桥梁预应力管道压浆质量快速无损检测研究

张玉恩 付雅丽

摘 要：在新时期现代化建设方针落实的过程当中，居民的生活需求日益增长，为提高社会生产生活的效率，越来越多的桥梁工程投入建设。桥梁工程对于城市的发展来说有着巨大的推动作用，提高了交通的便利性，有助于城市整体经济效益与社会效益的提升。为了保证桥梁施工建设的质量，目前使用最为广泛的预应力技术能够保证桥梁施工质量以及其耐久性。本文主要针对桥梁预应力管道压浆质量检测进行了详细的分析。

关键词：桥梁施工;预应力;压浆质量检测

1 无损检测技术的概念及其特点

（1）无损检测技术是指利用光纤、超声波、雷达等先进技术手段，通过评估激励源（如声、光、电）进入建筑工程结构时产生的变化，来判断结构是否存在缺陷和瑕疵。与传统检测技术相比，无损检测不会影响被检测对象的结构完整性，适用于检测运营道路和桥梁结构。（2）无损检测可以完全覆盖待测范围，第一时间检测出结构内部的潜在问题可预测性好。

2 提高桥梁预应力管道压浆质量检测的措施

2.1 孔道材质

在公路工程中，孔道主要采用2类波纹管，即金属和PVC波纹管。尽管PVC波纹管在与混凝土间粘结性能等方面要低于金属波纹管，但由于其施工方便因而也得到了广泛的应用。由于阻抗的关系，两类波纹管对弹性波的反射不同，从而对压浆密实度缺陷的检测也有一定的影响。根据弹性波的反射理论，机械阻抗R、VA（即密度、波速与面积的乘积）的变化决定了反射信号大小和相位。金属管壁、PVC管壁、混凝土、缺陷的阻抗大小顺序为：金属>混凝土>PVC>缺陷空洞。因此，金属波纹管处对弹性波是逆向反射，PVC和缺陷則是正向反射。由于管壁很薄，会出现金属波纹管的反射和缺陷处的反射互相抵消，而PVC与缺陷的反射则是相互增强的现象。如图1。

所以，不能仅凭缺陷处的反射信号的强弱来判断，而是要结合等效波速法，即梁底部（壁面）反射信号的传播时间进行综合考虑。如表1。

2.2 定位检测

选取的激振锤对压浆密实度检测精度和分辨力有很大的影响。激振锤激振得到的弹性波具有自振周期。该自振周期与弹性波速的乘积一半，即为对应于自振周期的壁厚（对应壁厚）。对于C50预应力混凝土梁，各激振锤得到的弹性波自振周期及对应壁厚约为表2所示：

根据实际壁厚与对应壁厚的关系，可以分为以下3种情形：（1）当实际梁厚大于上表中对应壁厚时，在频谱图上就会出现两条线：如图2。

（2）当实际梁厚接近表中对应壁厚时，其自振信号与梁底反射信号会形成共振（也被称为“纵波共振”），此时在频谱上仅出现一个对应的峰值。该峰值可能偏向梁底反射时间，也可能偏向自振周期。

（3）当实际梁厚小于表中对应壁厚时，其自振信号与梁底反射信号可能形成反向叠加，从而削弱梁底的反射。因此，在通常情况下，选取激振锤使其对应壁厚小于实际梁厚是必要的，同时当对应壁厚与波纹管中心位置接近时，容易引起误判。根据研究结果和经验表明，根据测试对象的壁厚，激振锤选取相应规格。当对测试结果有疑虑时，换次选激振锤再次测试是必要的。

对于定性检测，由于传播的距离长，信号衰减大，因此，需要激发波长较长的弹性波信号。为此，要求激振装置本身质量大、碰撞面的曲率半径小。在定位检测时，需要激发适合的波长。因此，根据测试壁厚，采用不同直径的激振锤。对于单纯的IE法，采用较小的激振锤激发短波长的弹性波一般有利于提高对压浆缺陷的分辨力。而对于等效波速法，由于需要识别梁底部的反射波，则需要波长较长的弹性波测试较厚的梁。

2.3 检测时间要求

压浆材料龄期对其固化程度有很大的影响。当压浆料固化程度不足时，其在检测时的表象就类似于压浆缺陷。因此，应当在压浆料的刚性接近乃至超过构件混凝土的刚性时进行检测。但这样所需的龄期往往很长，为检测、施工作业带来不便。另压浆料的固化受温度影响很大，在检测时根据天气条件应适当增加龄期，以保证压浆材料的强度至少达到混凝土强度的80%以上。否则，压浆材料尚未充分硬化，其反应则类似缺陷，容易引起误判。

2.4 混凝土质量控制

混凝土浇筑很重要，施工前要做好一切准备。为了提高工程作业的合格率和整体施工质量，需要提前对外部环境的隐患进行科学预测，并制定相应的解决方案，例如根据不同的周围环境，制定具体的材料维护对策。当外界温度较高时，为了防止混凝土材料的热变形，有必要定期浇水，浇水的时间间隔应结合实际情况，注意的是，浇水时要严格要求使用的水质，保证混凝土材料表面保持湿润，不能影响水泥的高抗硫酸盐性能。当室外温度较低时，不宜用浇水来保持水分。混凝土材料需要覆盖，以防止水蒸发。如用保温材料保温养护，可以用泡沫板全覆盖实现。要加强混凝土变形的质量控制，最大限度地降低混凝土变形的风险必须及时检验原材料，以确保进场材料的质量符合设计及规范要求，及时监控材料，确保材料安全储存。混凝土搅拌前，应测量碎石的粉化状态和细砂内部的实际含水量后才能进行混凝土的实际配比，以确保现场搅拌混凝土的强度符合设计要求。模板材料的选择和安装对混凝土浇筑也有重要影响，检查模板材料的强度和密封性能，模板一般选用钢模板。混凝土浇筑时，试块应及时留置，在同等条件下养护，并做好试验和检验工作。由此可见，混凝土质量控制应从混凝土配合比、材料监控、工艺养护等方面进行管理，以确保混凝土浇筑后的实际强度达到设计值。

2.5 加强技术人员的能力水平

预应力管道压浆质量检测具有很强的专业性，必须由具有检测技术能力的人员进行，以保证检测结果的准确性。因此，需要定期对检测人员进行专业培训。一方面要培养技术人员的专业能力，学习先进的无损检测技术，借鉴优秀的检测经验，以促进实际检测中检测水平的提高。另-方面，要明确技术人员的能力水平，使优秀的技术人员能够承担更多的测试任务。但是，能力水平不足的人需要加强对检测技术的研究，以避免在检测过程中对检测结果造成误判。

3 结束语

综上所述。本文已经对桥梁施工过程中压浆质量检测技术进行了详细的分析，明确了压浆质量检测过程中无损检测技术的应用，切实的提高了压浆质量检测结果的可靠性，有利于提高桥梁在使用过程中的耐久性。

参考文献：

[1]DB53T 811-2016，桥梁预应力管道注浆密实度检测技术规程[S].

[2]DB35T1638-2017，公路混凝土桥梁预应力施工质量检测评定技术规程[S].