桥梁预应力孔道压浆检测
桥梁预应力孔道压浆检测
（四川升拓检测技术有限责任公司，四川成都610045）
摘要：本文介绍的是桥梁预应力孔道压浆密实度质量检测技术，由四川升拓检测技术生产的预应力混凝土梁多功能检测仪在进行灌浆密实度检测时可进行定性检测及定位检测，本文还特别说明了如何对灌浆密实度检测后的灌浆质量进行评价。
特别说明：我公司的预应力灌浆密实度检测技术已提出“一种基于频率传递特性的桥梁预应力管道灌浆密实度检测”方法，并申请了发明专利。
关键词：大桥垮塌、桥梁安全检测、预应力灌浆密实度检测、桥梁预应力孔道压浆、灌浆密实度检测、灌浆密实度定性检测、预应力孔道压浆密实度检测仪、冲击回波、孔道灌浆质量
预应力桥梁安全孔道压浆检测仪
1引言
夏季防洪防汛，做为连接河流的重要交通道
路桥梁，对其预应力孔道压浆密实度检测是必要检测项目。由于连续大雨，于2013年7月9日江油盘江大桥垮塌。预应力混凝土梁在运行过程中，不可避免地会出现各种老化、劣化现象（如混凝土强度降低，预应力损失等）。同时，
在预应力混凝土梁的制作中，预应力张力到位、管道灌浆的密实度和混凝土的浇筑质量保证是非常重要的。否则，会加速结构的劣化，严重时甚至造成安全隐患和垮桥等恶性事故，从而造成社会经济的损失。我们历时10余年，与国内外相关
走进升拓感受未来sensing the future
机构合作开发了一整套针对这两项关键问题的解决方案和技术体系。该方案基于无损检测技术，具有测试效率高、可靠性好、对结构无损伤等特点。
2设备基本构成
预应力混凝土梁多功能检测仪SPC-MATS
本产品主要构成如下：
仪器主机（小型一体化平台）
传感器（进口）
外置放大器
激振系统及线缆
无线操控系统
产品软件（数据采集、数据解析、自动生成报告）
3测试项目及方法
走进升拓感受未来sensing the
4预应力灌浆密实度检测技术
通过弹性波的透过、反射等特性，可以对预应力梁的孔道灌浆密实度进行定性检测和定位检测。
1 .定性检测
通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振
和拾振，进而对整个钢绞线的灌浆密实度加以分
析。主要包括以下方法：
1）全体灌浆性能
采用全长衰减法（FLEA）和全长波速法（FLPV）进行测试。
（1）全长衰减法（FLEA）
如果孔道灌浆密实度较高，能景在传播过程中逸散的越多，衰减大，振幅比小。反之，若孔道灌浆密实度较低，则能量在传播过程逸散较少，衰减小、振幅比大。
future
因此，通过精密地测试能量的衰减，既可以推测灌浆质量。我们研发的双方向激振技术（已取得国家发明专利，专利号：ZL200510021851. 5）可以大幅提高能量衰减的测试精度，从而奠定了全长衰减法的基础。
（2）全长波速法（FLPV）
通过测试弹性波经过锚索的传播时间，并结合锚索的距离计算出弹性波经过锚索的波速。通过波速的变化来判断预应力管道灌浆密实度情况。一般情况下波速与灌浆密实度有相关性，随着灌浆密实度测增加波速是逐渐减小，当灌浆密实度达到100%时，测试的锚索的P波波速接近混凝土中的P波波速。
走进升拓感受未来sensing the future
图全长波速法测试示意图
该方法最早由日本学者镰田敏郎教授于2001年提出，尽管存在理论基础不严密等诸多问题，但其作为一种较为直观的测试方法，特别是在测试灌浆密实度很低的时候，仍然有一定的应用价值。
2）端部灌浆性能
主要采用传递函数法（PFTF）和波形特征对比法测试。
（1）传递函数法（PFTF）
根据受信与激发信号的初动部分的传递函数，可推测锚头附近的灌浆密实度；当灌浆密实时,钢绞线周围有灌浆材料约束，不易自由振动, 受信信号初动部分频率较低；而当出现灌浆不密实区域时，钢绞线周围缺乏约束，产生自由弦振动，受信信号初动部分频率较高；采用该方法可以测试在锚头附近的灌浆密实度。
图传递函数法的测试概念
当然，在激振端附近的钢绞线也存在灌浆不密实现象时，激振端的传感器拾取的振动信号的频率也会增加。
【注意】若钢绞线未充分张拉，或者未灌浆部分过长时，其自振频率反而
走进升拓感受未来sensing the future
可能降低。因此，堵合张力测试是有必要的。
（2）波形特征对比法
在预应力孔道端部存在不密实区域时，接受到弹性波首先为经钢绞线传来的信号，然后接收到
经周围混凝土传来的信号，两者之间有一定的时间差。另一方面，端部灌浆密实时，两者信号较为
接近，不易分辨。
图接收端附近灌浆密实度波形特征对比法示意图
3）定量化分析（灌浆指数）
上述各定性测试方法各有特色，尽管测试原理不同，但测试方法完全一样。因此, 根据一次的
测试数据可以同时得到3种方法的测试结果。
表灌浆密实度定性测试方法比较
为了定性测试的结果定量化，我们引入了综合灌浆指数。o当灌浆饱满时，。=1 , 而完全未灌时，0=0。因此，上述各方法可得到相应的灌浆指数必，加和匕八同
走进升拓感受未来sensing the future
时，综合灌浆指数可以定义为：
If = ?】TF）
只要某一项的灌浆指数较低，综合灌浆指数就会有较明显的反映。通常，灌浆指数大于0. 95 一般意味着灌浆质量较好，而灌浆指数低于0. 80则表明灌浆质量较差。
此外，灌浆指数是根据基准值而自动计算的，因此，基准值的选定是非常重要的。不同形式的锚具、梁的形式以及孔道的位置都会对基准值产生影响,所用在条件许可时, 进行相应的标定或通过大信的测试并结合数理统计的方法确定基准值是非常理想的。
1
注?2 :梁不同部位的混凝土的P波波速有一定的不同；
注:采用SPC-MATS配置的激振导向器和D5O锤激振而且充分张拉时；
注?4 :根据钢绞线的模量（196GPa ）推算，并结合实际测试验证；
2.定位检测
1）定位测试（改良冲击回波等效波速法：IEEV）的基本原理
根据在波纹管位置反射信号的有无以及梁底端的反射时间的长短，即可判定灌浆缺陷的有无和类型。当管道灌浆存在缺陷时，有：