本發(fā)明涉及橋梁工程質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法。
背景技術(shù)：
隨著我國公路橋梁工程的長足發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁已在我國橋梁建設(shè)中占主導(dǎo)地位，被廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)項目上。其中，預(yù)應(yīng)力鋼絞線要在橋梁使用過程中確保長期發(fā)揮作用，達(dá)到設(shè)計要求，預(yù)應(yīng)力孔道的壓漿質(zhì)量效果是其重要的影響因素之一。如果預(yù)應(yīng)力孔道壓漿不密實，金屬材料在高應(yīng)力狀態(tài)下銹蝕速度很快，孔道中的鋼絞線材料易發(fā)生腐蝕，從而影響橋梁的耐久性、安全性；并且預(yù)應(yīng)力筋下存在壓漿質(zhì)量缺陷時會出現(xiàn)混凝土應(yīng)力集中致使破壞，隨時間推移引起的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，會改變梁體的設(shè)計受力狀態(tài)，從而影響橋梁的使用壽命。
目前國內(nèi)檢測預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度有很多檢測方法，例如等效波速法(ieev)、超聲波成像法(ut)、表面波頻譜成像法(sasw)、基于沖擊回波振幅譜的堆棧成像法(sibie)、探地雷達(dá)法(gpr)、x光成像、γ射線成像法等方法，但由于測試精度、適用范圍、測試效率以及費(fèi)用等原因，目前僅等效波速法(ieev)相對簡單、可靠、有效，但等效波速法(ieev)對檢測結(jié)果還不能使用精確的數(shù)值進(jìn)行定量化解析，為了使測試結(jié)果更加精準(zhǔn)可靠，所以現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度檢測需要引入能進(jìn)行定量化的分析方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述提出的現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度檢測需要引入能進(jìn)行定量化的分析方法的問題，本發(fā)明提供了一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法，本方法可用于對預(yù)應(yīng)力孔道密實度進(jìn)行定量化的檢測。
本發(fā)明提供的一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法通過以下技術(shù)要點(diǎn)來解決問題：一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法，包括以下步驟：
s1、測試線標(biāo)定：在梁柱有孔道區(qū)域的側(cè)面標(biāo)注出灌漿密實度測試線，在梁柱無孔道區(qū)域的側(cè)面標(biāo)注出灌漿密實部測試線；
s2、布置測試點(diǎn)：在灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線上均設(shè)置n個測試點(diǎn)；
s3、數(shù)值獲?。韩@取灌漿密實度測試線上第各測試點(diǎn)的反射波速vi、獲取灌漿密實部測試線上第各測試點(diǎn)的反射波速vsdi；
s4、量化計算：判斷某灌漿密實度測試線上某測試點(diǎn)的反射波速是否為突變，按照以下原則：
s4-1：
其中，σsd為灌漿密實部位反射波速的標(biāo)準(zhǔn)差；
vsdi為灌漿密實部測試線上第i個測試點(diǎn)的反射波速；
s4-2：
其中，vi為灌漿密實測試線上第i個測試點(diǎn)的反射波速，δvi為突變點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)δvi＞0時，則判斷灌漿密實測試線上第i個點(diǎn)為缺陷突變點(diǎn)，當(dāng)δvi＜0時，則判斷灌漿密實測試線上第i點(diǎn)無突變。
具體的，以上方法可基于等效波速法(ieev)進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度檢測結(jié)果定量化的處理，通過測試得到灌漿密實部位和測試部位的反射波速等參數(shù)，對預(yù)應(yīng)力孔道密實度進(jìn)行定量化的檢測，所得檢測結(jié)果能夠精確的通過具體數(shù)值對灌漿密實度缺陷進(jìn)行定量化解析。以上灌漿密實部位即為梁柱無孔道區(qū)域所在的部位，在數(shù)據(jù)采集時對應(yīng)灌漿密實部測試線，以上測試部位即為梁柱有孔道區(qū)域所在的部位，在數(shù)據(jù)采集時對應(yīng)灌漿密實度測試線。
更進(jìn)一步的技術(shù)方案為：作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，在完成步驟s1至s3時，如測試線的布置，用于測量的傳感器的位置在波紋管中心投影正、負(fù)d/4的偏移范圍內(nèi)，均能夠較為準(zhǔn)確的獲得測試結(jié)構(gòu)，以上d為波紋管的外徑，為使得所得數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，以利于所得δvi數(shù)值的準(zhǔn)確性，設(shè)置為：步驟s1中，所述灌漿密實度測試線為孔道中心孔在梁柱側(cè)面上的投影，且灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線相互平行；
步驟s2中，灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線兩者上的測試點(diǎn)一一對應(yīng)，成一一對應(yīng)關(guān)系的兩個測試點(diǎn)的連線位于灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線的間距方向。采用本方式，可盡可能減小因為沿著梁柱的長度方向，混凝土材質(zhì)的變化對本方法結(jié)果造成的影響。
為使得能夠更加清晰直觀的反應(yīng)出缺陷的起始位置、缺陷類型以及缺陷的長度，還包括缺陷類型判定步驟s5：測試灌漿密實度測試線中第i點(diǎn)的psg值為：
其中，vi和vi+1分別是灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)得到的反射波速；
δs為灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)的間距；
h為灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)間板的設(shè)計厚度；
計算第n點(diǎn)的sps值，第n點(diǎn)的sps值為其前面各點(diǎn)psg值的累積，即：
等效波速法(ieev)為對測試結(jié)果進(jìn)行頻譜分析后，在等值線圖中對比測試部位的反射能量時間與灌漿密實部位的反射能量時間之間的區(qū)別來進(jìn)行孔道灌漿密實度缺陷位置的判斷，能量反射的時間跟波速有關(guān)系，即等效波速法(ieev)判斷缺陷為對比測試部位的反射波速與灌漿密實部位的反射波速，但反射波速不僅受到灌漿密實狀況的影響，還與混凝土材質(zhì)、波紋管本身、埋深、壁厚、彈性波波長以及缺陷類型等諸多因素有關(guān)，因此，單憑反射波速的絕對值判斷存在一定的困難。為此，引入以上pgs和sps這兩個指標(biāo)以用于缺陷判斷。其中，pgs:phasesensitivitydetectionofgroutdensity，即灌漿密實度相敏檢測指標(biāo)；sps:sumofpsg，即相敏指標(biāo)和?？紤]到對反射波速產(chǎn)生影響的混凝土材質(zhì)、波紋管本身、壁厚、彈性波波長等參數(shù)，其變化均較為緩慢，通過以上兩式可知，vi和vi+1的變化不大時，psg和sps較小。而存在空洞型缺陷時，在缺陷起始位置psg和sps均會發(fā)生突變。對于某灌漿缺陷，psg在孔道灌漿密實和不密實的過度區(qū)域發(fā)生突變，sps在孔道灌漿不密實區(qū)域發(fā)生突變，這樣，sps和psg能通過計算更加清晰直觀的反應(yīng)出缺陷的起始位置以及缺陷的長度。作為本領(lǐng)域技術(shù)人員，以上突變可根據(jù)具體的工程實際和工程要求而定，具體數(shù)值也與測試點(diǎn)之間的間距、混凝土材質(zhì)、波紋管本身、壁厚、彈性波波長等參數(shù)有關(guān)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)具體的工程，通過工程做對比實驗組得到因為灌漿密實度變化給以上兩個值帶來的影響，并且根據(jù)工程要求來設(shè)定所述突變值的閾值，當(dāng)所得突變值大于設(shè)定閾值時，判定為有灌漿密實度缺陷。
作為缺陷類型判定步驟s5的另一種實現(xiàn)方式：計算測試點(diǎn)灌漿密實度指數(shù)β，即β＝1-si-sp
其中，β為反映灌漿密實度測試線中測試點(diǎn)的灌漿質(zhì)量指數(shù)；
當(dāng)β＞0.5時，表示為密實；
當(dāng)0.5≥β＞0時，表示為半空或小規(guī)模缺陷；
當(dāng)β≤0時，表示為全空或大規(guī)模缺陷；
si為板底部反射速度影響系數(shù)，有：
其中，vsd和vi分別為灌漿密實部位和灌漿測試部位的反射波速；
ηv為反射速度基準(zhǔn)比率，即缺陷處反射速度vv與健全部位反射速度vsd的比值，
sp為波紋管反射信號影響系數(shù)，有：
其中，ap、ab分別為波紋管、梁底部的反射信號的振幅；
ηa為反射振幅基準(zhǔn)比率。
pgs和sps對一般正常注漿的預(yù)應(yīng)力孔道都能很好進(jìn)行檢測，但對于完全沒有注漿的孔道進(jìn)行檢測，其結(jié)果與注漿密實的檢測結(jié)果區(qū)別不大，所以以上引入另一個指標(biāo)β作為灌漿密實度檢測手段或psg和sps的輔助。以上方案中，缺陷處反射速度vv即對應(yīng)灌漿密實度測試線上測試點(diǎn)的反射速度，健全部位反射速度vsd即對應(yīng)灌漿密實部測試線上測試點(diǎn)的反射速度，且所述vsd和vi僅針對單個灌漿密實部測試上的測試點(diǎn)和單個灌漿密實度測試線上的測試點(diǎn)，即所得β反映具體的灌漿密實度測試線中測試點(diǎn)的灌漿質(zhì)量；ap和ab可由幅頻曲線求得。
所述步驟s3中數(shù)據(jù)獲取的具體方式為：把加速度傳感器用信號電纜連接到測試儀；
把加速度傳感器固定到預(yù)定的測試點(diǎn)上，固定方式可采用人工固定、耦合劑粘結(jié)中的任意一種；
用激振錘或自動裝置激振裝置在加速度傳感器旁邊的混凝土表面敲擊激振，并采集測試數(shù)據(jù)；
測量得到測試點(diǎn)間距δs和腹板厚度h；
對測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，計算每個測試點(diǎn)對應(yīng)的反射周期，再根據(jù)腹板厚度計算出各測試點(diǎn)的彈性波等效反射波速vi；
在可以確認(rèn)灌漿密實的地方測得的v可定為vsd。
測試線標(biāo)定可采用梁柱的設(shè)計圖，或采用如電磁波雷達(dá)等方式進(jìn)行標(biāo)定。
本發(fā)明具有以下有益效果：
具體的，以上方法可基于等效波速法(ieev)進(jìn)行的預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度檢測結(jié)果定量化的處理，通過測試得到灌漿密實部位和測試部位的反射波速等參數(shù)，對預(yù)應(yīng)力孔道密實度進(jìn)行定量化的檢測，所得檢測結(jié)果能夠精確的通過具體數(shù)值對灌漿密實度缺陷進(jìn)行定量化解析。
附圖說明
圖1是本發(fā)明所述的一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法一個具體實施例在實施時，反映灌漿密實度測試線、灌漿密實部測試線等在梁柱上具體位置，以及方法實施過程中相應(yīng)參數(shù)的含義的示意圖。
圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)區(qū)域的含義分別如下：1、梁柱，2、孔道，3、無孔道區(qū)域，4、激振點(diǎn)，5、測試點(diǎn)，6、灌漿密實度測試線，7、灌漿密實部測試線。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不僅限于以下實施例。
實施例1：
如圖1所示，一種預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實度測試方法，包括以下步驟：
s1、測試線標(biāo)定：在梁柱有孔道區(qū)域的側(cè)面標(biāo)注出灌漿密實度測試線，在梁柱無孔道區(qū)域的側(cè)面標(biāo)注出灌漿密實部測試線；
s2、布置測試點(diǎn)：在灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線上均設(shè)置n個測試點(diǎn)；
s3、數(shù)值獲?。韩@取灌漿密實度測試線上第各測試點(diǎn)的反射波速vi、獲取灌漿密實部測試線上第各測試點(diǎn)的反射波速vsdi；
s4、量化計算：判斷某灌漿密實度測試線上某測試點(diǎn)的反射波速是否為突變，按照以下原則：
s4-1：
其中，σsd為灌漿密實部位反射波速的標(biāo)準(zhǔn)差；
vsdi為灌漿密實部測試線上第i個測試點(diǎn)的反射波速；
s4-2：
其中，vi為灌漿密實測試線上第i個測試點(diǎn)的反射波速，δvi為突變點(diǎn)判斷標(biāo)準(zhǔn)值：當(dāng)δvi＞0時，則判斷灌漿密實測試線上第i個點(diǎn)為缺陷突變點(diǎn)，當(dāng)δvi＜0時，則判斷灌漿密實測試線上第i點(diǎn)無突變。
其中，在實施步驟s1時，本實施例中采用梁柱的設(shè)計圖或電磁波雷達(dá)法標(biāo)定兩條測試線；在步驟s2中，布置測試點(diǎn)為由各測試線的一端至另一端，均布n個測試點(diǎn)，各測試線上相鄰測試點(diǎn)之間的間距介于20-40cm之間；步驟s3為在各個測試點(diǎn)上固定加速度傳感器，在距傳感器位置10cm的位置向梁柱施加激振力，且以上激振點(diǎn)落在對應(yīng)的測試線上，根據(jù)傳感器所獲取信號得到所需數(shù)值。
實施例2：
本實施例在實施例1的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步限定，步驟s1中，所述灌漿密實度測試線為孔道中心孔在梁柱側(cè)面上的投影，且灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線相互平行；
步驟s2中，灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線兩者上的測試點(diǎn)一一對應(yīng)，成一一對應(yīng)關(guān)系的兩個測試點(diǎn)的連線位于灌漿密實度測試線與灌漿密實部測試線的間距方向。采用本方式，可盡可能減小因為沿著梁柱的長度方向，混凝土材質(zhì)的變化對本方法結(jié)果造成的影響。
本實施例提供的測試線在梁柱上的標(biāo)定采用如圖1所示的標(biāo)定方案。
為使得能夠更加清晰直觀的反應(yīng)出缺陷的起始位置、缺陷類型以及缺陷的長度，還包括缺陷類型判定步驟s5：測試灌漿密實度測試線中第i點(diǎn)的psg值為：
其中，vi和vi+1分別是灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)得到的反射波速；
δs為灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)的間距；
h為灌漿密實度測試線中第i和i+1測試點(diǎn)間板的設(shè)計厚度；
計算第n點(diǎn)的sps值，第n點(diǎn)的sps值為其前面各點(diǎn)psg值的累積，即：
作為缺陷類型判定步驟s5的另一種實現(xiàn)方式或以上：計算測試點(diǎn)灌漿密實度指數(shù)β，即β＝1-si-sp
其中，β為反映灌漿密實度測試線中測試點(diǎn)的灌漿質(zhì)量指數(shù)；
當(dāng)β＞0.5時，表示為密實；
當(dāng)0.5≥β＞0時，表示為半空或小規(guī)模缺陷；
當(dāng)β≤0時，表示為全空或大規(guī)模缺陷；
si為板底部反射速度影響系數(shù)，有：
其中，vsd和vi分別為灌漿密實部位和灌漿測試部位的反射波速；
ηv為反射速度基準(zhǔn)比率，即缺陷處反射速度vv與健全部位反射速度vsd的比值，
sp為波紋管反射信號影響系數(shù)，有：
其中，ap、ab分別為波紋管、梁底部的反射信號的振幅；
ηa為反射振幅基準(zhǔn)比率。
pgs和sps對一般正常注漿的預(yù)應(yīng)力孔道都能很好進(jìn)行檢測，但對于完全沒有注漿的孔道進(jìn)行檢測，其結(jié)果與注漿密實的檢測結(jié)果區(qū)別不大，所以以上引入另一個指標(biāo)β作為灌漿密實度檢測手段或psg和sps的輔助。以上方案中，缺陷處反射速度vv即對應(yīng)灌漿密實度測試線上測試點(diǎn)的反射速度，健全部位反射速度vsd即對應(yīng)灌漿密實部測試線上測試點(diǎn)的反射速度，且所述vsd和vi僅針對單個灌漿密實部測試上的測試點(diǎn)和單個灌漿密實度測試線上的測試點(diǎn)，即所得β反映具體的灌漿密實度測試線中測試點(diǎn)的灌漿質(zhì)量；ap和ab可由幅頻曲線求得。
所述步驟s3中數(shù)據(jù)獲取的具體方式為：把加速度傳感器用信號電纜連接到測試儀；
把加速度傳感器固定到預(yù)定的測試點(diǎn)上，固定方式可采用人工固定、耦合劑粘結(jié)中的任意一種；
用激振錘或自動裝置激振裝置在加速度傳感器旁邊的混凝土表面敲擊激振，并采集測試數(shù)據(jù)；
測量得到測試點(diǎn)間距δs和腹板厚度h；
對測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，計算每個測試點(diǎn)對應(yīng)的反射周期，再根據(jù)腹板厚度計算出各測試點(diǎn)的彈性波等效反射波速vi；
在可以確認(rèn)灌漿密實的地方測得的v可定為vsd。
測試線標(biāo)定可采用梁柱的設(shè)計圖，或采用如電磁波雷達(dá)等方式進(jìn)行標(biāo)定。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施方式只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。