声波CT技术在旧桥病害诊断中的应用.pdfVIP

第33卷第3期 物 探 与 化 探 V01．33．NO．3 2009年6月 GEOPHYSICAL GEOCHEMICALEXPLORATION Jun．．2009 声波 CT技术在 旧桥病害诊断中的应用 苏建坤，渠文平，孙锐 (云南航天质量无损检测站有限公司，云南 昆明 650000) 摘 要：将 cT技术引入到旧桥病害诊断中，用声波 cT方法检测桥梁混凝土整体质量 (强度、密实度、均匀性 、缺 陷)，弥补了现有桥梁检测技术手段的不足，为旧桥加固提供客观依据，增强处治的针对性并节约处治成本。 关键词：声波CT；混凝土质量 ；计算机成像 ；桥梁病害 中图分类号 ：P631．4 文献标识码：A 文章编号：1000—8918(2009)03—0354—04 据交通部统计，2006年底 ，全 国共有公路桥梁 得到快速发展，在工程技术界得到广泛应用 。目前 50余万座，其中亟待进行改造的危桥共计6282座。 用于各类工程混凝土质量检测用的是声波层析成像 作为交通枢纽的桥梁工程 ，一旦在意外事故和 自然 技术 。 灾害中破坏，会造成很大的经济损失和重大的社会 波速 CT基本思想是根据声波的射线几何运动 影响。目前国内现有的旧桥混凝土质量检测方法主 学原理，将声波从发射点到接收点的旅行时间表达 要有回弹法、超声回弹综合法、钻芯法和后装拔出 成探测区域介质速度参数的线积分，然后通过沿线 法。现有检测手段存在以点代面、以表面代整体等 积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图 问题，不能很好地反映混凝土的整体质量，特别是不 像。声波CT成像过程如图1～4所示。 能反映混凝土浇筑的不均匀性情况，而在混凝土浇 筑不均匀的地方容易形成应力集 中，加大对桥梁的 破坏。如何弥补现有检测手段之不足，准确诊断出 旧桥的病害信息，为旧桥治理提供详实、准确的资 料，已经成为科研、检测人员迫待解决的问题。 高 CT(计算机层析成像)技术 已经广泛用于医学、 地质勘查、工程勘察领域 中，其理论、技术 已经很成 熟。将声波CT技术引入到桥梁检测中，尝试为旧 长 桥检测提供一种新途径。通过采用声波 CT无损检 图1 混凝土构件模型的成像截面 测的方式来对混凝土整体质量进行检测，能提供直 图1为混凝土构件模型，中间有一孔洞，模拟缺 观的混凝土实际质量情况，得到较为准确和定量的 陷。利用声波 CT一发多收系统，在混凝土构件模 桥梁状况数据 ，根据检测出的混凝土质量缺陷及时 型一侧发射，在另一侧扇形接收，用声波扫描被检测 采取补救措施 ，达到消除隐患的 目的。 体，获取大量的首波走时数据 (图2、图3)。 1 声波 CT成像技术 层析成像(Tomography)技术是利用在物体外部 旧 一 观测得到的物理场量，通过特殊的数字处理技术，重 蒜 现物体内部状态或物性参数的分布图像，从而解决 被检测物内部结构工程技术问题。所利用的场源己 从早期医疗用的x射线扩展到光波、地震波、电磁 两 波、声波及超声波。它是地球物理勘探技术、数字计 图2 成像区域坐标系及观测系统布置示意 算