应力孔道为φ55mm的金属波纹管，注浆龄期不小于7d。检测范围为两端端头0～5m范围，检测点距为20cm。
3.2 检测仪器
本次测试采用的设备是一台SBA-HTF型号的孔道灌浆密实度质量检测仪，采样精度为浮点插值补偿至24位，采集频率0～500KHz。
3.3 测线的布置
现场测线布置时，选取较易出现压浆不密实的进浆口和出浆口的端部5m范围，测线上每个点的间距为20cm，每条测线均沿波纹管方向，如图5所示。
4 检测结果及分析
选取了某在建干线公路工程，对混凝土预制箱梁的腹板共5根预应力管道进行了测试，测试结果为根据弹性波反射时间绘制的等值线图，对每条管道图像进行分析后，选择缺陷梁腹板开孔进行验证。通过分析图7和图8中测线的等值线图可以看出，N1左和N1右两个孔道测线反射时间与标定图相比明显滞后，由此判断这两个孔道存在较大缺陷。
现场通过开孔对缺陷进行验证，发现两个孔道端头0～0.8m范围内存在空洞，其中N1左的钢绞线已经出现锈蚀迹象，如图9。
5 结语
基于冲击弹性波的预应力孔道压浆质量无损检测方法是一种简单、快速、可靠的检测方法，与其他检测方法相比，在检测金属波纹管的时更具优势。目前预应力孔道压浆质量检测国内还没有完整的规范，冲击弹性波法在检测的分辨率方面还需进一步研究。
参考文献：
[1] 叶见曙，张峰.预应力混凝土连续箱梁调查研究报告[R].东南大学交通学院桥梁与隧道研究所，2004.
[2] M.Sansalone，W.Street，冲击-回波法及其现场型仪器在砼结构无损检测中的应用，土木工程无损检测国际会议译文集，1997.12.
[3]辛公锋，王兆星，刘家海，郑子腾.箱梁预应力孔道压浆密实性检测技术研究.《公路交通科技》2010年第S1期
