桥梁预应力孔道注浆体声波透射法检测质量评定标准研究
引言
桥梁梁体中预应力锚索的质量与正常使用寿命对梁体正常状态下的承载力有着重要的影响，因此要保证或保持梁体的正常使用，必须要对梁体中预应力锚索进行保护。桥梁预应力管道注浆是将水泥浆注入预应力混凝土孔道中，从而使水泥浆充分包裹预应力锚索。浆体在凝固后对预应力锚索形成一定约束（握裹），使锚索免遭腐蚀，保证预应力混凝 土结构或构件的安全使用寿命；同时可使预应力锚索与混凝土良好结合，保证预应力的有效传递，使预应力锚索与混凝土协调工作；再则可消除预应力混凝土结构或构件在反复荷载作用下由于应变对锚具造成的疲劳破坏，提高结构的可靠性和耐久性。因此，对桥梁预应力管道注浆进行质量检测是非常必要的。 桥梁预应力管道注浆存在的主要问题是压浆不饱满，水泥浆未充满整个管道，造成一定的质量缺陷，因此利用声波检测预应力管道浆液结石体的充填程度就可代表管内的注浆质量，从而引入管道内注浆密实度这一物理量，即：管道内注浆完成并凝固后形成的结石体在管道中所占的体积百分比。 1.检测方法 1.1检测仪器所用仪器JL—BPAC（A）桥梁预应力管注浆质量检测仪是一种专用于预应力管道内注浆质量智能检测的设备。检测仪主要由声波发射震源、检波器、主机和分析处理软件等几部分组成。 利用弹性波的传播机理特性进行检测。震源从预应力管的一端输入弹性波信号，预应力管的另一端接收此弹性信号，根据弹性波的入射信号和传播输出信号，再利用弹性波在此预应力管不同结构传播的传导函数来计算分析桥梁预应力管的注浆质量。 1.3检测过程 某桥预应力箱梁由顶板、底板和两侧的腹板组成，箱梁高低侧各有编号为1～8的8条预应力管道贯穿其中。箱梁预制完成后，预应力管中均穿插并张拉5根规格相同的钢绞线，钢绞线张拉完成后在波纹管中注入了水泥浆并在波纹管两端封锚。 测量前，分别将声波信号发射源、检波器连接至仪器主机，对锚具表面附着的混凝土进行清除，使接收声波的检波器能充分吸附在锚具上。连接好仪器后开启主机进行测量参数的设置，然后就可以进行测量。 测量时，信号发射源以敲击锚具的方式发射声波信号，信号通过波纹管内注浆体和钢绞线传播，检波器将接收到的信号传入仪器主机，在主机上以波形的方式显示信号。为保证采集信号的可靠性，每个注浆波纹管敲击多次，多次采集信号，选取相同的三组信号保存，供后期数据的处理与分析。 每条注浆波纹管逐次以上述步骤进行测量，将测量数据保存在仪器存储单元。 在正式测量之前，用上述测量方式，选取张拉完成但未注浆、空管的梁板各一片进行参数采集实验， 获取钢绞线中声波速度和混凝土中声波速度，收集波纹管尺寸、施工记录、注浆试块强度试验数据等资料以供数据分析之用。 1.4方法评述 用声波检测混凝土质量的方法在工程界趋于成熟，应用此方法检测管道内注浆结石体的密实度具有良好的物理条件。利用声波在介质中的传播速度与密实度的函数关系v=f（D）来评价注浆结石体在管道内的密实度不失为无损检测的首选方法。声波在凝固后的浆体（以下统称“结石体”）中传播会有一个固定的波速，声波在锚索中的传播速度也是一个定值，结石体与锚索共同构成一个结石体，结石体的波速介于锚索波速与结石体波速之间并且偏向于结石体的波速，而结石体的波速可以通过锚索波速与结石体波速的相关性关系公式计算出来。如果锚索的根数和直径与管道的直径是定值且假定管道内结石体的密实度是100%，则相关性系数和结石体的波速为定值。在此相关性系数下，以仪器采集的声波在结石体中的传播速度与假定密实度为100%状态下结石体波速的相互关系作为判定预应力桥梁管道注浆密实度的指标。由于管道内介质种类的不确定性和锚具与梁体的结合程度的复杂性等因素的影响，此检测方法的精确度达不到100%，但是通过大量的工程实践证明此方法的检测可靠度在95%以上，可满足工程要求。 2.数据分析 测量结束后，将每个波纹管上采集到的数据文件通过数据线导入电脑，用专业分析软件JL—BPAC（A）2008 V1.3，结合试验采集到的各种参数，经过分析处理与计算便可得到每个孔的注浆密实度值，以百分比的形式显示。 3.质量标准 桥梁预应力管道注浆质量评价在国内交通部门并没有相关的条款可依，考虑到锚杆与桥梁预应力管道注浆工作环境比较类似，注浆方法相同，因此借鉴中华人民共和国住房与城乡建设部发布的报批稿：《锚杆锚固质量无损检测技术规程》（JGJ/T××—2008）中的相关规定，对桥梁预应力管道注浆质量密实度进行评定，初步拟定的评定标准见表1。 当桥梁预应力管道注浆密实度达到Ⅲ级或Ⅲ级以上，且符合工程设计要求时，评定桥梁预应力管道注浆质量合格。 4.结语 桥梁预应力管道注浆质量评定标准为拟定标准，以供相关专家进行评定，桥梁预应力孔道注浆体声波透射法检测质量评定标准的研究将推动桥梁预应力管道注浆质量检测工作的进一步完善。