(1)桥梁结构病害现状
桥梁墩柱大体积混凝土外部质量缺陷如蜂窝、麻面、空洞和漏筋等,混凝土内部出现脱空、剥离、缺陷等,使得混凝土整体密实性和均匀性出现问题。这些问题不但是影响结构美观和实用性,同时对结构的强度和稳定性造成重大影响,严重威胁生命财产安全。
(2)现有测试方案难点及新的解决方法
超声波法:目前,在检测混凝土构件的缺陷方面,超声无损检测仪器的应用比较广泛。其主要方法是:首先测出超声波在混凝土构件各段的传播速度,再比较所测速度值的差异,找出有突变的地方,进行分析,从而判断缺陷的形态、范围等。但由于混凝土内部钢筋致密、骨料散射作用突出,信号卓越成分容易被吸收,当混凝土尺寸较大时信号更加微弱,甚至无法识别首波,不利于声学参数的读取和分析。
弹性波CT法:该方法主要针对大体积混凝土内部缺陷、浇筑密实性、均匀性等进行扫描检测,其主要特点在解决了传统CT扫描对板状结构内部缺陷无法有效扫描的弊端,创新性的增加能量成像,在检测精度和结构适用性方面有了质的提升,根据混凝土结构检测的特点,采用了多通道同步采集、轻量化、高灵敏度、指向性强的IEPE传感器,便于现场耦合与测试效率的提高,可广泛应用于铁路、公路、水利、建筑等行业的相关混凝土质量扫描检测。
(3)检测依据
1、 《大坝混凝土声波检测技术规程》(DL 52910-2013);
2、 《水工混凝土结构缺陷检测技术规程》(SL713-2015);
3、 《公路桥梁技术状况评定标准》(JTGT H21-2011)。
(4)测试原理
该方法以冲击弹性波作为媒介,以波速和信号能量作为计算依据,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、重建得到能真实反映其结构内部情况的结构质量分布图像,以达到检测结构物内质量的目的。
图1-3-1检测原理示意图
(5)设备关键技术指标
设备名称:混凝土结构质量扫描系统LT-CQCT
关键技术指标:
1、 多通道独立动态连续采样,测试效率高,信号同步性好;
2、 受钢筋影响小,结构形式影响小;
3、 采样精度: 综合性能不低于24位;
4、 动态范围:不小于60dB;
5、 智能化人机交互功能;
6、 多档量程切换可适用于多种结构;
7、 支持电荷和IEPE两种信号模式;
8、 可8 / 16 / 32通道多种组合形式,系统拓展性强,最大可至256通道;
9、 现场可一键成像,无需特殊计算;
10、 可对桥梁的零号块、腹板、底板、顶板、支座、墩、柱的混凝土均匀性与缺陷分布,岩体质量及缺陷分布,水利大坝、引水洞、建筑物等具有双面测试条件的混凝土及岩体结构进行检测;
11、 最大测试范围可达200M。
(6)工程案例
案例一:某立交桥桥墩CT测试案例
某在役立交桥桥墩,发现桥墩表面一处外观存在细小的麻面,该立交桥养护管理单位联系我公司对其进行内部情况检测,我公司技术人员应邀前往现场对该区域采用弹性波CT进行检测。现场测试范围高度为1.3M,宽度为2.4M,共布置8条测线,形成网格状的扫描图。
图1-3-8 现场检测照片
现场测试场景数据分析结果显示,宽度方向1.8m-2.4m,高度方向0.7m-1m范围内存在明显软弱区。
图1-3-9 检测结果图
为了验证测试结果云图的准确性,现场工作人员将该软弱区域进行凿开,发现该区域内确实存在空洞,疑似为在施工过程中钢筋较密振捣不到位所致。
图1-3-10 缺陷照片
验证结果现场人员对结果准确性一致认可,并及时安排修补队伍对存在缺陷区域进行混凝土补强处理,及时保障桥墩安全情况。