文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨詢(xún)監(jiān)理有限責(zé)任公司

基于綜合測(cè)試法的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)

文/向宇新，宜昌市虹源公路工程咨詢(xún)監(jiān)理有限責(zé)任公司

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋和連續(xù)剛構(gòu)橋梁有40%～60%的孔道注漿存在質(zhì)量問(wèn)題。本文在現(xiàn)有檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，提出采用綜合測(cè)試分析法進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)預(yù)制板進(jìn)行研究，采用定性分析、定位分析和鉆孔驗(yàn)證的方式檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確率，為此種方法在工程實(shí)際中檢測(cè)提供了參考依據(jù)。

橋梁孔道注漿;預(yù)應(yīng)力;混凝土

此類(lèi)事故的原因有兩方面:一方面與施工控制有關(guān)，如試驗(yàn)室確定的漿體配合比不合適，常常發(fā)生泌水;另一方面與檢測(cè)方法、檢測(cè)手段嚴(yán)重缺失有關(guān)，因?yàn)橐坏┳{，孔道即為隱蔽工程，質(zhì)量不易檢查，即使有空洞也不會(huì)被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致施工人員，不夠重視質(zhì)量好壞。因此，本文在總結(jié)多種現(xiàn)有檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，提出了基于定性、定位和內(nèi)窺鏡驗(yàn)證的綜合測(cè)試預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁孔道注漿密實(shí)度檢測(cè)方法，并對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

1 試驗(yàn)研究

1.1 試驗(yàn)概況本次測(cè)試對(duì)象為3塊混凝土預(yù)制板，預(yù)制板具體尺寸為長(zhǎng)2m，厚度為26cm，波紋管直徑設(shè)置為8.5cm和7cm兩種規(guī)格共9個(gè)孔道，每個(gè)孔道中均設(shè)置有多種缺陷?；炷翉?qiáng)度采用C50;在測(cè)試過(guò)程中對(duì)預(yù)制板孔道進(jìn)行定性測(cè)試、定位測(cè)試和鉆孔驗(yàn)證。為了表述方便，每塊板孔道的編號(hào)分別標(biāo)記為N1、N2、N3;每灌漿孔道長(zhǎng)度為2m，但考慮端部效益的影響，兩端頭約0.05m長(zhǎng)度未進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試長(zhǎng)度共1.9m。

2 測(cè)試原理

2.1 內(nèi)窺鏡驗(yàn)證

由于受到孔道內(nèi)鋼筋及混凝土空洞等的影響，沖擊回波會(huì)發(fā)生繞射，為了確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，本次試驗(yàn)采用內(nèi)窺鏡法進(jìn)行驗(yàn)證，首先采用電鉆鉆孔，確定孔道內(nèi)存在空洞之后，采用內(nèi)窺鏡在孔道內(nèi)部進(jìn)行觀察驗(yàn)證。

2.2 定性測(cè)試

利用錨索兩端露出的鋼絞線進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試效率高。在一次測(cè)試過(guò)程中，可以同時(shí)完成上述3種方法(FLEA、FLPV、PFTF)的測(cè)試，通過(guò)相互之間的印證，可以提高測(cè)試精度。

2.2.1 傳遞函數(shù)法(PFTF)。在預(yù)應(yīng)力梁的一端激振，如果接收端存在不密實(shí)情況，會(huì)在接收端產(chǎn)生高頻振蕩，通過(guò)此方法可以判定錨頭兩端附近的缺陷情況。定位測(cè)試所用的沖擊回波法則是沿著管道的上方或側(cè)方，以掃描的形式連續(xù)測(cè)試，通過(guò)反射信號(hào)的特性來(lái)測(cè)試管道內(nèi)灌漿的狀況。當(dāng)管道灌漿存在缺陷時(shí)，一方面激振的彈性波在缺陷處會(huì)產(chǎn)生反射，同時(shí)在底部反射回來(lái)的彈性波的傳播時(shí)間也會(huì)比灌漿密實(shí)的地方為長(zhǎng)。

2.2.2 全長(zhǎng)衰減法(FLEA)。在錨索一段激振的信號(hào)傳遞到另一端時(shí)，會(huì)產(chǎn)生能量的衰減。一般而言，灌漿越密實(shí)，振動(dòng)能量逸散越快，其衰減也就越大。因此，用能量比即可反映灌漿密實(shí)度，能量比越小說(shuō)明越密實(shí)。

2.2.3 全長(zhǎng)波速法(FLPV)。通過(guò)測(cè)試彈性波經(jīng)過(guò)錨索的傳播時(shí)間，并結(jié)合錨索的距離計(jì)算出彈性波經(jīng)過(guò)錨索的波速。一般情況下，隨著灌漿密實(shí)度測(cè)增加測(cè)試得到的波速會(huì)逐漸減小。當(dāng)灌漿密實(shí)度越高，測(cè)試波速越接近混凝土波速，相反，則接近空置錨索的波速。對(duì)于C50的混凝土，其P波波速一般在4.2～4.3km/s，而空置錨索的P波波速則在5.0～5.1km/s左右。

2.3 定位測(cè)試

定位測(cè)試所用的沖擊回波法(IEEV)則是沿著管道的上方或側(cè)方，以掃描的形式連續(xù)測(cè)試，通過(guò)反射信號(hào)的特性來(lái)測(cè)試管道內(nèi)灌漿的狀況。當(dāng)管道灌漿存在缺陷時(shí)，一方面激振的彈性波在缺陷處會(huì)產(chǎn)生反射，同時(shí)在底部反射回來(lái)的彈性波的傳播時(shí)間也會(huì)比灌漿密實(shí)的地方為長(zhǎng)。

3 檢測(cè)結(jié)果判斷依據(jù)

3.1 定位判斷標(biāo)準(zhǔn)大致將缺陷分為:松散型:灌漿料強(qiáng)度和剛性較低，較為松散，但仍保持連續(xù)性，對(duì)鋼絞線能起到保護(hù)作用;空洞型:有空洞，容易侵入空氣和水。

3.2 定性判斷標(biāo)準(zhǔn)為了定性測(cè)試的結(jié)果量化，筆者引入灌漿指數(shù)If。當(dāng)灌漿飽滿(mǎn)時(shí)，If=1，而完全未灌時(shí)，If=0。因此，上述各方法可得到相應(yīng)的灌漿指數(shù)IEA，IPV和ITF。同時(shí)，綜合灌漿指數(shù)可以定義為:If=(IEA·IPV·ITF)1/3通常，灌漿指數(shù)大于0.95一般意味著灌漿質(zhì)量較好，而灌漿指數(shù)低于0.8則表明灌漿質(zhì)量較差。灌漿指數(shù)是根據(jù)基準(zhǔn)值而自動(dòng)計(jì)算的，不同形式的錨具、梁的形式以及孔道的位置都會(huì)對(duì)基準(zhǔn)值產(chǎn)生影響，所以在條件許可時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定或通過(guò)大量的測(cè)試并結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定基準(zhǔn)值是非常必要的。

4 檢測(cè)結(jié)果

4.1 定性測(cè)試結(jié)果

采用綜合灌漿指數(shù)可以初步判斷，1－3號(hào)梁N1－N3孔道均存在不同程度的灌漿缺陷，灌漿指數(shù)從0.945到0.989不等，但是具體在何種位置存在缺陷無(wú)法判斷，需進(jìn)行定位測(cè)試和鉆孔驗(yàn)證。

4.2 定位測(cè)試結(jié)果

4.2.1 定位波速標(biāo)定。定位測(cè)試時(shí)，需對(duì)梁體進(jìn)行波速標(biāo)定確定梁體底部反射時(shí)刻，進(jìn)而判斷孔道灌漿情況。通過(guò)定位測(cè)試基本可以知道缺陷的位置以及缺陷的長(zhǎng)度，但是在實(shí)際工程中，由于受到鋼筋及缺陷的影響，沖擊回波在發(fā)生繞射時(shí)，不能完全保證定位測(cè)試的準(zhǔn)確性，根據(jù)云圖顯示的準(zhǔn)確率會(huì)有所下降，為此為了準(zhǔn)確知道缺陷的長(zhǎng)度等信息，需要采用鉆孔驗(yàn)證的1.4～1.7m僅少量灌漿料;現(xiàn)場(chǎng)工作人員利用沖擊鉆對(duì)缺陷范圍進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證。

4.3 鉆孔驗(yàn)證

鉆孔驗(yàn)證結(jié)果發(fā)現(xiàn)孔道中1處缺陷僅不到孔道直徑1/3的灌漿料，與測(cè)試結(jié)果完全吻合;另一處缺陷當(dāng)鉆頭鉆至孔道壁上方時(shí)，鉆頭突然直接下降了一段距離，然后內(nèi)部傳來(lái)空響聲，現(xiàn)場(chǎng)有經(jīng)驗(yàn)的工人判斷該處缺陷為無(wú)灌漿料或少許灌漿料，與測(cè)試結(jié)果一致，為此采用綜合測(cè)試法能夠較為準(zhǔn)確的測(cè)定灌漿密實(shí)度。通過(guò)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，3塊模型板中的9個(gè)孔道，均存在不同程度的缺陷。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)采用綜合測(cè)試分析法，測(cè)定3塊模型板中的9個(gè)孔道，均存在不同程度的缺陷。其中定性分析可以判斷孔道內(nèi)是否存在空洞，定位分析可以判斷孔道內(nèi)具體的缺陷長(zhǎng)度，最后采用鉆孔驗(yàn)證的方式在缺陷的端部進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明采用綜合測(cè)試分析法能夠較為準(zhǔn)確的測(cè)定孔道注漿的缺陷類(lèi)型及長(zhǎng)度。

[1]王智豐.預(yù)應(yīng)力管道壓漿質(zhì)量評(píng)估試驗(yàn)及應(yīng)用研究[D].中南林業(yè)科技大學(xué),2009.

[2]曹妍,王芮文.橋梁預(yù)應(yīng)力孔道真空輔助壓漿施工技術(shù)[J].施工技術(shù),2009,06:78-80.

[3]熊建輝.秦沈客運(yùn)專(zhuān)線箱梁制造與架設(shè)施工技術(shù)及施工管理[D].西南交通大學(xué),2002.