冲击回波法在检测预应力孔道注浆质量中的应用

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冲击回波法在检测预应力孔道注浆质量中的应用

发布时间: 2018-07-31文章分类: 塑料波纹管问题 来源:衡光波纹管

 

预应力孔道的注浆质量对后张法预应力混凝土结构的安全性及耐久性至关重要。

因预应力塑料波纹管注浆不密实,致使预应力筋遭受腐蚀,进而导致整个结构发生垮塌等严重事故在过去几十年间已屡见不鲜,比较典型的案例为英国南威尔士的Ynys-y-Gwas大桥。为了对预应力孔道的注浆质量进行检测与评估,国内外学者提出了多种检测方法,如X射线法、探地雷达法、超声波法以及冲击回波法等。

冲击回波法

目前较为有效的方法为X射线法和冲击回波法,考虑目前X射线法的安全性问题,冲击回波法或许更具应用前景。

冲击回波法是一种基于应力波的无损检测技术,其具体检测方法为:用铁球或其它撞击器撞击混凝土表面产生一个进入混凝土内部的低频应力波,在碰到内部缺陷或者结构边界时,低频应力波被反射回来,并被安装在撞击点附近的传感器所记录,通过信号分析,可确定结构的完整性以及缺陷的位置。

而对有缺陷如无浆预应力塑料波纹管孔道处的厚度频率要低于注浆饱满处的厚度频率。有众多文献针对具体实验对无浆孔道处的厚度频率进行了研究,但系统的参数分析较少。2002年,Abraham和Cote采用平面应变模型对存在注浆缺陷的混凝土板厚度频率进行了数值分析,但平面应变模型无法考虑缺陷沿波纹管方向的变化。目前的相关研究仅考虑孔厚比(波纹管内径与板厚之比)的影响,没有考虑波纹管类型以及壁厚比(波纹管壁厚与板厚之比)对厚度频率的影响。

 

应用冲击回波法检测预应力孔道的注浆质量时,无浆孔道处厚度频率的确定至关重要。

建立三维有限元模型,对影响无浆预应力塑料波纹管孔道处厚度频率的多种因素,如孔厚比(波纹管内径与板厚之比)、波纹管类型、壁厚比(波纹管壁厚与板厚之比)等进行了数值分析。提出了无浆孔道处厚度频率的计算公式,并以实验结果验证了分析的有效性。结果表明:无浆孔道处的厚度频率只与孔厚比有关,与板厚无关,且随孔厚比的增大而减小;铁皮波纹管对无浆孔道处厚度频率的影响更显著;当孔厚比及波纹管类型相同时,壁厚比越大,无浆孔道处厚度频率相对于无缺陷板厚度频率的偏移量越大。