由四川升拓检测技术有限责任公司自主研发、生产的灌浆密实度检测仪主要应用于预应力桥梁锚索的灌浆密实度检测。采用全长波速法(FLPV)和全长衰减法(FLEA),可对管道密实度快速定性检测;采用冲击回波等效波速法(IEEV)可对灌浆缺陷进行定位。FLEA和IEEV已申请发明。已申请国家发明,申请号为200510021851.5。
在后张法预应力混凝土梁的制作中,管道灌浆的密实度的质量保证是非常重要的。否则,会加速结构的劣化和降低结构承载力,严重时甚至造成安全隐患和垮桥等恶性事故,造成巨大的社会经济的损失。
我们历时10余年,与国内外相关机构合作开发了一整套针对这两项关键问题的解决方案和技术体系。该体系基于无损检测技术,具有测试效率高、可靠性好、对结构无损伤等特点,可以大大地提高预应力梁的质量保证度。
该技术体系的检测内容主要包括:
1) 孔道灌浆密实度;
2) 混凝土浇筑质量(构件、试件的强度及刚度);
3) 锚固应力;
4) 尺寸及内部缺陷。
整个技术体系采用冲击弹性波作为测试媒介,并集成到一套测试设备中(预应力混凝土梁多功能检测仪,SPC-MATS)。其测试精度和效率达到工程要求,已在国内外上百个桥梁工程中得到了实际应用。
我们具有相关技术的全部知识产权,并申请和获得了多项国家发明,产品出口到日本等海外。其中,灌浆密实度检测技术获2011年公路学会科技进步奖。
预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用,达到设计要求,孔道压浆的质量效果是重要的影响因素之一。如果压浆不密实,水和空气的进入使得处于高度张拉状态的钢绞线材料易发生腐蚀,造成有效预应力降低。严重时,钢绞线会发生断裂,从而极大地影响桥梁的耐久性、安全性;此外,压浆质量缺陷还会导致混凝土应力集中致使破坏,进而改变梁体的设计受力状态,从而影响桥梁的使用寿命。
在全长波速法中,基准波速是非常重要的参数。一般来说,基准波速可取钢筋混凝土的波速。但是,在采用特制灌浆料时,如果灌浆料的波速快于混凝土的波速,则应采用灌浆料中的波速。而灌浆料的波速则应通过试块加以测试。
我国早在1991年的“公路桥梁养护管理工作制度”(交通部工程管理司)中即规定,在“特殊检查项目”中,要求“③预应力钢筋现状及灌浆管道状况、空隙情况调查;”(第二十四条)。
近,随着检测技术的进步,对灌浆密实度的检测已被提到议事日程。2012年6月,陕西省交通运输厅在“陕西省公路建设工程质量工作指导意见”中明确指出,“67.4后张法预应力混凝土必须……,孔道压浆后须经有资质和检测经验的单位进行压浆效果检测,检测频率可按预制梁数量的1%进行抽检,现浇梁、刚构悬浇梁段按波纹管总数的1%进行抽检。”
2013年以来,浙江省、甘肃省、重庆市等多地均开展了预应力施工质量专项检查工作,其中,灌浆密实度成为重要的检查专项。
灌浆密实度测试项目一览表
方法 |
测试方案 |
备注 |
定性测试 |
全长衰减法(FLEA) |
在锚索两端上激振与受信(参考图2-2-1) |
对预应力孔道全体进行定性测试。 |
全长波速法(FLPV) |
传递函数法(PFTF) |
确定锚头附近(约0.5~2m)范围内有无缺陷 |
波形特征对比法 |
定位类型测试 |
冲击回波等效波速法(IEEA) |
在每个管道上沿间距为0.2m进行测试,孔道正上方激振。(参考图2-22) |
定位测试,确定缺陷的具体位置 |
1) 定性测试:
利用锚索两端露出的钢绞线进行测试,测试效率高。由于空洞等缺陷通常发生在孔道的上方,因此通常只需测试上方的钢绞线即可。在一次测试过程中,可同时完成上述四种方法(FLEA、FLPV、PFTF、LAEA)的测试,完成一个孔道的测试时间在5分钟内。
2) 定位测试
沿着管道的上方或侧方,以扫描的形式连续测试(激振和受信),通过反射信号的特性测试管道内灌浆的状况。