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桥桩损伤检测技术简介

1用途:

用于桥桩损伤与健康状况的检测，适用于新建桥桩与成桥桩。检测内容包括桩体混凝

土的质量、桩体长度、损伤部位、损伤程度以及桥基地质结构。

2技术背景：

具有上部结构的成桥桩检测是一个空白领域。一旦桥桩遭受撞击，很难检测出损伤部

位和损伤程度。传统的小应变检测技术使用单一检波器，无法区分上部结构反射的下行波

和下部损伤部位反射的上行波，因而无法用于桥桩损伤的检测。声波透射法利用声速管透

射，主要用于新建基桩，成桥桩的声速管已经封闭，无法使用。

3技术特点：

桥桩损伤检测将PST技术与CT技术相结合，用于各类桥桩损伤部位与损伤程度的检测，

它具有如下独到的特点。

（1）PST技术通过使用16通道的接收电缆，记录桩体中上行波、下行波传播的时间-

空间特征；

（2）PST技术有效地区分和分离出上行波与下行波场，分别对上部结构与下部结构及其

损伤部位成像；

（3）PST技术可检测桩体混凝土强度、变截面、损伤部位、桩长以及基础地质结构；

（4）PST设备可对桩体截面进行CT成像，通过图像提取展现桩体中的宏观与微观损伤

裂隙分布，精细地判断桩体的损伤程度；

4设备组成与技术指标

PST硬件设备由主机和检波电缆组成，技术指标居于国际先进水平。高采样率能保证桩

体截面CT的高分辨率成像。

主机：通道数：16；采样率：0.8μs/道同步；A/D动态：16Bit；

检波器电缆:通道数：16，道间距：0.1m；频带宽度：20Hz-16kHz，免粘，水陆两用。

图1PST主机图2PST检波电缆

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5应用实例

桥桩损伤检测技术在福建湄洲湾电煤码头和渤海油田钻井平台码头引桥桥桩撞击损伤的

检测中有成功的应用。现分述如下。

例1福建湄洲湾电煤码头桥桩损伤检测

1.1工程概况

受损码头位于湄洲湾电厂内，码头桩体与承台曾遭受重船撞击，桩体上部外观出现了明

显的开裂，水下部分是否破损尚不清楚。为了确保码头结构的安全，需要对桩体水下部分

进行检测，对桩体上部损伤的程度进行评价，以便制定修复方案。

检测对象是外观出现明显撞击损伤的1号与2号桥桩，作为桩基地质结构背景的对比，

增加3号与4号桥桩。桥桩位置与外观受损外情况分别见图1.1、图1.2。

图1.1检测桥桩位置图1.2桥桩外观受损情况

1.2检测方法与原理

检测对象是具有上部结构的桩体，目的是了解水下隐伏部分的受损情况以及上部损伤

程度的评价。对桥桩水下部分的检测采用PST成桥桩检测技术，对桩体损伤程度的检测采

用截面CT技术。PST仪器，可分别用于PST检测和CT检测。

1.2.1PST检测原理

PST检测时在混凝土桩体中激发声波时，声波会沿桩身向上、下传播。当遇到桩体结

构变化断面、损伤部位、桥基地质界面时发生反射。上部结构的反射波向下传播，称下行

波；下部结构的反射波向上传播，称上行波。通过检波器串记录桩体中声波上、下传播的

时-空特征，并对下行波与上行波进行有效地分离，根据波的走时与混凝土波速，对桩体波

阻抗变化界面成像。通过分析排除结构截面变化与地层结构变化的影响，可确定桩体中的

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缺陷与损伤的部位、损伤的程度。据此对桩体的质量与损伤部位做出诊断。

1.2.2截面CT检测原理

截面CT检测时，使用声波穿透桩体，通过测量声波的走时重建桩体内弹性波速的分

布图像。弹性波速直接反应混凝土的弹性模量的大小，它是混凝土密实性和强度分布的定

量指标。当桩体遭受撞击损伤时，产生宏观破裂与微观裂隙，损伤部