钢管混凝土脱空与缺陷检测方法发展历程
钢管混凝土脱空与缺陷检测方法发展历程
前言
foreword
钢管混凝土结构由于具有强度高、自重轻、施工便捷、抗震性能优等优点，因此常作为大跨桥梁和高层建筑承重体系常用的结构形式。
当大跨度的桥梁采用钢管混凝土结构形式时，施工难度大，即使使用最先进的施工方案，也很难保证钢管内部混凝土的密实，尤其是拱顶区域。
由于混凝土收缩徐变，钢管壁与核心混凝土也会出现脱粘现象。这些因素都会使钢管混凝土受力性能下降，从而影响到建筑物的安全性。人们一早便意识检测钢管混凝土内部质量是非常有必要的。
那么针对钢管混凝土的检测方法
又经历了怎样的发展历程呢？
率先出场的是取芯法，该方法毫无疑问的直观、可靠。但由于其检测结果并不能代表被测构件的整体状况，同时费工费力，且属于破损检测，会对被测构件造成损伤，所以很快便被无损检测方法所取代。
第一个接受挑战的无损检测方法是人工敲击法，此方通过检测者耳朵对敲击产生的频率变化感知来判断脱空情况，虽然法操作简单，但主观因素影响过大，难以保证客观、公证、有说服力。而且该方法难以保证判断精度，对于混凝土内部缺陷的判断就更没有把握。人工敲击法挑战失败。
很快研究起步较早的超声波法也对此进行了尝试，其基本原理是：利用声波在混凝土中传播过程中，当遇到缺陷后，会对声波传播的时间、能量及频率造成影响。因此根据超声波穿过混凝土后的变化情况，可以在一定程度上定量的得知混凝土的内部缺陷情况。但有一个问题是，超声波通过混凝土传播的声时值必须小于直接通过钢管壁绕射的声时值 ，否则超声波首波将不穿过混凝土而直接沿钢管壁到达接收探头，就无法判断其内部缺陷。实际工况中，当内部脱空或缺陷较大时，超声波在内部传播时需发生绕射，其声时会超过沿钢管传播的声时，由于这一因素，超声波法也没能在钢管混凝土检测中站稳脚跟。
最后出场的是冲击弹性波法，该方法测试原理分为两部分，一是通过诱导振动法检测脱空，二是通过走时成像信号迭代原理进行内部缺陷检测。
诱导振动法是通过冲击使得结构表面产生振动；结构脱空与否，结构振动信号的相位、幅度、频率等特征信息会发生变化，根据这一系列特征变化判断钢结构与混凝土接触表面是否存在脱空。
图1 钢管或钢板混凝土缺陷模型及测试原理
走时成像信号振幅综合迭代则是以冲击弹性波作为媒介，以波速和信号幅值作为计算依据，通过交叉测线对被检对象进行全方位扫描，通过对采集数据的反演、重建，得到真实反映结构内部情况分布图像，达到检测结构物内部质量的目的。
图2 走时成像测试原理
最终冲击弹性波法由于其原理的合理性和现场的适用性经受住了工程实践的考验，得到了相关单位的一致认可，成为了钢管混凝土脱空与内部缺陷检测的主流方法！
这其中，四川陆通检测科技作为基于冲击弹性波的技术研发和设备生产厂家，凭借大量的钢管混凝土的检测工作经验和专业的研发团队，为冲击弹性波法的应用做出了巨大的贡献。其研发的钢管混凝土脱空无损检测仪更是受到普遍青睐！
钢管混凝土脱空无损检测仪
功能概述
可对钢混结构的接触面脱空问题进行有效检测，同时可对脱空区域的大致形进行描绘。可适用于管廊、钢管混凝土拱桥、钢管混凝土建筑物、钢管束混凝土结构、压力钢管等结构的混凝土脱空检测。
产品优势
操作便捷，测试精度高；
受混凝土结构形式影响小；
多档量程切换可适用于多种结构；
支持电荷和 IEPE 两种信号模式；
成像机能：一键快速屏幕成像，无需单独特殊分析；
可平面成像。
标准规范
《超声法检测混凝土缺陷技术规程》
（CECS21-2000）《水工混凝土结构缺陷检测技术规程》
（SL713-2015）《公路工程质量检验评定标准》
（JTG F80/1-2017）《钢管混凝土桥梁检验评定规程》
（DB51/T 2425-2017）
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END
供稿：四川陆通检测 卿德银
编辑：小小墁
