預應力橋梁波紋管注漿質量檢測方法分析

宋繼賢

（甘肅智通科技工程檢測咨詢有限公司，甘肅蘭州 730050）

0 引言

現階段，基于彈性波的檢測方法中主要分為沖擊回波法以及全長檢測法兩種，沖擊回波檢測法的優勢在于便攜性較好、操作簡便，正逐漸成為工程無損檢測技術的主流形式之一。然而沖擊回波法雖然具備較大優勢，但是在長度以及厚度方面具有一定局限性，在檢測距離較長或較厚的情況下辯識性會受到一定削弱，如果采用單面或雙面單點形式進行采樣檢測會導致監測工作量大幅提升。而基于彈性波的全長檢測技術可以一次完成檢測工作，在實際應用過程中需要首先利用設備從孔道錨具一段發生彈性波，利用接收設備在另一端采集彈性波數據，以此實現一次完成對整個孔道注漿密實度的檢測，該技術被廣泛應用于預應力橋梁孔道注漿檢測工作之中，并且檢測精準度與效率相較其他方法要高。

1 全長檢測法波紋管注漿質量檢測成效試驗設計

1.1 試驗儀器選擇

本次試驗中，技術人員選擇JL-BPAC(A)型檢測儀作為試驗設備。該設備是一種專門設計應用對橋梁孔道注漿質量進行檢測的智能化設備。該儀器的震源主要來自于安置在設備前端的超磁致彈性震源，儀器實際使用方法為首先將震源設備以及信號接受設備分別固定在待檢測物體兩端，隨后啟動儀器，利用設置在儀器前端震源產生彈性波，同時在接收端采集彈性波信號，最終實現檢測目的。在實際開展檢測工作過程中，通常需要對每個孔道重復進行三次檢測，并橫向對比三次檢測結果并依據辨識度對最終檢測波形進行抉擇，隨后利用設備系統自帶數據處理軟件即可實現對灌漿質量的檢測[1]。

1.2 試驗器材選擇

本次試驗，技術人員設計并制造了尺寸為3.0m×0.6m×1.2m 的實驗橋梁，橋梁制造過程中采用鋼筋、混凝土材料分別為直徑尺寸為16mm 的鋼筋以及標號為C50的混凝土材料。采用規格為φ70mm 的高密度聚乙烯塑料波紋管。

1.3 試驗缺陷設計

本次試驗目的為對塑料波紋管注漿施工質量監測中全長檢測法的應用可行性進行探究。為實現探究目標，本次試驗共設置4 個孔道進行對比試驗，為方便識別與后續分析闡述，分別標號為1、2、3、4，分別進行灌漿作業，同時設置一定缺陷，具體如下所示：1號設置連續密實區以及連續空洞區分別為0.9m以及2.1m，缺陷占總長度比例為70%；2 號設置連續密實區以及連續空洞區分別為1.2m 以及1.8m，缺陷占總長度比例為60%；3 號設置連續密實區以及連續空洞區分別為1.5m 以及1.5m，缺陷占總長度比例為50%；4 號設置連續密實區以及連續空洞區分別為1.8m以及1.2m，缺陷占總長度比例為40%。

2 試驗結果分析

2.1 波形起跳點特征及變化特征

從本質層面分析，波形起跳點即是在波形離開平衡位置開始向垂直方向變動后所產生的臨界點。其主要價值在于技術人員可以通過對該點在波形圖中的起跳位置進行分析活動孔道檢測速度。通常情況下，起跳點臨近波形圖左側且升勢較小的情況下，可判定檢測速度較高，由此可分析出檢測目標注漿質量未能達到預期要求。同時，通過對起跳點斜率進行分析還可以實現對測試孔道長度進行判斷，主要原因在于起跳點斜率與測試孔道長度之間成負相關關系，斜率會隨著測試距離降低而提升。同時，在測試孔道距離相等的情況下，注漿效果可以通過斜率反映，斜率越低表示注漿質量越好[2]。其主要原因在于測試孔道距離長或是注漿質量好的條件下，波傳播過程中能量衰減相對較大，而起跳點的位置相對變化幅度可以忽略不計，在此情況影響下，后續波雖然會繼續疊加但是受能量損失影響，在波形上的反映即為波形振幅大幅降低。

除此以外，通過對波形變化特征進行分析可以實現對孔道情況了解，具體操作為在波形呈現出較為緊密的條件下，整體頻率呈現出較高的狀態，此時孔道內注漿質量也相對較差，反之，注漿質量建好。

2.2 試驗孔道波形分析

通過實際試驗，技術人員獲取1、2、3、4號孔道的檢測波形圖，并得出以下幾項結論：第一，技術人員在對1 號孔道波形圖分析過后測得起跳點波速值為5010m/s，同時在檢測過程中未檢測到切波現象，波形整體振幅變化程度較少且頻率較高；第二，技術人員在對2 號孔道波形圖進行分析后測得起跳點波速值為4737m/s，同樣未檢測出切波現象，首波振幅較小，波形分析中發現高頻信號；第三，技術人員在對3號孔道波形圖進行分析后測得起跳點波速值為4646m/s，從波形層面分析可知首波振幅呈現出相對較小的情況，且從整體波形分析，存在較多小振幅波形信號；第四，技術人員在對4 號孔道波形圖進行分析后得出結論，該孔道波形起跳點速度為4563m/s，同時在檢測過程中技術人員發現首波周期相對較長，且中部波形表現出較為明顯的紊亂狀態。

為確保試驗結果可靠性，技術人員采用同種缺陷設置以及技術，利用金屬波紋孔管進行對照試驗，所得結果與塑料波紋孔管波形相近，由此可見全長檢測法在塑料波紋孔管注漿質量檢測方面具有使用價值。

2.3 飽滿度分析

考慮到彈性波傳播受混凝土齡期、密實程度等因素的影響較大，因此，在混凝土材料之中，彈性波傳播速度呈現出不固定的浮動狀態，即不存在速度定值。根據大量工程經驗以及實驗研究結果分析可知，28 天齡期條件下，C40、C50 混凝土中的彈性波傳輸速度存在一定差異，經測算分別為3800m/s 以及4300m/s。此數值來源于現場澆筑混凝土，在實驗室測定中，C50 混凝土的彈性波傳播速度可以達到4600m/s，此外，經過實際測量可知，彈性波在鋼絞線中的傳輸速度最快，峰值速度可超過5000m/s。由此，技術人員在實際對孔道注漿密實度進行分析過程中可以利用波速關系開展相關工作，所用公式如公式（1）所示。

其中，D 表示孔道內注漿飽滿度；Cb、Ct、Cm分別表示彈性波在鋼絞線、混凝土、注漿體中的波速，單位為m/s；α表示檢測剛度系數。

技術人員在經過實際檢測后，通過對檢測所得結果與試驗設置缺陷進行橫向對比后可見，在塑料波紋管注漿質量檢測工作中，利用全長檢測法可以獲得準確的結果，基本可以檢測出目標注漿質量實際情況。此外，在實際進行試驗過程中，在檢測目標注漿密實度在50%以下，注漿缺陷極為嚴重的情況下，全長檢測法的檢測精準度極高，具有較強的應用意義。

3 總結

綜上所述，考慮到注漿質量對預應力橋梁施工質量的影響，加強對塑料波紋管注漿質量檢測技術的研究具有重要意義。本文對全長檢測法的應用特點進行概述，并對檢測有效性進行試驗分析，最終所得結果可知，全長檢測法具有較強的可行性以及應用價值。