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1、湖南省长沙高速公路预应力梁钢绞线孔道压浆质量检测实施方案中南大学地球物理勘察新技术研究所湖南致力检测工程技术有限公司2011年12月湖南省长沙高速公路预应力梁钢绞线孔道压浆质量检测实施方案编制单位：中南大学地球物理勘察新技术研究所 湖南致力检测工程技术有限公司单位地址：湖南省长沙市岳麓区梅溪湖联络村联 系 人：鲁光银 张升彪联系电话：鲁光银 13975894898 张升彪 13687383792FAX：0731-881672388湖南省长沙高速公路预应力梁钢绞线孔道压浆质量检测实施方案一、 检测概况、目的在所有施工的预应力梁板中，T粱、空心板、箱梁等构件在钢绞线张拉完毕后，立即进行孔道压浆。但
2、由于施工条件与压浆工艺限制，极易存在空洞等质量隐患，严重威胁桥梁运营安全，桥梁的T梁、空心板、箱梁等构件的波纹管注浆密实性好坏对桥梁的耐久性具有重要影响，据统计，由于注浆不密实导致波纹管内钢绞线锈蚀，预应力提前丧失，可造成桥梁实际寿命缩短至设计寿命的十分之一。混凝土桥梁损伤表现形式多样，如预应力损失、混凝土破损开裂、钢筋锈蚀、支座脱空等，这些损伤导致了混凝土桥梁整体刚度和承载力的下降，是引起桥梁病害的重要原因。 为了加强对桥梁施工质量的过程控制，消除施工过程中的质量缺陷，对预应力桥梁的预应力管道（波纹管）的注浆质量检测，是确保桥梁施工质量达到设计要求和合理受力状态的一个重要控制环节。预应力桥梁
3、的钢绞线要充分发挥设计效果，抵消车辆和行人对桥面的压力，预应力管道的注浆质量效果是最重要因素之一。达到设计要求的注浆质量可以使预应力钢绞线充分发挥作用；存在注浆质量缺陷时会出现锚头应力集中和随时间推移的预应力损失现象，且会改变梁体的设计受力状态，降低桥的承载力，从而影响桥梁的使用寿命。因此预应力管道的注浆质量检测是保证桥梁施工质量的重要措施。 为全面了解预应力梁钢绞线孔道压浆的质量现状，受湖南省长沙高速公路建设指挥部和总监办的委托，我单位（中南大学地球科学与信息物理学院与湖南致力检测工程技术有限公司共同组成的研究团队）拟采用综合地球物理探测技术以及钻探取芯验证等方法对其进行试验检测，在此基础上
4、大规模开展检测工作，为业主综合评估预应力梁钢绞线孔道压浆质量提供参考依据。二、技术标准1、混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）2、公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-20043、超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS 21:20004、超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECE 02:885、无损检测操作规程ZL JC Q/T 001-20096、混凝土结构后锚固技术规程JGJ145-20047、桥梁设计相关其它规范三、检测方法检测工作以地球物理无损检测为主，配合钻机取芯验证工作。主要技术思路如下：采用自行研制的桥梁预应力钢绞线孔道压浆质量检测仪：利用弹性波的传播
5、机理和超磁致弹性波震源的特性，用超磁致弹性震源从预应力钢绞线的一端输入弹性波信号，在钢绞线的另一端接收此弹性信号，根据弹性波的入射信号和传播输出信号，再利用弹性波在此预应力钢绞线不同结构传播的传导函数来计算分析桥梁预应力钢绞线孔道的压浆质量，同时评价压浆饱满度；采用声波CT成像方法对检测区梁体波纹管区域压浆质量进行评测，划分出异常声速区，同时评估混凝土强度、密实度等影响程度；使用SIR系列雷（达配置特制专用1.6G高频天线）对波纹管区域进行扫描检测，查明压浆密实情况及空洞范围。对存在缺陷部位，采用美国绍尔岩芯钻机进行钻孔取芯（钻孔外径：20mm，对预应力梁结构基本无影响）验证检测试验结果。1、
6、波导检测技术仪器设备：自行研制桥梁预应力钢绞线孔道压浆质量检测仪方法原理：自行研制桥梁预应力钢绞线孔道压浆质量检测仪由采集仪、发射震源、检波器和分析处理软件组成。发射震源产生的弹性波，沿着钢绞线传播并向钢绞线周围辐射能量，检波器检测到反射回波，并由检测仪对信号进行分析与存储。反射信号的能量强度和到达时间取决于钢绞线周围或端部的灌浆状况。通过对信号进行处理和分析，可以确定钢绞线压浆的整体质量。图1 孔道压浆质量检测工作示意图检测方法：利用弹性波的传播机理和超磁致弹性波震源的特性，用超磁致弹性震源从预应力钢绞线的一端输入弹性波信号，在钢绞线的另一端接收此弹性信号，根据弹性波的入射信号和传播输出信号
7、，再利用弹性波在此预应力钢绞线不同结构传播的传导函数来计算分析桥梁预应力钢绞线的压浆质量，同时评价压浆饱满度。具体现场检测实施过程：a. 两端布置检波器，其中一端接收散射波，另一端接收透射波； b. 检波器参数：10hz15khz； c. 采样参数：采样率5微秒，采样长度4k； d. 检测时在同样耦合条件下，敲击3次，以保证检测结果可重复性；2、声波CT成像技术 仪器设备：48道声波检测仪方法原理：根据弹性波的运动学和动力学特征，弹性波层析成像方法可以分为两大类：一是以运动特征为基础的射线层析成像；二是以动力学特征为基础的波动方程层析成像。作为反演声波穿透的射线层析成象，其基本思想是根据声波的
8、射线几何运动学原理，将声波从发射点到接收点的旅行时间表达成探测区域介质速度参数的线积分，然后通过沿线积分路径进行反投影来重建介质速度参数的分布图像。混凝土声波CT无损检测，就是根据声波射线的几何运动学原理，利用最先进的声波发射、接收系统，在被检测块体的一端发射，在另一端接收，用声波扫描被检测体，然后利用计算机反演成像技术，呈现被检测体各微小单元范围内的混凝土声波速度，进而对被检测体做出质量评价。检测方法：在检测过程中，在梁体波纹管区域做沿梁横断面的CT成像剖面，布设检波器（接受系统），在对应砼的对穿面布设激发点（发射系统），形成穿透底板的声波扫描射线。沿梁横断面方向的CT剖面的单元划分1cm1
9、cm （砼厚度方向），并对预应力注浆孔道进行专门成像处理，评价其压浆质量。 图2 声波CT成像技术示意图3、地质雷达检测技术仪器设备：美国SIR3000地质雷达（并配置特制专用的1.6GHz天线）。图3 地质雷达工作原理示意图工作原理：地质雷达利用主频为数十兆赫（MHz）至千兆赫波段的电磁波，以宽频带短脉冲形式，由地面通过天线发射器（T）发送至被检测体，该脉冲在检测体中传播时，若遇到介质界面、目的体或局部介质不均匀体，探测脉冲能量便被部分反射或散射回探测面，为雷达天线接收器（R）接收，从而获得被测目标的各种有用信息。检测方法：参照设计图预应力钢绞线在预应力梁体内的分布情况，根据由自行研制桥梁预
10、应力钢绞线孔道压浆质量检测仪检测结果分析后，对存在缺陷的预应力梁板区域内纵横方向间距均为0.1m布设雷达测线，通过检测划定砼缺陷的范围，同时对预应力孔道的位置进行检测。4、钻孔取芯仪器设备：美国绍尔岩芯钻机（取芯直径20mm）检测方法：对上述检测结果存在缺陷部位采用取芯钻机进行钻探取芯验证。四、检测步骤分两步开展工作。第一步：根据施工进度，统计自施工日期起已完成梁板数量及未完成待检数量，选择投入该检测项目的合理人员、仪器设备，做好检测前准备工作；第二步：根据不同波纹管类型，采用合适的检测试验方法对长沙高速全线预应力梁进行系统的检测工作，并现场开孔验证，促进施工单位严格按规范压浆，不断提升压浆质
11、量。为了能及时完成本次检测工作，我方希望委托方能够将部分准备工作提前安排，具体如下：1、派遣开展检测工作人员，通知相关单位做好准备工作；2、事先标好相关预应力束管道在预应力梁中相应位置；3、为减少不必要的干扰，取得良好的检测效果，在检测时需停止施工，减少噪声干扰，并请派人现场配合。五、报告提交时间在检测外业完成后十天内提交正式检测成果。六、费用核算本项目费用核算依据国家计委和建设部发布并于2002年3月1日正式执行的工程勘察设计收费标准的相关条款，同时结合市场情况及现场作业条件等综合因素后，拟定检测项目费用单价（附桥梁预应力孔道压浆饱满度综合检测单价分析）：1各检测项含税单价为：空心板和T梁均为4611元/片 现浇梁按每钢绞线压浆孔道1976元计2费用结算按：实际完成的检测项工作量检测项单价。七、以往检测照片现场照片注浆饱满度检测雷达检测结果CT成像剖面图 现场开窗验证 开窗验证结果
长沙预应力梁板波纹管注浆检测实施方案
