预应力管道压浆密实度定位测试新技术

预应力孔道灌浆密实度检测要点与传统的混凝土桥梁相比，预应力混凝土桥梁因其承载能力强、刚度大和造型美观等优点被广泛应用于高速公路桥梁工程建设中。

但目前在桥梁预应力施工过程中，会产生孔道压浆不密实的问题，引发预应力混凝土桥梁病害。

孔道压浆是指将某一固定比例外加剂添加至水泥浆内，把形成的混合物从孔道一端压入，另一端排出（此时为浓浆），之后再做封闭处理。

该过程主要是利用混合混凝土浆体比重大的特点，把孔道内的气体挤出道外，并用浆液将孔道充满，进而达到保护预应力筋的目的。

此外，充满整个孔道的浆液在完全固结后能够对钢绞线施加较大的握裹力，同样能够起到保证预应力桥梁结构稳定安全的目的。

若压浆不密实，就会缩短预应力钢绞线的使用寿命和使用效率，严重的可能发生安全质量事故。

因此，孔道的压浆密实度对预应力混凝土桥梁的后期工作性能非常重要，其质量的优劣与预应力钢绞线的使用质量及其使用年限息息相关，其施工质量决定着整个结构施工的安全与稳定。

在桥梁的预应力孔道中，压浆体是否密实直接决定梁体结构是否完整与可靠。

所以必须采用合理的检测手段，才能保证检测结果的准确性。

1、冲击回波法冲击回波法是在预应力孔道处的混凝土表面利用一个瞬时的机械冲击产生低频的应力波，应力波传播到结构内部被构件底面或缺陷表面反射回来，并在构件表面、内部缺陷表面或构件底部之间来回反射产生瞬时共振，其共振频率能在振幅谱中辨别出来，然后通过对反射回来的应力波进行时域分析与频域分析，就能确定预应力孔道灌浆不密实区域。

冲击回波法检测桥梁预应力孔道施工质量隐患时，对预应力孔道缺陷类型定性检测效果较好，但定量检测效果不理想。

2、射线辐射法射线辐射法是利用不同物质对射线的吸收率有所差异的原理来进行测试的，即充填密实的部分对射线的吸收率高，透射射线的感光度较低，而有空洞的部分则相反，对射线的吸收率低，透射射线的感光度较高，因此只要采用感光胶片来检测透射射线的强度并通过感光胶片感光的浓淡程度就可以检测出预应力孔道灌浆的密实程度。

预应力灌浆密实度检测技术（纵向预应力孔道灌浆密实度检测）1测试意义预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用，达到设计要求，孔道压浆的质量效果是重要的影响因素之一。

如果压浆不密实，水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐蚀，造成有效预应力降低。

严重时，钢绞线会发生断裂，从而极大地影响桥梁的耐久性、安全性；此外，压浆质量缺陷还会导致混凝土应力集中致使破坏，进而改变梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的使用寿命。

我们开发的灌浆密实度测试方案综合了国内外以及我们研发的多种技术，其最大的特点在于既可以快速定性测试，也能够对有问题的管道进行缺陷定位，从而达到了测试效率和精度的最优化。

预应力混凝土梁多功能检测仪（SPC-MATS）2 测试方法和原理在每个管道上沿间距为0.2m 进行测试，孔道正上方激振。

3 模型验证3.1 实验一某混凝土预应力梁场预埋灌浆缺陷本模型中，对孔道的灌浆率分别为25%、50%、75%和100%。

主要测试了定性检测中全长波速法（FLPV ）和全长衰减法（FLEA ）的测试精度就相关的基准指标。

3.2实验二测试场景（合肥长临河制梁场模型）本次验证试验证明了我们开发的定性检测和定位检测技术，能够检测出灌浆不密实的有无和缺陷位置，并能基本判断出缺陷的类型，同时较好地达到测试精度和效率的平衡。

验证结果表明，本测试技术的测试精度和测试效率均已达到了实用水平。

3.3 实验三破梁场景 剖开后场景N1管0m~-3m 扫描等值线图定性测试结果（全体）灌浆密实时，信号经过管道在底部的反射时间3.4实验四试验场景（西南交通大学轨道实验室）IEEV 扫描等值线图3.5 实验五测试对象（云南航天检测） 管道位置图测试结果：对大缺陷位置进行了钻孔穿丝验证，发现该当部位确实存在不密实现象，几乎没有灌浆料。

检测出来缺陷位置，与现场穿铁丝验证结果几乎一致，准确率达到90%以上。

缺陷反射底部反射4现场破梁验证4.1验证一钻孔场景穿丝验证场景测试结果：对大缺陷位置进行了钻孔穿丝验证，发现该当部位确实存在不密实现象，几乎没有灌浆料。

桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术规程桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术规程随着城市化进程的不断加速，桥梁的建设成为了城市发展的重要组成部分。

而桥梁的安全性和稳定性则直接关系到人民群众的生命财产安全。

因此，桥梁的建设和维护显得尤为重要。

预应力孔道注浆是桥梁建设中常见的一种加固方法。

在施工过程中，通过在混凝土构件内铺设钢筋或钢缆，并在预应力孔道内注入浆液，使其固化后形成预应力，从而提高混凝土构件的承载能力和抗震能力。

然而，由于施工操作的复杂性以及注浆浆液的质量控制问题，预应力孔道注浆质量并不稳定，密实度不够，导致注浆后混凝土构件的承载能力和耐久性不足。

为了解决这一问题，提高预应力孔道注浆质量，保障桥梁的安全性，无损检测技术应运而生。

这种技术可以通过非破坏性检测方法，对预应力孔道注浆质量进行评估，指导施工操作，保证注浆质量。

无损检测技术的具体实施步骤如下：1. 确定检测位置：在进行无损检测前，需要先根据桥梁设计图纸确定预应力孔道位置，并在预应力孔道上标记出检测位置。

2. 安装检测仪器：检测仪器包括测压计、测量管、压力表等，需要按照说明书正确安装并接线。

3. 检测前准备：在进行无损检测前，需要将注浆孔道表面清洗干净，并确保注浆浆液已经固化。

4. 检测过程：将测量管插入预应力孔道内部，将压力表和测压计与测量管相连，通过压力表施加压力，测量管内的浆液流动情况。

根据流动情况，可以判断注浆密实度。

5. 检测结果分析：根据测量结果，可以计算出注浆密实度，判断注浆质量是否符合要求。

如果注浆密实度不足，需要进行重新注浆或者其他加固措施。

桥梁预应力孔道注浆密实度无损检测技术是一种非常实用的技术手段，可以对注浆质量进行评估，保证桥梁的安全性和稳定性。

在实际工程中，需要严格按照技术规程操作，确保检测准确性和可靠性。

TD-BWG波纹管注浆密实性检测系统预应力孔道压浆密实性成像、缺陷定位和质量评定检测对象与内容TD-BWG可以确定波纹管注浆缺陷的位置和大小。

该系统适用于所有预应力桥梁：在建桥梁（预制梁、现浇梁）、既有桥梁的波纹管检测，可以检测塑料和金属波纹管，长度不限。

也可以用于补浆效果的检验。

检测精度TD-BWG技术具有较高的分辨率，可以发现波纹管内小于分米级的注浆缺陷，检测原理按照散射原理，波纹管的注浆脱空区等缺陷表现为被动震源，当遇到外界震动激励时，缺陷向周围发射二次散射波。

根据接收到的散射波的走时、瞬时频谱、散射能量三项指标可以确定缺陷的位置、大小。

TD-BWG系统组成1）TD-BWG数据采集仪道数：16、32可选采样率:5微秒A/D：24位记录长度：120K字节2）TD-BWGwin软件系统软件功能：方向滤波，速度扫描，质量缺陷偏移成像。

案例1.甘肃某高速公路桥梁预应力管道注浆质量检测检测目的：检测波纹管注浆密实性，为注浆工艺评价和质量控制提供依据。

采用BWG波纹管缺陷散射追踪法进行检测，对4个标段14片梁的注浆质量进行了检测，如下图所示。

检测结果：波纹管注浆质量总体是好的，但也发现一些质量缺陷。

2. 浙江某铁路现浇梁的波纹管注浆密实性检测该现浇梁，长度为40+56+40，其预应力筋立面布置图所示（半幅）。

该桥梁的预应力筋共38根，分布情况为：顶板共12根，左右腹板每侧各10根，底板6根。

检测抽取了4根波纹管的8段，抽取的波纹管注浆质量良好。

3. 上海某鱼脊梁模型波纹管注浆质量检测工程概况：为了研究鱼脊梁的预应力孔道（波纹管）注浆工艺，特浇筑了一个1:1的鱼脊梁模型进行预应力孔道压浆密实性检测。

鱼脊梁模型高20m ，长100m,中间高两侧低。

波纹管分东西两支，长各100m 。

波纹管直径14cm ，内置31支钢索。

东支波纹管采用；两端压浆法，西支采用一段压浆法。

模型外观如下图。

本次采用声波散射和地质雷达法两种技术相结合，提高检测的可靠性。

预应力管道灌浆检测方法介绍摘要：在预应力混凝土梁的制作中，预应力管道灌浆的密实度质晟保证重要的因素之•: 否则，会加速结构的劣化，严重时其至造成安全隐患和垮桥等恶性啡故，从而造成社会绍济的损失。

因此本文在大量的研究皋础z I••提出了预应力管道灌浆定性检测、定位测试等行之有效的新方法。

关键词：注浆饱满度、全氏衰减法、全氏波速法、传递函数法、定位测试、冲击回波、孔道灌浆质最1引言预应力钢绞线要在桥梁使川过程中确保氏期发挥作用，达到设计要求，孔道压浆的质最效果是乖要的影响因素之一。

如果压浆不密实，水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐蚀，造成冇效预应力降低。

严重时，钢绞线会发生断裂，从而极大地彫响桥梁的耐久性、安全性；此外，压浆质鼠缺陷还会导致混凝上应力集中致使破坏，进而改变梁体的设讣受力状态，从而影响桥梁的使用塔命。

建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁于1985年突然倒塌，建于1957年的美国康涅狄格州的Bissell大桥于1992年炸毁重建。

英原因均在于预应力钢筋锈蚀导致桥的安全度下降。

我国某高速公路三座预应力梁桥，纵向预应力孔道中无压浆的截面占调査总数的14. 5%,横向预应力无压浆截面则占到47. 6%。

氏期以來，研究人员开发了多种测试方法。

按测试所采用的媒介來分，大致可以分为：1）基于放射线（X光）的检测方法;2）荃于电磁波的检测方法（如电磁雷达）：3）茶于超声波的检测方法：4）基于冲击弹性波的检测方法一般来说，基于X光成像的检测技术稍度较舄,但测试设备复杂，检测成本高, 难以大范用检测。

电磁雷达则受钢筋影响大，对缺陷不敏感、测试将度低。

超声波法和冲击弹性波法尽管从理论匕能够检测灌浆密实度，但迄今为止尚无简捷可徐的、实川化的针对灌浆密实度的无损检测技术和设备。

在此，我们综合了国内外以及我们研发的多种技术，提出新的灌浆密实度检测方法，梵授大的特点在于既可以快速定性测试，也能够对有问题的管道进行缺陷定位，从而达到了测试效率和梢度的最优化。

预应力混凝土桥梁孔道压浆密实度检测技术说到桥梁，大家肯定不会觉得陌生，不管是大桥、小桥，还是高速公路上的高架桥，都是我们日常生活的一部分。

它们不光是为了方便咱们出行，更多时候是为了支撑起人们的梦想和交通的脉络。

不过，你知道吗？这些桥梁可不是随便搭个木板架起来就行的，尤其是那种预应力混凝土桥梁，背后可有不少讲究。

今天呢，我们就来聊聊一个比较专业，但其实也不那么复杂的事——预应力混凝土桥梁孔道压浆的密实度检测技术。

先来个简单的科普，大家也许有点不太理解“孔道压浆”是啥意思。

预应力混凝土桥梁内部有一个“洞”，专业点叫做“孔道”，这孔道里面放了钢筋，然后在后续施工中，通过压浆技术将水泥浆、沙浆或者类似的浆体压进去。

这个压浆的过程就是为了让钢筋和混凝土更好地“粘合”，形成一个牢固的整体。

听起来是不是很简单？实际上，这个过程中的“密实度”非常重要。

如果浆体没能完全填充孔道，桥梁的稳定性就会受到影响，严重时甚至会导致桥梁的结构问题。

所以，检测孔道压浆的密实度，基本上就是在看这个压浆到底做得怎么样，是不是让钢筋和混凝土紧密结合，确保桥梁的安全性。

检测孔道压浆密实度可不是随便做的，得有技术！没错，大家可以想象一下，检测方法有点像给桥梁做体检。

这个“体检”不仅要精准还得细致。

比如，有些技术可以通过超声波，利用声波传播的速度差来判断压浆的质量；有些技术通过注入压力、查看浆体流动的状况来判断密实度。

每一种方法都有自己的“优势”，但最重要的一点就是，得精准，得靠谱。

这就像你做菜时，要按份量加料，否则做出来的菜味道就会差。

说到这里，大家是不是会觉得，检测压浆密实度这么“高大上”，是不是需要非常复杂的设备？其实也不尽然。

说白了，检测的核心目的就是要知道压浆到底做得好不好，是不是牢固。

像超声波检测这一类方法，虽然看起来很高端，实际上它就像是用声音“探测”桥梁内部的状态。

说白了，它就是给桥梁做了个“X光”。

不过，这可不是拿个设备一照就行。

附件1：预制梁预应力孔道压浆密实度检测分析报告一、检测目的预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用，达到设计要求，孔道压浆的质量效果是重要的影响因素之一。

如果压浆不密实，水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐蚀，造成有效预应力降低。

严重时，钢绞线会发生断裂，从而极大地影响桥梁的耐久性、安全性。

此外，压浆质量缺陷还会导致混凝土应力集中，进而改变梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的承载力和使用寿命。

二、检测方法㈠无损检测：使用SPC-MATS预应力混凝土梁多功能检测仪对孔道进行检测，对采集的数据进行分析处理，根据处理后的频谱信号进行压浆密实度及缺陷位置的判定。

㈡钻孔验证：无损检测后，为验证其准确性，在梁板两端端头最不利点的侧面开孔，采取以下方式进行验证。

1.用工业内窥镜对孔内情况观察。

2.穿丝：即用铁丝看能否穿过，一般适用于较长的缺陷。

3.挂钩：用小钩去挂钢绞线。

若能钩住钢绞线即表明存在较大的缺陷。

三、检测结果预制梁预应力孔道压浆密实度检测结果汇总表检测结果缺陷情况统计表A级：注浆饱满或波纹管上部有小蜂窝状气泡，与钢绞线不接触；B级：波纹管上部有空隙，与钢绞线不接触；C级：波纹管上部有空隙，与钢绞线相接触；D级：波纹管上部无砂浆，与钢绞线相接触并严重缺少砂浆。

D级又可细分为D1、D2和D3级，分别对应于大半空、接近全空和全空。

A级B级C级D1级D2级D3级压浆密实度分级示例四、问题分析㈠试验检测不规范：工地试验室未严格按《公路桥涵施工技术规范》及《浙江省公路桥梁预应力孔道压浆技术指南》进行日常压浆浆液的质量检测。

1.工地试验室对于压浆料质量的控制能力较弱，检测项目少，依赖第三方委托的结果，没有时效性，试验人员没有充分掌握预应力孔道压浆技术的试验理论知识和实际操作能力。

2.未进行30min、60min流动度，现场沉积率检测，不能发现浆液可能存在的沉淀、离析、泌水等不合格现象。

3.未进行竖向膨胀率、压力充盈度、充盈度试验，不但不能发现浆液实际膨胀情况，而且可能存在的收缩问题。

预应力灌浆密实度检测技术--横（竖）向预应力孔道灌浆密实度检测1.测试意义：横向及竖向预应力在现浇梁中也有较为普遍的应用。

此类预应力锚索（杆）往往只有一端露在外面，因此基于弹性波诱发的自由振动及能量衰减特性，开发了相应的测试方法。

预应力混凝土梁多功能检测仪（SPC-MATS）2.测试方法与原理：横（竖）向预应力孔道灌浆密实度的检测方法与岩锚杆测试类似。

横向预应力灌浆质量无损检测示意图所不同的是，在桥梁中，横向预应力常常采用的是锚索。

与锚杆相比，在锚索中传播的弹性波衰减及振动干扰更大，因此不能套用岩土锚杆的检测方法。

2.1测试方法的理论基础1)基于振动频率的测试方法对于横向预应力锚索，外力激振后会引起钢绞线的自由振动。

当未灌浆时，钢绞线处于自由状况，其自振频率较高。

而灌浆饱满时，由于附加质量的影响，其自振频率会有明显的降低。

【注意】若钢绞线未充分张拉，或者未灌浆部分过长时，其自振频率反而可能降低。

因此，结合张力测试是有必要的。

2)基于能量衰减的测试方法对于横向预应力锚索和竖向预应力锚杆，外力激振信号的衰减速度与灌浆密实度有较大的关系。

当未灌浆时，锚索（杆）中的弹性波逸散面小，能量衰减慢，因此其振动持续时间长。

而灌浆饱满时，弹性波逸散面大，能量衰减快，因此其振动持续时间短。

测试原理2.2参考基准值下表是我们给出的参考基准值。

表3-2-1 灌浆指数的基准值注-1方法项目全灌浆时值无灌浆时值基于振动特性卓越周期（ms） 1.20.8基于能量衰减持续时间（ms）10 15注-1：参考现场验证试验所定，不同部位、不同长度的锚索的基准值有所不同；3.试验验证某现浇梁，对灌浆前和灌浆后的横向预应力锚索孔道的灌浆密实度进行了验证试验。

试验结果和代表性的波形如后所示。

露出锚头测试结果：序号测试对象锚索编号卓越周期（ms）持续时间（ms）灌浆指数1横向预应力钢绞线未灌浆hxbd-1 0.618 13.802 0.0682 hxbd-2 0.437 14.018 0.0333 hxbd-3 0.672 11.009 0.0864 hxbd-4 0.847 11.276 0.305平均0.643512.5260.123 5横向预应力钢绞线灌浆hx5-3m1-11.211 11.678 0.5106hx5-4m1-11.137 15.284 0.1477hx5-6m1-11.561 11.695 0.772平均 1.303 12.885 0.476典型波形/图形（本资料素材和资料部分来自网络，仅供参考。

预应力灌浆密实度检测技术--横（竖）向预应力孔道灌浆密实度检测1.测试意义：横向及竖向预应力在现浇梁中也有较为普遍的应用。

此类预应力锚索（杆）往往只有一端露在外面，因此基于弹性波诱发的自由振动及能量衰减特性，开发了相应的测试方法。

预应力混凝土梁多功能检测仪（SPC-MATS）2.测试方法与原理：横（竖）向预应力孔道灌浆密实度的检测方法与岩锚杆测试类似。

横向预应力灌浆质量无损检测示意图所不同的是，在桥梁中，横向预应力常常采用的是锚索。

与锚杆相比，在锚索中传播的弹性波衰减及振动干扰更大，因此不能套用岩土锚杆的检测方法。

2.1测试方法的理论基础1)基于振动频率的测试方法对于横向预应力锚索，外力激振后会引起钢绞线的自由振动。

当未灌浆时，钢绞线处于自由状况，其自振频率较高。

而灌浆饱满时，由于附加质量的影响，其自振频率会有明显的降低。

【注意】若钢绞线未充分张拉，或者未灌浆部分过长时，其自振频率反而可能降低。

因此，结合张力测试是有必要的。

2)基于能量衰减的测试方法对于横向预应力锚索和竖向预应力锚杆，外力激振信号的衰减速度与灌浆密实度有较大的关系。

当未灌浆时，锚索（杆）中的弹性波逸散面小，能量衰减慢，因此其振动持续时间长。

而灌浆饱满时，弹性波逸散面大，能量衰减快，因此其振动持续时间短。

测试原理2.2参考基准值下表是我们给出的参考基准值。

表3-2-1 灌浆指数的基准值注-1基于振动特性卓越周期（ms） 1.20.8基于能量衰减持续时间（ms）1015注-1：参考现场验证试验所定，不同部位、不同长度的锚索的基准值有所不同；3.试验验证某现浇梁，对灌浆前和灌浆后的横向预应力锚索孔道的灌浆密实度进行了验证试验。

试验结果和代表性的波形如后所示。

露出锚头测试结果：序号测试对象锚索编号卓越周期（ms）持续时间（ms）灌浆指数1横向预应力钢绞线未灌浆hxbd-10.61813.8020.0682hxbd-20.43714.0180.033 3hxbd-30.67211.0090.086 4hxbd-40.84711.2760.305平均0.643512.5260.1235横向预应力钢绞线灌浆hx5-3m1-11.21111.6780.5106hx5-4m1-11.13715.2840.1477hx5-6m1-11.56111.6950.772平均 1.30312.8850.476典型波形/图形. .灌浆不密实：自由振动周期短灌浆密实：自由振动周期长灌浆密实：持续振动时间短灌浆密实：持续振动时间短。