超声波检测裂缝在桥梁中的应用.pdf

中国西部科技 2013年01月第 12卷第01期总第282期 17 超声波检测裂缝在桥梁中的应用 刘兆勇 王羿磊 (四川中水成勘院工程勘察有限责任公司，四川 成都 610072) 摘 要：本文对多诺水电站若九改线公路某处交通桥预应力T梁出现的裂缝，在张拉和化学灌浆处理前后，采用双面跨缝 斜测法进行超声波无损检测，通过超声波的波幅、频率等声学特征，对裂缝灌浆施工处理前后的发育情况进行检测分析。 关键词：超声波检测；双面斜测法；裂缝；桥梁 DOI：10．3969／j．issn．1671—6396．2013．01．008 1 引言 多诺水 电站位于四川I省九寨沟县白水江流域一级支流 黑河上游，属黑河．白水江水电规划一库七级方案中的龙头 电站。若九改线公路通过多诺水电站施工区，改施工区某处 交通桥梁全长 70m，桥梁设计为 2～3Om预应力砼 T梁，梁 高 1．9m，C50混凝土。2011年 8月现场工作人员发现有 4 根T形梁 (2≠}、3≠}、5≠}、8{!j})出现明显裂缝，对桥梁的正常 ／ (a)平面图 (b)立面图 使用已经构成安全隐患。 图1 斜测裂缝测点布置示意图 为了探查裂缝发育情况，对出现裂缝的T形梁指定检测 断面进行超声波无损检测，探查T梁上发育的裂缝是否为贯 3 测试工作布置 穿裂缝，以及裂缝发育深度。超声波检测断面一般由上下发 本次检测采用超声波双面斜测法测试，在T梁的两侧分 育较长 (裂缝表面发育长度一般在 lm以上)且 由上部主梁 别安装激发装置和接收装置。激发装置一侧以超磁激振的方 腹板部位发育至下部主梁牛腿部位的裂缝组成。在查明裂缝 法 向T梁内部发射超声波，接收装置采集经介质物理特性调 发育情况后，及时进行张拉和化学灌浆施工处理等裂缝修补 制后的超声波，通过观测和分析超声波在介质中的波幅、频 措施，并于裂缝修补完成 7d后，在 2011年 9月进行了再次 率等声学特征，从而来对裂缝进行分析并得出结论。 检测，超声波检测剖面位置与上次检测剖面重合。 测试仪器为重庆奔腾数控技术研究所研制的WSD．2数 2 方法原理与测试技术 字声波仪，每一检测断面布置9个测点，检测点间距为5cm。 在超声波检测裂缝的剖面布置中，常见的有单面跨缝对 T形梁的上部，即主梁腹板部位，厚度为30cm；T形梁的下 称平测以及双面跨缝斜测。单面跨缝主要是探查混凝土结合 部，即主梁牛腿部位，厚度为48cm。测试断面编号方式： 面是否有浅部裂缝，对于发育较深的裂缝，难以准确判断裂 主梁腹板部位：1、2、3……9；主梁牛腿部位：1’、2’、3r．…一 缝发育深度。并且由于实际裂缝中不可能被空气完全隔开， 9’。检测断面布置图如图2和图3所示。 总是存在局部连通点，单面平测时超声波的一部分绕过裂缝 末端传播，另一部分穿过裂缝中的连通点，以不同声程到达 接收装置，在仪器接收信号首波附近形成一些干扰波，严重 时会影响首波起始点的辨认，便会产生较大的测试误差。所 以，当混凝土结构的裂缝部位，具有一对相互平行的表面时， 宜优先选用双面斜测法。 图2 2#T形粱部分裂缝检测断面布置示意图 只要裂缝部位具有两个相互平行的表面，都可用双面斜 测法检测。如常见的梁、柱及其结合部位。检测方法如图1 所示，采用等测距、等斜角的跨缝与不跨缝的斜测法检测。 该方法是在保持激发和接收装置连线的距离相等、倾斜角一 致的条件下进行跨缝与不跨缝检测，分别读取相应的声时、 波幅与主频值。当激发与接收装置连线通过裂缝时，由于混 凝土失去连续性，超声波在裂缝界面上产生很大衰减，仪器 接收到的首波信号很微弱，其波幅、声时测值与不跨缝测点 (a)靠马路侧 (b)靠河流侧 相比较，存在显著差异。据此便可判定裂缝深度以及是否在