基于综合测试法的预应力混凝土桥梁孔道压浆质量检测

文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨询监理有限责任公司

基于综合测试法的预应力混凝土桥梁孔道压浆质量检测

文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨询监理有限责任公司

随着我国桥梁建设的发展，后张法预应力混凝土桥梁结构得到了应用。国内预应力连续梁桥和连续刚构桥梁有40%～60%的孔道注浆存在质量问题。本文在现有检测方法的基础上，提出采用综合测试分析法进行检测。通过预制板进行研究，采用定性分析、定位分析和钻孔验证的方式检测结果的准确率，为此种方法在工程实际中检测提供了参考依据。

桥梁孔道注浆;预应力;混凝土

此类事故的原因有两方面:一方面与施工控制有关，如试验室确定的浆体配合比不合适，常常发生泌水;另一方面与检测方法、检测手段严重缺失有关，因为一旦注浆，孔道即为隐蔽工程，质量不易检查，即使有空洞也不会被发现，导致施工人员，不够重视质量好坏。因此，本文在总结多种现有检测方法的基础上，提出了基于定性、定位和内窥镜验证的综合测试预应力混凝土桥梁孔道注浆密实度检测方法，并对此进行了试验研究。

1 试验研究

1.1 试验概况本次测试对象为3块混凝土预制板，预制板具体尺寸为长2m，厚度为26cm，波纹管直径设置为8.5cm和7cm两种规格共9个孔道，每个孔道中均设置有多种缺陷。混凝土强度采用C50;在测试过程中对预制板孔道进行定性测试、定位测试和钻孔验证。为了表述方便，每块板孔道的编号分别标记为N1、N2、N3;每灌浆孔道长度为2m，但考虑端部效益的影响，两端头约0.05m长度未进行测试，测试长度共1.9m。

2 测试原理

2.1 内窥镜验证

由于受到孔道内钢筋及混凝土空洞等的影响，冲击回波会发生绕射，为了确保检测结果的准确性，本次试验采用内窥镜法进行验证，首先采用电钻钻孔，确定孔道内存在空洞之后，采用内窥镜在孔道内部进行观察验证。

2.2 定性测试

利用锚索两端露出的钢绞线进行测试，测试效率高。在一次测试过程中，可以同时完成上述3种方法(FLEA、FLPV、PFTF)的测试，通过相互之间的印证，可以提高测试精度。

2.2.1 传递函数法(PFTF)。在预应力梁的一端激振，如果接收端存在不密实情况，会在接收端产生高频振荡，通过此方法可以判定锚头两端附近的缺陷情况。定位测试所用的冲击回波法则是沿着管道的上方或侧方，以扫描的形式连续测试，通过反射信号的特性来测试管道内灌浆的状况。当管道灌浆存在缺陷时，一方面激振的弹性波在缺陷处会产生反射，同时在底部反射回来的弹性波的传播时间也会比灌浆密实的地方为长。

2.2.2 全长衰减法(FLEA)。在锚索一段激振的信号传递到另一端时，会产生能量的衰减。一般而言，灌浆越密实，振动能量逸散越快，其衰减也就越大。因此，用能量比即可反映灌浆密实度，能量比越小说明越密实。

2.2.3 全长波速法(FLPV)。通过测试弹性波经过锚索的传播时间，并结合锚索的距离计算出弹性波经过锚索的波速。一般情况下，随着灌浆密实度测增加测试得到的波速会逐渐减小。当灌浆密实度越高，测试波速越接近混凝土波速，相反，则接近空置锚索的波速。对于C50的混凝土，其P波波速一般在4.2～4.3km/s，而空置锚索的P波波速则在5.0～5.1km/s左右。

2.3 定位测试

定位测试所用的冲击回波法(IEEV)则是沿着管道的上方或侧方，以扫描的形式连续测试，通过反射信号的特性来测试管道内灌浆的状况。当管道灌浆存在缺陷时，一方面激振的弹性波在缺陷处会产生反射，同时在底部反射回来的弹性波的传播时间也会比灌浆密实的地方为长。

3 检测结果判断依据

3.1 定位判断标准大致将缺陷分为:松散型:灌浆料强度和刚性较低，较为松散，但仍保持连续性，对钢绞线能起到保护作用;空洞型:有空洞，容易侵入空气和水。

3.2 定性判断标准为了定性测试的结果量化，笔者引入灌浆指数If。当灌浆饱满时，If=1，而完全未灌时，If=0。因此，上述各方法可得到相应的灌浆指数IEA，IPV和ITF。同时，综合灌浆指数可以定义为:If=(IEA·IPV·ITF)1/3通常，灌浆指数大于0.95一般意味着灌浆质量较好，而灌浆指数低于0.8则表明灌浆质量较差。灌浆指数是根据基准值而自动计算的，不同形式的锚具、梁的形式以及孔道的位置都会对基准值产生影响，所以在条件许可时，进行相应的标定或通过大量的测试并结合数理统计的方法确定基准值是非常必要的。

4 检测结果

4.1 定性测试结果

采用综合灌浆指数可以初步判断，1－3号梁N1－N3孔道均存在不同程度的灌浆缺陷，灌浆指数从0.945到0.989不等，但是具体在何种位置存在缺陷无法判断，需进行定位测试和钻孔验证。

4.2 定位测试结果

4.2.1 定位波速标定。定位测试时，需对梁体进行波速标定确定梁体底部反射时刻，进而判断孔道灌浆情况。通过定位测试基本可以知道缺陷的位置以及缺陷的长度，但是在实际工程中，由于受到钢筋及缺陷的影响，冲击回波在发生绕射时，不能完全保证定位测试的准确性，根据云图显示的准确率会有所下降，为此为了准确知道缺陷的长度等信息，需要采用钻孔验证的1.4～1.7m仅少量灌浆料;现场工作人员利用冲击钻对缺陷范围进行钻孔验证。

4.3 钻孔验证

钻孔验证结果发现孔道中1处缺陷仅不到孔道直径1/3的灌浆料，与测试结果完全吻合;另一处缺陷当钻头钻至孔道壁上方时，钻头突然直接下降了一段距离，然后内部传来空响声，现场有经验的工人判断该处缺陷为无灌浆料或少许灌浆料，与测试结果一致，为此采用综合测试法能够较为准确的测定灌浆密实度。通过分析结果发现，3块模型板中的9个孔道，均存在不同程度的缺陷。

结束语

通过采用综合测试分析法，测定3块模型板中的9个孔道，均存在不同程度的缺陷。其中定性分析可以判断孔道内是否存在空洞，定位分析可以判断孔道内具体的缺陷长度，最后采用钻孔验证的方式在缺陷的端部进行钻孔验证，试验结果表明采用综合测试分析法能够较为准确的测定孔道注浆的缺陷类型及长度。

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