基于綜合測試法的預應力混凝土橋梁孔道壓漿質量檢測

文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨詢監理有限責任公司

基于綜合測試法的預應力混凝土橋梁孔道壓漿質量檢測

文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨詢監理有限責任公司

隨著我國橋梁建設的發展，后張法預應力混凝土橋梁結構得到了應用。國內預應力連續梁橋和連續剛構橋梁有40%～60%的孔道注漿存在質量問題。本文在現有檢測方法的基礎上，提出采用綜合測試分析法進行檢測。通過預制板進行研究，采用定性分析、定位分析和鉆孔驗證的方式檢測結果的準確率，為此種方法在工程實際中檢測提供了參考依據。

橋梁孔道注漿;預應力;混凝土

此類事故的原因有兩方面:一方面與施工控制有關，如試驗室確定的漿體配合比不合適，常常發生泌水;另一方面與檢測方法、檢測手段嚴重缺失有關，因為一旦注漿，孔道即為隱蔽工程，質量不易檢查，即使有空洞也不會被發現，導致施工人員，不夠重視質量好壞。因此，本文在總結多種現有檢測方法的基礎上，提出了基于定性、定位和內窺鏡驗證的綜合測試預應力混凝土橋梁孔道注漿密實度檢測方法，并對此進行了試驗研究。

1 試驗研究

1.1 試驗概況本次測試對象為3塊混凝土預制板，預制板具體尺寸為長2m，厚度為26cm，波紋管直徑設置為8.5cm和7cm兩種規格共9個孔道，每個孔道中均設置有多種缺陷。混凝土強度采用C50;在測試過程中對預制板孔道進行定性測試、定位測試和鉆孔驗證。為了表述方便，每塊板孔道的編號分別標記為N1、N2、N3;每灌漿孔道長度為2m，但考慮端部效益的影響，兩端頭約0.05m長度未進行測試，測試長度共1.9m。

2 測試原理

2.1 內窺鏡驗證

由于受到孔道內鋼筋及混凝土空洞等的影響，沖擊回波會發生繞射，為了確保檢測結果的準確性，本次試驗采用內窺鏡法進行驗證，首先采用電鉆鉆孔，確定孔道內存在空洞之后，采用內窺鏡在孔道內部進行觀察驗證。

2.2 定性測試

利用錨索兩端露出的鋼絞線進行測試，測試效率高。在一次測試過程中，可以同時完成上述3種方法(FLEA、FLPV、PFTF)的測試，通過相互之間的印證，可以提高測試精度。

2.2.1 傳遞函數法(PFTF)。在預應力梁的一端激振，如果接收端存在不密實情況，會在接收端產生高頻振蕩，通過此方法可以判定錨頭兩端附近的缺陷情況。定位測試所用的沖擊回波法則是沿著管道的上方或側方，以掃描的形式連續測試，通過反射信號的特性來測試管道內灌漿的狀況。當管道灌漿存在缺陷時，一方面激振的彈性波在缺陷處會產生反射，同時在底部反射回來的彈性波的傳播時間也會比灌漿密實的地方為長。

2.2.2 全長衰減法(FLEA)。在錨索一段激振的信號傳遞到另一端時，會產生能量的衰減。一般而言，灌漿越密實，振動能量逸散越快，其衰減也就越大。因此，用能量比即可反映灌漿密實度，能量比越小說明越密實。

2.2.3 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。一般情況下，隨著灌漿密實度測增加測試得到的波速會逐漸減小。當灌漿密實度越高，測試波速越接近混凝土波速，相反，則接近空置錨索的波速。對于C50的混凝土，其P波波速一般在4.2～4.3km/s，而空置錨索的P波波速則在5.0～5.1km/s左右。

2.3 定位測試

定位測試所用的沖擊回波法(IEEV)則是沿著管道的上方或側方，以掃描的形式連續測試，通過反射信號的特性來測試管道內灌漿的狀況。當管道灌漿存在缺陷時，一方面激振的彈性波在缺陷處會產生反射，同時在底部反射回來的彈性波的傳播時間也會比灌漿密實的地方為長。

3 檢測結果判斷依據

3.1 定位判斷標準大致將缺陷分為:松散型:灌漿料強度和剛性較低，較為松散，但仍保持連續性，對鋼絞線能起到保護作用;空洞型:有空洞，容易侵入空氣和水。

3.2 定性判斷標準為了定性測試的結果量化，筆者引入灌漿指數If。當灌漿飽滿時，If=1，而完全未灌時，If=0。因此，上述各方法可得到相應的灌漿指數IEA，IPV和ITF。同時，綜合灌漿指數可以定義為:If=(IEA·IPV·ITF)1/3通常，灌漿指數大于0.95一般意味著灌漿質量較好，而灌漿指數低于0.8則表明灌漿質量較差。灌漿指數是根據基準值而自動計算的，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，所以在條件許可時，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必要的。

4 檢測結果

4.1 定性測試結果

采用綜合灌漿指數可以初步判斷，1－3號梁N1－N3孔道均存在不同程度的灌漿缺陷，灌漿指數從0.945到0.989不等，但是具體在何種位置存在缺陷無法判斷，需進行定位測試和鉆孔驗證。

4.2 定位測試結果

4.2.1 定位波速標定。定位測試時，需對梁體進行波速標定確定梁體底部反射時刻，進而判斷孔道灌漿情況。通過定位測試基本可以知道缺陷的位置以及缺陷的長度，但是在實際工程中，由于受到鋼筋及缺陷的影響，沖擊回波在發生繞射時，不能完全保證定位測試的準確性，根據云圖顯示的準確率會有所下降，為此為了準確知道缺陷的長度等信息，需要采用鉆孔驗證的1.4～1.7m僅少量灌漿料;現場工作人員利用沖擊鉆對缺陷范圍進行鉆孔驗證。

4.3 鉆孔驗證

鉆孔驗證結果發現孔道中1處缺陷僅不到孔道直徑1/3的灌漿料，與測試結果完全吻合;另一處缺陷當鉆頭鉆至孔道壁上方時，鉆頭突然直接下降了一段距離，然后內部傳來空響聲，現場有經驗的工人判斷該處缺陷為無灌漿料或少許灌漿料，與測試結果一致，為此采用綜合測試法能夠較為準確的測定灌漿密實度。通過分析結果發現，3塊模型板中的9個孔道，均存在不同程度的缺陷。

結束語

通過采用綜合測試分析法，測定3塊模型板中的9個孔道，均存在不同程度的缺陷。其中定性分析可以判斷孔道內是否存在空洞，定位分析可以判斷孔道內具體的缺陷長度，最后采用鉆孔驗證的方式在缺陷的端部進行鉆孔驗證，試驗結果表明采用綜合測試分析法能夠較為準確的測定孔道注漿的缺陷類型及長度。

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