基于冲击回波的箱梁锚孔孔道灌浆检测研究

• 作 者: 陈长河
• 机 构: 南京大学
• 出 处: 南京大学
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 无损检测 冲击回波 频谱分析 小波多尺度分析 箱梁孔道灌浆

桥梁建设的迅速发展，后张法预应力箱梁由于其一系列优点在桥梁建设中被广泛采用，但是该方法其中的一个重点和难点就是预应力锚孔孔道的钢筋灌浆保护问题，预应力钢筋的锈蚀和预应力的损失成为该方法的一个安全隐患，包括Ynys-y-Gwas等大桥的垮掉或失效就是惨痛的教训。如果能够提出一种方法对箱梁的灌浆安全提供健康诊断，确保预应力筋的保护，这无疑将是一个创新。要解决这一问题将要面临以下方面的困难：1、箱梁孔道灌浆的检测必须是无损检测；2、梁表面有钢筋网等存在，干扰众多；3、最关键的一点，锚孔孔道一般是由钢质的波纹管构成，锚杆(索)与浆体充填其中。由于短路等效应电、磁或其它波的方法无法对波纹管的浆体进行检测。或许弹性波的方法在此能够发挥其用武之地，本文采用的冲击回波方法便是其尝试之一。本文主要包括以下方面内容：　　
1.首先针对箱梁锚孔孔道灌浆的特点和目前检测存在的主要问题。收集和归纳总结了混凝土无损检测各方面的研究成果，重点分析了冲击回波过程中瞬态应力波的传播特征以及其中缺陷对波的传播影响。　　
2.有针对性的设计制作了箱梁锚孔孔道的灌浆的室内模型和足尺模型，对模型进行冲击回波试验测试，分析了灌浆的箱梁孔道和未灌浆孔道的信号频谱差别，定性的总结出其规律性。　　
3.在工程现场，通过对比实测检验，必要时进行开孔验证，进一步总结完善，提炼出了箱梁锚孔孔道灌浆的检测方法。　　
4.最后在简单频谱分析的基础上，通过功率谱分析和小波分析理论，对检测信号特征了进一步的分析研究，研究了缺陷存在时信号的奇异性对谱分析的影响，同时采用了多尺度分析的概念对信号进行精细分析，研究了各个频段上，灌浆孔道与未灌浆孔道的信号频谱差异。　　
冲击回波方法作为一种无损检测手段，在普通的混凝土构件的厚度测试中有较高的精确性，本文将之应用于箱梁锚孔孔道的检测，分析了灌浆的箱梁孔道与未灌浆的信号的频谱差别，并采用信号的功率谱分析和小波汾西路手段进行了信号的精细分析，初步提出了箱梁锚孔孔道灌浆定性检测的方法，为进一步的定量检测奠定了基础。