(1)背景
常见压力管道多为钢筋混凝土结构,钢衬钢筋混凝土结构,预应力钢筋钢衬混凝土结构。钢混结构是一种性能优越的组合材料,在受压过程中借助钢板对核心混凝土的套箍约束作用,使得核心混凝土处于三向受压状态,从而使核心混凝土具有更高的抗压强度和压缩变形能力,同时钢板又借助内填混凝土的支撑作用,增强钢板壁的几何稳定性,改变空钢板的失稳模态。但脱空使得压力管道结构在承载力、应力和应变、刚度及稳定性等方面出现了问题,严重制约其使用性能和寿命。故需要进行有效检测以确保构件安全及耐久性,对结构物进行评价及后期修补提供指导性意见。
(2)检测原理
通常,在产生脱空的部位,振动特性会发生以下变化:
1、弯曲刚度显著降低,卓越周期增长;当钢管混凝土内部存在脱空时,会造成结构刚度降低,当锤击混凝土结构表面时,在表面会诱发振动,放置在钢管壁上的传感器接收到振动信号,振动波形信号表现出来特征为周期增大,频率变低;
2、弹性波能量的逸散变缓,振动的持续时间变长;当锤击钢管表面时会诱发振动。当钢管内部混凝土密实,敲击产生的能量通过钢管以及内部混凝土向四周传递,因此放置在钢管壁上的传感器接收到振动信号衰减快(振动持续时间短),当钢管内混凝土与钢管之间存在脱空时,敲击产生的能量无法通过混凝土向四周传递,同时该振动还会压缩/拉伸空气形成声波,造成波形信号杂乱。因此放置在钢管壁上的传感器接收到振动信号衰减慢(振动持续时间长)。当结构产生脱空时,上述指标(卓越周期、持续时间)均有增大的趋势。
(3)检测依据
(1)《冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程》(JGJ/T411-2017);
(2)《冲击弹性波法检测混凝土缺陷技术规程》(T/CECS 925-2021);
(4)检测案例
案例一:湖北某饮水隧洞脱空检测案例 | |
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案例二:云南某电厂某机蜗壳脱空检测案例 | |