摘要：公路橋梁混凝土構(gòu)件由于技術(shù)管理和施工控制等原因，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)空洞、不密實(shí)等缺陷，這些缺陷會(huì)影響橋梁的承載能力和耐久性，影響到橋梁的運(yùn)營(yíng)安全，如何檢測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷就成了急需解決的課題，通過(guò)采用超聲波“角測(cè)法”可以檢測(cè)橋梁混凝土構(gòu)件內(nèi)部的缺陷。
　　關(guān)鍵詞：混凝土缺陷 超聲波 檢測(cè)
　　中圖分類(lèi)號(hào)：U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2011)03(a)-0080-02
　　公路橋梁在施工過(guò)程中，由于技術(shù)管理不善或施工控制疏忽等原因，往往會(huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件材料內(nèi)部出現(xiàn)疏松、空洞、不密實(shí)等缺陷，這些缺陷會(huì)影響到公路橋梁的承載能力和耐久性，這些缺陷表面上看不到，不能直觀的去發(fā)現(xiàn)，如果不能快速準(zhǔn)確的檢測(cè)到混凝土內(nèi)部缺陷，并判定缺陷的位置、性質(zhì)、大小，進(jìn)而采取有效措施盡快處理，就會(huì)埋下工程隱患，影響橋梁的運(yùn)營(yíng)安全，給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成無(wú)法估量的損失。
　　公路橋梁結(jié)構(gòu)由于截面形式多樣，與規(guī)范對(duì)檢測(cè)面的要求出入很大，因此，探索能夠無(wú)損檢測(cè)橋梁混凝土內(nèi)部缺陷的方法就成了一個(gè)急需解決的課題。超聲法無(wú)損檢測(cè)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外推廣應(yīng)用的混凝土構(gòu)件內(nèi)部缺陷的方法，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS21：2000），為檢測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷方法的推廣和應(yīng)用起到重要作用。但是，由于公路橋梁受到混凝土內(nèi)部大量鋼筋的影響，對(duì)判斷缺陷的位置大小及尺寸造成很大的難度，如何檢測(cè)橋梁混凝土的內(nèi)部缺陷是本文主要探討的問(wèn)題，通過(guò)工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明一種實(shí)用的檢測(cè)方法。
　　1 工程概況及要求
　　某公路橋梁結(jié)構(gòu)形式為混凝土連續(xù)箱梁，為單箱單室結(jié)構(gòu)。某跨混凝土表面并無(wú)缺陷，由于建設(shè)單位擔(dān)心在施工過(guò)程中可能存在混凝土空洞或不密實(shí)區(qū)域，因此委托檢測(cè)單位來(lái)檢測(cè)橋梁混凝土內(nèi)部有無(wú)缺陷。
　　2 檢測(cè)原理
　　超聲波檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的原理是利用超聲波在技術(shù)條件相同的混凝土中傳播的速度、振幅、聲時(shí)等參數(shù)的相對(duì)變化，來(lái)判斷混凝土的缺陷。一般來(lái)講，在無(wú)缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)中，這些聲學(xué)參數(shù)沒(méi)有明顯的差異，如果結(jié)構(gòu)存在缺陷，破壞了混凝土的整體性，超聲波在遇到空洞、不密實(shí)區(qū)域的時(shí)候，傳播路徑增長(zhǎng)，聲時(shí)明顯增長(zhǎng)，波幅和頻率明顯降低，通過(guò)該處的聲波與正常混凝土的聲波參數(shù)進(jìn)行對(duì)比綜合分析，就可以判斷混凝土結(jié)構(gòu)缺陷的部位、范圍等。
　　3 混凝土密實(shí)度測(cè)試方法
　　根據(jù)《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS21：2000），被檢部位要滿足下列要求：(1)被測(cè)部位應(yīng)具有一對(duì)或兩對(duì)相互平行的測(cè)試面；(2)測(cè)試范圍除應(yīng)大于有懷疑的區(qū)域外，還應(yīng)有同條件的正?；炷吝M(jìn)行對(duì)比，且對(duì)比測(cè)點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于20。而實(shí)際情況無(wú)法滿足有一對(duì)或兩對(duì)平行的測(cè)試面的條件，并且混凝土中存在鋼筋，鋼筋對(duì)超聲波的影響無(wú)法避免，考慮到混凝土缺陷主要集中在腹板底部鋼筋（鋼束）密集處附近，因此，參照規(guī)范本次密實(shí)度檢測(cè)采用“角測(cè)法”。
　　通過(guò)鋼筋位置檢測(cè)儀，檢測(cè)出被檢部位的主筋位置，檢測(cè)缺陷時(shí)盡可能的避開(kāi)鋼筋區(qū)域。把整體的箱梁結(jié)構(gòu)劃分成若干測(cè)區(qū)，通過(guò)測(cè)區(qū)來(lái)估測(cè)缺陷區(qū)的范圍，各測(cè)區(qū)選擇10組測(cè)點(diǎn)，相鄰測(cè)點(diǎn)間隔5cm。先在密實(shí)區(qū)域測(cè)定各組測(cè)點(diǎn)的聲時(shí)值，再對(duì)各可疑區(qū)域進(jìn)行測(cè)試。由于混凝土內(nèi)部存在缺陷，超聲波傳播過(guò)程中受到缺陷的阻礙，導(dǎo)致“7-7”測(cè)點(diǎn)所測(cè)聲時(shí)與密實(shí)區(qū)域相應(yīng)位置所測(cè)聲時(shí)相比將會(huì)出現(xiàn)明顯增大，由此可判斷該位置存在缺陷。
　　4 缺陷區(qū)域判定方法
　　對(duì)混凝土密實(shí)區(qū)域，實(shí)測(cè)聲時(shí)值理論上應(yīng)呈線性變化。假設(shè)本箱梁共測(cè)試71個(gè)測(cè)區(qū)，以該71個(gè)測(cè)區(qū)為樣本，取其平均值數(shù)列μ，及其標(biāo)準(zhǔn)差σ。以±σ為作為置信區(qū)間，即認(rèn)為μ±σ區(qū)間為密實(shí)區(qū)域所測(cè)聲時(shí)值，超過(guò)該區(qū)間的聲時(shí)值為異常點(diǎn)?？紤]到混凝土缺陷將導(dǎo)致實(shí)測(cè)聲時(shí)值增大，因此，以μ+σ為密實(shí)區(qū)域聲時(shí)值上限值μ上，超過(guò)該上限值則認(rèn)為混凝土存在缺陷。
　　密實(shí)區(qū)域樣本平均值數(shù)列μ=（22.85，37.45，51.60，67.78，82.14，95.46，108.46，122.00，137.08，150.62）
　　標(biāo)準(zhǔn)差σ==3.33
　　因此，密實(shí)區(qū)域聲時(shí)上限值μ上=（26.17，40.78，54.93，71.10，85.47，98.78，111.78，125.33，140.40，153.95）
　　為更直觀、清晰地表示各測(cè)區(qū)的密實(shí)度測(cè)試結(jié)果，密實(shí)度結(jié)果表述分為以下4種情況：密實(shí)、輕微不密實(shí)、不密實(shí)、嚴(yán)重不密實(shí)。
　　5 構(gòu)件缺陷測(cè)試結(jié)果
　　選擇跨并且以0號(hào)軸為起點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況將被測(cè)構(gòu)件劃分成6個(gè)部分，每隔4m～6m選擇一個(gè)測(cè)區(qū)進(jìn)行測(cè)試。以下為測(cè)試結(jié)果。
　　5.1 各測(cè)區(qū)測(cè)試結(jié)果匯總表
　　5.2 測(cè)區(qū)典型的“測(cè)點(diǎn)—聲時(shí)”曲線
　　通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)可知，本跨共抽查47個(gè)測(cè)區(qū)，其中密實(shí)測(cè)區(qū)33個(gè)，占總測(cè)區(qū)的70%。不密實(shí)測(cè)區(qū)14個(gè)，占總測(cè)區(qū)的30%，通過(guò)量測(cè)測(cè)區(qū)的面積和聲時(shí)異常測(cè)點(diǎn)的部位，可以確定缺陷區(qū)范圍，為工程的后期加固處理和消除工程隱患等提供可靠依據(jù)。
　　6 結(jié)語(yǔ)
　　通過(guò)以上工程實(shí)例可以看出：參照《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》針對(duì)具體問(wèn)題具體分析，可以探索出一種符合工程實(shí)際的實(shí)用的方法，“角測(cè)法”檢測(cè)橋梁特殊形狀構(gòu)件的混凝土缺陷是可行和有效的，所測(cè)的聲學(xué)參數(shù)能夠較好的反映混凝土的疏松、空洞、密實(shí)性差等情況，用聲時(shí)的平均值和變異系數(shù)能較好的評(píng)價(jià)混凝土的整體的質(zhì)量，通過(guò)各個(gè)測(cè)區(qū)的位置和測(cè)點(diǎn)的位置就可以推斷缺陷的位置及大小情況。