沖擊回波質量檢測論文

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1沖擊回波原理

1.1沖擊回波法概述

沖擊回波法(impact－echo，IE)是在20世紀80年代中期由美國國家標準技術研究院率先提出，用于對混凝土和砌體結構進行無損評價的方法。沖擊回波法是運用沖擊回波掃描儀在被測構件的表面運動而發出彈性波，其注漿密實度反映在檢測到的缺陷區域反復反射的激振信號中。當注漿質量較差時，檢測到的回波在波形上有一定的反映，將出現較明顯的反射頻譜，同時，反算的彈性波波速也會有所降低。

1.2沖擊回波的傳播

IE法檢測原理:在預應力孔道位置處混凝土表面利用瞬時的機械沖擊產生低頻的應力波，應力波傳播到結構內部，遇到聲阻抗有差異的界面如構件底面或缺陷表面時將被反射回來，并在構件表面、內部缺陷表面或構件底部之間來回反射產生瞬態共振，其共振頻率能在振幅譜中辨別出來，然后通過對反射回來的應力波進行時域分析與頻域分析，就能用于確定構件厚度及其內部缺陷的位置。當在結構表面某一點激發彈性波時，在結構中主要有三種形態的波，即:P波，與正應力傳播相關;S波，與剪應力傳播相關;R波，與正應力和剪應力的合成相關。

1.3沖擊回波的測試

在結構表面激發的沖擊彈性波以P波和S波的形式傳播到結構內部，而R波則沿結構的表面向外傳播。其中，P波和S波在遇到內部缺陷時會產生反射，而當傳感器與激發點位置較近時，P波占據了回波的主要成分。

2現場檢測及結果分析

內蒙古自治區某一級公路一合同段橋梁共有兩種結構形式，分別為20m預應力混凝土裝配式箱梁及13m先張法預應力混凝土簡支空心板。混凝土強度設計等級為C50。20m預應力混凝土箱梁橋由4片箱梁組成，梁高為1.2m，空心板橋由兩塊邊板和7塊中板組成，板高70cm。橋梁設計荷載等級為公路－Ⅰ級。檢測時首先在完全灌漿的預應力鋼束管道位置和正常混凝土位置(即無波紋管位置)進行測試，獲得混凝土內部壓漿密實和無預應力管道時的兩組沖擊回波的標定聲時，作為與測點檢測結果進行對比的基礎，根據標定聲時及檢測時間云圖的分析結果可以預測鋼束管道內的壓漿質量，判斷孔道中是否有空隙存在。對某片20m箱梁中部分波紋管密實度檢測的結果如表1所示。表中位置指的是距離箱梁端部的位置以及鋼筋的編號。標定聲時指的是混凝土密實情況下反射回波在混凝土中傳播用的聲時，反射聲時指的是反射回波在實際波紋管中傳播用的聲時。

3結語

通過對檢測數據和現場鉆孔綜合分析，沖擊回波法用于檢測預應力束孔管道壓漿密實與否是可行的;沖擊回波法可以對束孔管道的壓漿質量做出較準確的評價;沖擊回波法檢測精度與波速P、低頻沖擊所用鋼球直徑D和A/D的采樣頻率等因素密切相關。對預應力混凝土箱梁束孔管道壓漿質量的無損檢測目前還沒有比較成熟的技術方法及相關規范，仍然是一個較新的課題，如何進一步用沖擊回波法準確檢測預應力管道內的壓漿質量，還需要作進一步的試驗和理論研究。

作者:張俊光張勇單位:內蒙古自治區交通建設工程質量監督局招商局重慶交通科研設計研究院有限公司