超声波检测T梁技术初探(改后).docVIP

超声波检测混凝土T梁不密实区和空洞技术初探 张流文 李文军 （福建达通公路试验检测有限公司 福建 三明 365000） 摘 要：本文利用超声波无损检测法，对T梁进行出坑前检测，以确定T梁内部是否有不密实区或空洞，及其位置和范围大小，保证T梁结构物出坑的完整性；为T梁出坑前混凝土不密实区或空洞检测提供借鉴与参考。实践证明超声波法对于高速公路T梁密实度检测是可行的，但在操作过程中也存在一定的得缺陷性，受干扰较大，判定结果在一定程度上受操作者技术水平和经验的影响。 关键词：桥梁工程；超声波无损检测；声时、声速和波幅 山区高速公路由于受地形限制，桥梁所占的比例较高，而绝大多数桥梁都采用混凝土T梁的形式；因此，如何确保T梁的质量，是提高高速公路桥梁工程质量的关键环节。然而预制T梁施工质量往往受工期影响，加之T梁混凝土密实度难以依靠施工过程肉眼检验，若不采用可靠的检测方法对T梁出坑前进行密实度检测，将照成较大质量隐患。目前超声波在高速公路隧道初支、二衬，地质超前预报中应用较为广泛，但T梁密实度检测还处于试探阶段。本文首先阐述超声波检测的原理，特点，然后以永宁高速公路T梁密实度检测为工程背景，详细论述了超声波法的实施，效果，及优缺点，并提出展望 1、超声波的产生与原理 采用超声脉冲波检测混凝土结构缺陷的基本原理是，由于超声波遇到缺陷时产生散射、绕射、反射，声波在砼内部传播的声时、声速和波幅发生变化；利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间(或速度)、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。由于超声脉冲波传播速度的快慢，与混凝土的密实程度有直接关系，对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超声脉冲波只能绕过裂缝或空洞传播到接收换能器，因此传播路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。 另外，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在混凝土中传播时，遇着蜂窝、空洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或者频率谱中高频成分明显减少。再者经缺陷反射或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。根据以上原理，可以利用混凝土声学参数测量值和相对变化综合分析、判别其缺陷的位置和范围，或者估算缺陷的尺寸。 超声波探伤即超声波检测是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。它主要用于检测金属材料和部分非金属材料的内部缺陷。 1．12、2．1 　　 一般市场上出售的A型脉冲反射式超声波检测仪已具备一些基本功能，其基本性能参数(垂直线性、水平线性等)也能满足通常超声检测的要求。对于给定的任务，在选择超声波检测仪时，主要考虑的是该任务的特殊要求，可从以下几方面进行考虑： （1）、所需采用的超声频率特别高或特别低时， 应注意频带宽度。 （2）、对薄试件检测和近表面缺陷检测时，应注意发射脉冲是否可调为窄脉冲。  （3）、检测大厚度试件或高衰减材料时，选择发射功率大、 增益范围大、电噪声低的超声波检测仪，有助于提高穿透能力和小缺陷显示能力。 （4）、对衰减小或厚度大的试件，选用重复频率可调为较低数值的超声波检测仪，可避免幻象波的干扰。  （5）、室外现场检测时，应选择重量轻，荧光屏亮度好， 抗干扰能力强的便携式超声波检测仪。  （6）、自动快速扫查时应选择最高重复频率高的超声波检测仪。 2．2 2．3 （3）、 对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染。 （4）、 容易清除，不易变质， 价格便宜，来源方便。 4、超声检测方法及数据处理 4.1方法选择 　　塑料零件的探测一般采用纵波脉冲反射法；陶瓷材料可用纵波和横波探测；橡胶、混凝土检测频率较低，可用穿透法检测。  　　透射法通常采用两个探头，分别放置在试件两侧，一个将脉冲波发射到试件中，另一个接收穿透试件后的脉冲信号， 依据脉冲波穿透试件后幅值的变化来判断内部缺陷的情况。 图3-1 直射声束穿透法 (a) 无缺陷； (b) 有缺陷 3．23．3…≥…Xn……，将这些要判断的值（X0）与下式计算出来的异常值（X0）进行比较。 X0=mx-λSx（λ=1.65 见附表2） 将判断值（X0）与可疑数据（Xn）进行比较，当Xn不大于判断值时，即Xn及排列于其后的各数据均为异常值，将这些异常值进行更进一步的判断与计算；当Xn大于判断值时，即Xn为正常值并把大于其值的数据一起，再将排列于其后的各数据进行比较，如果均没有异常值，说明此处正常，没有不密实或空洞。 对异常值