1、湖南省長(zhǎng)沙高速公路預(yù)應(yīng)力梁鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)實(shí)施方案中南大學(xué)地球物理勘察新技術(shù)研究所湖南致力檢測(cè)工程技術(shù)有限公司2011年12月湖南省長(zhǎng)沙高速公路預(yù)應(yīng)力梁鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)實(shí)施方案編制單位：中南大學(xué)地球物理勘察新技術(shù)研究所 湖南致力檢測(cè)工程技術(shù)有限公司單位地址：湖南省長(zhǎng)沙市岳麓區(qū)梅溪湖聯(lián)絡(luò)村聯(lián) 系 人：魯光銀 張升彪聯(lián)系電話：魯光銀 張升彪FAX南省長(zhǎng)沙高速公路預(yù)應(yīng)力梁鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)實(shí)施方案一、 檢測(cè)概況、目的在所有施工的預(yù)應(yīng)力梁板中，T粱、空心板、箱梁等構(gòu)件在鋼絞線張拉完畢后，立即進(jìn)行孔道壓漿。但由于施工條件與壓漿工藝限制，極易存在空洞等質(zhì)量隱患

2、，嚴(yán)重威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全，橋梁的T梁、空心板、箱梁等構(gòu)件的波紋管注漿密實(shí)性好壞對(duì)橋梁的耐久性具有重要影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于注漿不密實(shí)導(dǎo)致波紋管內(nèi)鋼絞線銹蝕，預(yù)應(yīng)力提前喪失，可造成橋梁實(shí)際壽命縮短至設(shè)計(jì)壽命的十分之一。混凝土橋梁損傷表現(xiàn)形式多樣，如預(yù)應(yīng)力損失、混凝土破損開裂、鋼筋銹蝕、支座脫空等，這些損傷導(dǎo)致了混凝土橋梁整體剛度和承載力的下降，是引起橋梁病害的重要原因。 為了加強(qiáng)對(duì)橋梁施工質(zhì)量的過程控制，消除施工過程中的質(zhì)量缺陷，對(duì)預(yù)應(yīng)力橋梁的預(yù)應(yīng)力管道（波紋管）的注漿質(zhì)量檢測(cè)，是確保橋梁施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求和合理受力狀態(tài)的一個(gè)重要控制環(huán)節(jié)。預(yù)應(yīng)力橋梁的鋼絞線要充分發(fā)揮設(shè)計(jì)效果，抵消車輛和行人對(duì)橋面的

3、壓力，預(yù)應(yīng)力管道的注漿質(zhì)量效果是最重要因素之一。達(dá)到設(shè)計(jì)要求的注漿質(zhì)量可以使預(yù)應(yīng)力鋼絞線充分發(fā)揮作用；存在注漿質(zhì)量缺陷時(shí)會(huì)出現(xiàn)錨頭應(yīng)力集中和隨時(shí)間推移的預(yù)應(yīng)力損失現(xiàn)象，且會(huì)改變梁體的設(shè)計(jì)受力狀態(tài)，降低橋的承載力，從而影響橋梁的使用壽命。因此預(yù)應(yīng)力管道的注漿質(zhì)量檢測(cè)是保證橋梁施工質(zhì)量的重要措施。 為全面了解預(yù)應(yīng)力梁鋼絞線孔道壓漿的質(zhì)量現(xiàn)狀，受湖南省長(zhǎng)沙高速公路建設(shè)指揮部和總監(jiān)辦的委托，我單位（中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院與湖南致力檢測(cè)工程技術(shù)有限公司共同組成的研究團(tuán)隊(duì)）擬采用綜合地球物理探測(cè)技術(shù)以及鉆探取芯驗(yàn)證等方法對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上大規(guī)模開展檢測(cè)工作，為業(yè)主綜合評(píng)估預(yù)應(yīng)力梁鋼絞線孔

4、道壓漿質(zhì)量提供參考依據(jù)。二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）2、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-20043、超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程CECS 21:20004、超聲回彈綜合法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECE 02:885、無(wú)損檢測(cè)操作規(guī)程ZL JC Q/T 001-20096、混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程JGJ145-20047、橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)其它規(guī)范三、檢測(cè)方法檢測(cè)工作以地球物理無(wú)損檢測(cè)為主，配合鉆機(jī)取芯驗(yàn)證工作。主要技術(shù)思路如下：采用自行研制的橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀：利用彈性波的傳播機(jī)理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預(yù)

5、應(yīng)力鋼絞線的一端輸入彈性波信號(hào)，在鋼絞線的另一端接收此彈性信號(hào)，根據(jù)彈性波的入射信號(hào)和傳播輸出信號(hào)，再利用彈性波在此預(yù)應(yīng)力鋼絞線不同結(jié)構(gòu)傳播的傳導(dǎo)函數(shù)來計(jì)算分析橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道的壓漿質(zhì)量，同時(shí)評(píng)價(jià)壓漿飽滿度；采用聲波CT成像方法對(duì)檢測(cè)區(qū)梁體波紋管區(qū)域壓漿質(zhì)量進(jìn)行評(píng)測(cè)，劃分出異常聲速區(qū)，同時(shí)評(píng)估混凝土強(qiáng)度、密實(shí)度等影響程度；使用SIR系列雷（達(dá)配置特制專用1.6G高頻天線）對(duì)波紋管區(qū)域進(jìn)行掃描檢測(cè)，查明壓漿密實(shí)情況及空洞范圍。對(duì)存在缺陷部位，采用美國(guó)紹爾巖芯鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔取芯（鉆孔外徑：20mm，對(duì)預(yù)應(yīng)力梁結(jié)構(gòu)基本無(wú)影響）驗(yàn)證檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果。1、波導(dǎo)檢測(cè)技術(shù)儀器設(shè)備：自行研制橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道

6、壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀方法原理：自行研制橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀由采集儀、發(fā)射震源、檢波器和分析處理軟件組成。發(fā)射震源產(chǎn)生的彈性波，沿著鋼絞線傳播并向鋼絞線周圍輻射能量，檢波器檢測(cè)到反射回波，并由檢測(cè)儀對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析與存儲(chǔ)。反射信號(hào)的能量強(qiáng)度和到達(dá)時(shí)間取決于鋼絞線周圍或端部的灌漿狀況。通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析，可以確定鋼絞線壓漿的整體質(zhì)量。圖1 孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)工作示意圖檢測(cè)方法：利用彈性波的傳播機(jī)理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預(yù)應(yīng)力鋼絞線的一端輸入彈性波信號(hào)，在鋼絞線的另一端接收此彈性信號(hào)，根據(jù)彈性波的入射信號(hào)和傳播輸出信號(hào)，再利用彈性波在此預(yù)應(yīng)力鋼絞線不同結(jié)構(gòu)傳播的傳導(dǎo)函

7、數(shù)來計(jì)算分析橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線的壓漿質(zhì)量，同時(shí)評(píng)價(jià)壓漿飽滿度。具體現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)實(shí)施過程：d. 檢測(cè)時(shí)在同樣耦合條件下，敲擊3次，以保證檢測(cè)結(jié)果可重復(fù)性；2、聲波CT成像技術(shù) 儀器設(shè)備：48道聲波檢測(cè)儀方法原理：根據(jù)彈性波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，彈性波層析成像方法可以分為兩大類：一是以運(yùn)動(dòng)特征為基礎(chǔ)的射線層析成像；二是以動(dòng)力學(xué)特征為基礎(chǔ)的波動(dòng)方程層析成像。作為反演聲波穿透的射線層析成象，其基本思想是根據(jù)聲波的射線幾何運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，將聲波從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)的旅行時(shí)間表達(dá)成探測(cè)區(qū)域介質(zhì)速度參數(shù)的線積分，然后通過沿線積分路徑進(jìn)行反投影來重建介質(zhì)速度參數(shù)的分布圖像。混凝土聲波CT無(wú)損檢測(cè)，就是根據(jù)聲波射線的幾何運(yùn)動(dòng)

8、學(xué)原理，利用最先進(jìn)的聲波發(fā)射、接收系統(tǒng)，在被檢測(cè)塊體的一端發(fā)射，在另一端接收，用聲波掃描被檢測(cè)體，然后利用計(jì)算機(jī)反演成像技術(shù)，呈現(xiàn)被檢測(cè)體各微小單元范圍內(nèi)的混凝土聲波速度，進(jìn)而對(duì)被檢測(cè)體做出質(zhì)量評(píng)價(jià)。檢測(cè)方法：在檢測(cè)過程中，在梁體波紋管區(qū)域做沿梁橫斷面的CT成像剖面，布設(shè)檢波器（接受系統(tǒng)），在對(duì)應(yīng)砼的對(duì)穿面布設(shè)激發(fā)點(diǎn)（發(fā)射系統(tǒng)），形成穿透底板的聲波掃描射線。沿梁橫斷面方向的CT剖面的單元?jiǎng)澐?cm×1cm （砼厚度方向），并對(duì)預(yù)應(yīng)力注漿孔道進(jìn)行專門成像處理，評(píng)價(jià)其壓漿質(zhì)量。 圖2 聲波CT成像技術(shù)示意圖3、地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)儀器設(shè)備：美國(guó)SIR3000地質(zhì)雷達(dá)（并配置特制專用的1.6G

9、Hz天線）。圖3 地質(zhì)雷達(dá)工作原理示意圖工作原理：地質(zhì)雷達(dá)利用主頻為數(shù)十兆赫（MHz）至千兆赫波段的電磁波，以寬頻帶短脈沖形式，由地面通過天線發(fā)射器（T）發(fā)送至被檢測(cè)體，該脈沖在檢測(cè)體中傳播時(shí)，若遇到介質(zhì)界面、目的體或局部介質(zhì)不均勻體，探測(cè)脈沖能量便被部分反射或散射回探測(cè)面，為雷達(dá)天線接收器（R）接收，從而獲得被測(cè)目標(biāo)的各種有用信息。檢測(cè)方法：參照設(shè)計(jì)圖預(yù)應(yīng)力鋼絞線在預(yù)應(yīng)力梁體內(nèi)的分布情況，根據(jù)由自行研制橋梁預(yù)應(yīng)力鋼絞線孔道壓漿質(zhì)量檢測(cè)儀檢測(cè)結(jié)果分析后，對(duì)存在缺陷的預(yù)應(yīng)力梁板區(qū)域內(nèi)縱橫方向間距均為0.1m布設(shè)雷達(dá)測(cè)線，通過檢測(cè)劃定砼缺陷的范圍，同時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道的位置進(jìn)行檢測(cè)。4、鉆孔取芯儀器設(shè)

10、備：美國(guó)紹爾巖芯鉆機(jī)（取芯直徑20mm）檢測(cè)方法：對(duì)上述檢測(cè)結(jié)果存在缺陷部位采用取芯鉆機(jī)進(jìn)行鉆探取芯驗(yàn)證。四、檢測(cè)步驟分兩步開展工作。第一步：根據(jù)施工進(jìn)度，統(tǒng)計(jì)自施工日期起已完成梁板數(shù)量及未完成待檢數(shù)量，選擇投入該檢測(cè)項(xiàng)目的合理人員、儀器設(shè)備，做好檢測(cè)前準(zhǔn)備工作；第二步：根據(jù)不同波紋管類型，采用合適的檢測(cè)試驗(yàn)方法對(duì)長(zhǎng)沙高速全線預(yù)應(yīng)力梁進(jìn)行系統(tǒng)的檢測(cè)工作，并現(xiàn)場(chǎng)開孔驗(yàn)證，促進(jìn)施工單位嚴(yán)格按規(guī)范壓漿，不斷提升壓漿質(zhì)量。為了能及時(shí)完成本次檢測(cè)工作，我方希望委托方能夠?qū)⒉糠譁?zhǔn)備工作提前安排，具體如下：1、派遣開展檢測(cè)工作人員，通知相關(guān)單位做好準(zhǔn)備工作；2、事先標(biāo)好相關(guān)預(yù)應(yīng)力束管道在預(yù)應(yīng)力梁中相應(yīng)位置；3、為減少不必要的干擾，取得良好的檢測(cè)效果，在檢測(cè)時(shí)需停止施工，減少噪聲干擾，并請(qǐng)派人現(xiàn)場(chǎng)配合。五、報(bào)告提交時(shí)間在檢測(cè)外業(yè)完成后十天內(nèi)提交正式檢測(cè)成果。六、費(fèi)用核算本項(xiàng)目費(fèi)用核算依據(jù)國(guó)家計(jì)委和建設(shè)部發(fā)布并于2002年3月1日正式執(zhí)行的工程勘察設(shè)計(jì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)條款，同時(shí)結(jié)合市場(chǎng)情況及現(xiàn)場(chǎng)作