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第37卷，第5期2012年10月 公路工程HighwayEngineering Vol．37，No．5Oct．，2012

超声成像法在桥梁预应力管道注浆 质量检测中的应用 杨

沙410083） ［摘

要］超声检测是混凝土无损检测技术中的一个重要方法，当预应力管道中存在注浆不密实的区域时，可

1121

忠，梁俊辉，张升彪，刘礼明，张 丹

（1．湖南省衡桂高速公路建设开发有限公司，湖南衡阳421001；2．湖南致力工程检测技术有限公司，湖南长

以根据混凝土中超声波的传播速度、频率、波形、振幅等参数，进行缺陷的定性识别；然后再利用测量数据进行合成孔径聚焦成像（SAFT），对缺陷的位置及大小进行定量判断。

［关键词］桥梁；预应力管道；注浆缺陷；超声波；合成聚焦成像 +

［中图分类号］U445．71

［文献标识码］A［文章编号］1674—0610（2012）05—0168—04

UltrasonicImagingMethodsforGroutingFaultsInvestigationof Post-tensionedConcreteStructures

YANGZhong1，LIANGJunhui1，ZHANGShengbiao2，LIULiming1，ZHANGDan1 （1．HunanHeng-guiExpresswayConstructionandDevelopmentCo．Ltd．，Hengyang，Hunan421001

China；2．HunanzhilitestingtechnologyCo．，Ltd，Changsha，Hunan410083，China） ［Abstract］

Ultrasonictestingisanimportantmethodofconcretenondestructivetestingtechnology．Whenthenotdenseregionispresentedinthepre-stressedpipes，

thedefectscouldbequalitativelyiden-tifiedbasedontheparameterssuchasthepropagationofthevelocity，frequency，waveform，

amplitudeandsoon．Usingthesyntheticfocustechnologytogettheimagesofthemeasureddatas，andthenthelo-cationandthesizeofthedefectscouldbequantitativelydetermined． ［Keywords］bridge；pre-stressedtendonducts；groutingfaults；Ultrasonic；syntheticfocustech-nology 0前言

在预应力混凝土结构中，预应力管道注浆的作

用主要有以下2方面：①确保预应力筋与混凝土粘结而保证共同工作；②防止预应力筋受空气、水和其它腐蚀性物质侵入而锈蚀。为了确保预应力的效 并且避免水分浸入致使果及混凝土结构的耐久性， 钢束锈蚀，必须保证预应力管道中压满饱满。

但由于压浆工艺和某些人为因素（由于存在泌

使压浆管道的入口、出口、曲线管道水和残留空气，

的上凸段和排气孔附近容易出现大片空洞），预应力管道通常注浆不饱满，从而造成预应力钢绞线腐蚀，大大削弱了混凝土结构构件的承载能力及持久 甚至引起结构失效或性。严重影响其结构可靠性， ［收稿日期］2012—08—10［作者简介］杨

y-Gwas大桥、BicktonMeadows垮塌。如欧洲的Ynys-Bissell大桥。据统计，大桥、由于注浆不密实导致预

应力管道内钢绞线锈蚀，预应力提前丧失，可造成桥

对梁实际寿命缩短至设计寿命的十分之一。因此，

预应力管道注浆质量的检测成了目前国内外混凝土无损检测行业研究的重点。 文献资料检索表明，目前，国内外关于混凝土管 主要道注浆无损检测技术及装备研究的并不深入，

是一些传统的检测方法，例如红外热成像、射线成像、地质雷达、超声波、冲击回波法等方法应用到混凝土内部缺陷的无损检测上来，其研究应用现状与存在主要问题如下：

①红外热成像检测技术。2008年，徐维超用有限元数值模拟研究了金

忠（1969—），男，湖南岳阳人，高级工程师，目前主要从事公路工程试验检测工作。

第5期杨忠，等：超声成像法在桥梁预应力管道注浆质量检测中的应用169 属、塑料波纹管注浆饱满度及有空洞时预应力梁的 并用不同的热源对多个预应力试件进温度场特征， 行了物理模拟，指出用热成像法检测波纹管注浆饱 满度是可行的，并建议采用红外线发射器做热源能 ［1］对构件均匀加热。

2000年梅林用转换函数分析法对热影像进行

析

。2003年傅翔通过模拟试验及大量工程应用利用冲击回波法进行测试预应力预留孔灌浆证实， ［10］

质量是可行的，但对某些探测范围、孔径较小等密实 ［11］

性缺陷情况还有待进一步深入研究。2006年R．Muldoon对冲击回波数据同时在时间域和频率域进行处理分析，提取出更为丰富的信息，提高了探测精度用有限元法证明了最大熵值法的准确性，并将最大熵法（MEM）用于分析冲击回波数据，成功的探测

［12］

到塑料波纹管内的预留空洞。2010年邹春江等人探讨了不同注浆饱满度的主频响应规律以及无浆孔道的判断依据，并通过大量试验证明，利用冲击回波主频可以成功地判断箱梁预应力孔道的注浆是否 ［13］ 饱满。

⑤超声波检测技术。

1998年BarbaraJ．JaegeyMary研究出一套专门用于波纹管内空洞检测的超声检测仪，取得了一定效果。指出用超声脉冲回波技术检测锚索内空洞是可行的，并通过试验成功检测到金属波纹管内的注浆空洞

。2004年李颖通过试样研究证明用超声探测预应力梁内部缺陷是可行的。通过工程实测证 ［14］

成功地检测到塑料波纹管内的预留空洞，通过处理， 试验结果证明，在最大对比度图像到后半最大对比 ［2］度图像附近才是最佳检测缺陷面积大小的时间。 2008年Pollock和Dupuis利用不同的箱梁模

型，采用不同热源及不同检测方式研究了波纹管中

［3］

空洞的温度响应特征。

②射线成像检测技术。2006年，在混凝土内空洞的X射线透照原理的安林展开了大量的室内透照试验，提出了波基础上，

纹管内灌浆空洞的透照方法及技术，根据该方法判与梁体局部解剖结果一明的灌浆空洞大小和位置，