DB36/T 1197-2019 桥梁预应力孔道压浆密实度检测规程

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  • 当0.3

    5.6.1对预制梁(板)桥,每座桥抽检桥跨数不少于总桥跨数的20%且不少于1跨。每跨抽检梁(板) 数不得少于该跨梁(板)总数的20%,抽检到的梁板应对全数孔道进行定性检测。 5.6.2对现浇梁(板)桥,每座桥抽检预应力孔道数不少于总孔道数的20%且不少于20个孔道,当孔道 总数不足20时,应全数检测。

    数不足20时,应全数检

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    5.6.4对综合压浆指数不合格的孔道应进行定位检测,定位检测长度不小于3m。 5.6.5抽检到的梁板或孔道无法进行定性检测时应采用定位检测绿色建筑标准规范范本,满足定位检测条件的孔道测试长度 应不小于3m。 5.6.6根据批次检测对象的孔道数量计算,若检测对象中有超过15%不合格时,应将定位检测的数量增 加1倍。

    7.1对梁体预应力孔道进行定位检测时,应优先选择孔道位置相对较高的锚头两端、负弯矩区 点等位置进行检测。 7.2对需要排查压浆施工事故的梁体、孔道,应逐一检测

    1压浆密实度检测工作应按如下图1的流程进行

    6.1.2检测前准备工作如下

    图1压浆密实度检测流程

    调查工程现场,收集工程设计图纸、压浆资料、施工记录等,了解预应力孔道位置走向、 工艺及压浆过程中出现的异常情况等:

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    使之能够通过强力磁座与传感器牢固粘结耦合: 对于定位检测,应依据设计图纸、施工记录,描绘出被测预应力孔道走向及测点位置,并使测 试区域及反射面内的混凝土表面平整、光洁

    6.2.1.1定性检测应按示意图2进行的现场布置。

    6.2.1.1定性检测应按示意图2进行的现场布置

    图2压浆密实度定性检测示意图

    元件: SO、S1一加速度传感器; A0、A1一电荷放大器; ChO、Chl一数据通道。

    元件: SO、S1一加速度传感器; A0、A1一电荷放大器; ChO、Ch1一数据通道。

    1.2定性检测的按以下步骤进行操作: 按图2连接检测系统,按5.3的要求安装传感器,设置、标定试验参数,确认系统运行正常; D 在管道的一端用激振锥激振,应使激振方向与预应力钢束走向平行,记录测试数据; C 调整设备参数,在管道另一端激振并记录数据: d) 操作人员检查数据文件,确认数据完整、无异常情况后结束测试; e) 每片梁(板)检测后,均应在其无预应力孔道的区域对波速进行标定,应取三次测量的平均值 作为标定结果。

    6.2.1.2定性检测的按以下步骤进行操作:

    6. 2. 2定位检测

    6.2.2.1定位检测应按示意图3进行的现

    1定位检测应按示意图3进行的现场布置

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    元件: S一加速度传感器; A一电荷放大器。

    图3压浆密实度定位测试示意图

    2.2.2定位检测按以下步骤进行操作: 按图3连接检测系统,设置、标定试验参数,确认系统运行正常; b 根据设计值标注出孔道位置,以孔道中心线为测线,测点间隔可根据精度要求确定,一般选择 10cm~20cm为测点间隔; C 按一定的方向对每个测点进行测试,测试时按5.3条的要求将传感器和测试面耦合在一起; d 激振点距离传感器宜为5mm土25mm,激振方向应与构件表面垂直; 将一条测线的全部测点逐一采集、保存数据后,操作人员检查数据文件,在确认数据完整、无 异常情况后结束测试; 在每一片梁(板)检测后,均应在其无预应力孔道的区域(宜选在两个孔道之间)进行线性标 定,确定混凝土底部回波时间,应取三次测量的平均值作为标定结果

    2.2定位检测按以下步骤进行操作

    7.1.1采用综合压浆指数I作为定性检测的评定指标,当压浆饱满时,,=1,而完全未灌时,I=0。 7.1.2当测试条件不利激振时,测试频率异常,宜采用FLEA、FLPV两个分项计算综合压浆指数,计算 方式见公式(1)。

    I, =(leI pv)/2

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    I一一综合压浆指数; IEA—根据FLEA法得到的分项压浆指数; IpV根据FLPV法得到的分项压浆指数。 7.1.3当测试条件,测试频率正常,应采用FLEA、FLPV、PFTF三个分项计算综合压浆指数,计算 方式见公式(2)。

    式中: I综合压浆指数: IEA—根据FLEA法得到的分项压浆指数; Ipv—根据FLPV法得到的分项压浆指数; ITF—根据PFTF法得到的分项压浆指数。

    7.1.4各分项压浆指数可见表2线性插值。

    表2压浆指数的基准值

    注1:梁不同部位的混凝土的P波波速有一定的不同; 注2:能量比X可按下公式(3)计算。 注3:Fr、Fs分别是接收端和激振端信号的卓越频率 注4:根据钢绞线的模量(196GPa)推算,并结合实网

    注1:梁不同部位的混凝土的P波波速有一定的不同; 注2:能量比X可按下公式(3)计算。 注3:Fr、Fs分别是接收端和激振端信号的卓越频率(KHz)。 注4:根据钢绞线的模量(196GPa)推算,并结合实际测试验证

    A·L A · La

    式中: 能量比: 接收端信号的振幅(m/s);(核实是否正确) 激振端信号的振幅(m/s); L 孔道全长; LO 孔道长度基准值(一般可10m)。

    7.2. 1 压浆缺陷类型

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    预应力压浆缺陷分为大规模缺陷和小规模缺陷,可以根据IEEV法的底部反射波速以及波纹管 (IE)信号进行缺陷分级,具体见表3。

    7.2. 2 测试区间的压浆质量

    D= Zp ×100%

    标准信 式中: D. 压浆密实度指数; N 总测点数; β,—测点的压浆状态,即良好:1,小规模:0.5,大规模:0。

    式中: D 压浆密实度指数; N 总测点数,有N=Nj+Nx+N。 NJ 健全测点数; Nx 小规模缺陷测点数;

    7.2.3全孔道的压浆质量

    当定位检测仅为孔道的局部时,用修正压浆密实度指数D。来判定孔道的压浆质量,计算方式见么 式(6)。

    式中: D。一修正压浆密实度指数; D一一检测区段的压浆密实度指数; Ld检测区段长度; L一一孔道全长; Dk 一当该孔道各检测区段中,压浆质量较好的连续区段的压浆密实度指数。该连续区段的长度取 检测区段的1/2。

    由定性检测确定的综合压浆指数I及由定位检测确定的压浆密实度De,其压浆质量评价采用表 方法。

    表4压浆质量评价标准一览表

    8.1当检测方和被检方对测试结果出现 应对检测存在疑问区域进行开孔验证,当验 检测结果不相符时,应分析原因,并对同批次同类型孔道的检测数据进行重新分析和判定,或进 8.2检测结果验证按如下要求进行:

    每个争议点钻孔数量宜不少于3个; 钻孔口径不宜小于10mm; 钻孔的位置应尽量位于管道的上部,且注意避开钢筋、钢绞线; 宜从上向下钻孔:

    一钻孔后宜采用内窥镜观察,可辅以挂钩法、穿丝法。

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    桥梁预应力孔道压浆密实度检测规程条文说明

    本规程适用于桥梁预应力孔道压浆密实性的基于冲击弹性波法的检测。其中桥梁类型包括梁 场预制的预应力混凝主梁(板)桥和现浇的预应力混凝土梁桥;孔道材质包括塑料波纹管及金属 波纹管,孔道形状包括圆形和扁形,孔道方向包括纵向、横向和竖向。其它铁路桥梁、市政桥 梁等预应力构件孔道压浆密实性的检测可参照使用

    本章节将规程中列出的专业术语进行了详细描述,对参数计算过程中出现的符号做了规定, 5基本要求

    5.1.1为了加强施工质量管理,本规程对各参建单位的抽样检测进行了规定。施工单位按本规 程规定适当提高比例进行自检,监理单位全程进行见证检测,必要时监理单位也可以开展平行 检测工作。建设单位根据实际情况,委托第三方检测按规定进行检测。

    5.1.2为了检测数据追踪准确,对检测过程中须记录的信息也做了规定,

    5.1.2为了检测数据追踪准确,对检测过程中须记录的信息也做了规定。

    5.2.3检测设备硬件性能要求

    分别对数据采集和传输部件做了要求,根据GB/T15406《土工仪器基本参数及通用技术条件》要 求和检测工作特点进行规定。对于传感器由于测试对象的梁、板较薄,且需要在频域进行分析,因此传 惑器的频谱特性很重要。考虑到电荷式加速度传感器具有体积小频响范围宽等特点,因此可优先采用。 对于放大器,其应与所选择的传感器参数匹配,且满足测试需求,检测系统的增益倍率要适合长度为 60m以内的预应力孔道压浆密实度的定性检测,接收端信号的S/N比应大于10。

    5.2.4检测设备软件性能要求

    正文中对系统软件性能的要求都是必须满足的。 规程中对频谱分析提出了两种方法,FFT(快速傅立叶变换,FastFourierTransform)及MEM(最 大摘法,MaximumEntropyMethod)。目前,在工程领域中最常用的频谱分析方法是FFT,然而FFT在 定位检测的IEEV法的分析时面临以下的困难: 主要是分辨率不足的问题。FFT分解时的频率为:

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    其中,N为采样个数,△t为采样间隔。 考虑到缺陷检测的图形往往采用时间轴表示(以便与厚度对应),因此在k和k+1时刻的时间分 率T为

    可以着出,采样时间(间隔×采样数)以及次数决定了检测的分辨率。当然,采样时间越长、壁厚 越厚(k越小),△T值越大,检测的分辨率也就越低。另一方面,由于FFT适合于类正弦波的连续分 析,而对于反射次数的分析并不擅长, MEM法是一种高分辨力的频谱分析方法,该方法在1967年被J.P.Burg提出,从此在各种领域取得 了重要的成果。与FFT分析法相比,MEM具有以下几方面的特征。 1)频谱分辨率非常高; 2)适用于非sin/cos类信号; 3)最大嫡谱估计的分辨率与序列长度N2成反比,序列长度越长,分辨率越高。相比之下,传统 谱(FFT)估计的分辨率与观察时间(序列长度N)成反比; 4)解决了旁瓣泄漏问题。 但是,MEM分析法也有不少缺点,如果使用不当,会得出错误的结果。因此,使用MEM法分析数 据时,需要注意以下几点: 1)MEM是非线性分析方法。即两套数据迭加起来进行MEM分析的结果,与分别进行MEM分析 后的结果叠加不一样的。此外,对测试数据进行BPF/HPF/LPF(带宽滤波、高通滤波、低通滤波)后, 产生伪频谱的危险性会大大增加; 2)MEM分析中,对频谱的位置的分辨率很高,但对其振幅(高度)的分辨精度则无法保证。特 别是当测试点数较少时,这种误差更加明显; 3)对信噪比非常敏感。在低信噪比情况下,分辨率较差。因此,进行必要的预处理是有意义的。 而这又提高了产生伪频的危险。 可采用变频(改变激振锤)、改变MEM分析模式(如采用增加稳定性模式)、利用FFT验算、及 利用梁底反射波速(等效波速法)进行校核等方法来综合判定。 通过FFT和MEM的分析结果的比较,发现MEM法具有明显的优越性,

    上图所示,采用人工或机械方式将传感器压在测试对象表面(压着式)的方法,测试效 率最高,因此,本规程采用压着式作为传感器的固定方式。 为了达到即快速又可靠的测试,需要传感器既要牢固的与体表面接触,又能够方便移 动。为此,我们利用一标准试块,对如下几种压着式的测试结果进行了比较,由上至下分别是: )主用去庞在一2)王按力度小一)王按力度士—)热峻胶

    测试结果表明: 1)手按力度较小时对测试信号影响较小,也可得到满意的测试效果:

    测试结果表明: 1)手按力度较小时对测试信号影响较小,也可得到满意的测试效果:

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    2)按压力度过大时频阶杂乱,说明手按力度对测试信号的影响较大; 3)热熔胶固定有附加模态,测试结果与热熔胶的厚度、温度等有关; 4)专用支座套能提供稳定可靠地耦合力度和阻尼,使得测试信号更为稳定 另外一方面,可以通过合理的阻尼设计,提高传感系统的频特性。为保证测试结果的可靠性,在有条 件时宜利用混凝土标准试块对耦合方式进行检验,

    5.4.1定性检测时由于传播的距离长,信号衰减大,需要激发长波长、高能量信号。因此,应采 用本身质量大、碰撞面曲率半径小的激振装置,激振锥是比较适当的。 5.4.2定位检测时需要激发适合的波长。因此,根据测试厚,采用不同直径的激振锤是适当的。事实上 取的激振锤对压浆密实度检测精度和分辨力有很大的影响。激振锤激振得到的弹性波具有自振周期,该 目振周期与弹性波速的乘积的一半,即为对应于自振周期的壁厚(以下简称“对应壁厚)对于C50的预 力混凝士梁,各激振锤得到的弹 约为下表所示

    根据实际壁厚与对应壁厚的关系,可以分为以下3种情形: 1)当实际梁厚大于上表中的对应壁厚时,理论上在频谱图上就会出现两条线:

    2)当实际梁厚接近表中的对应壁厚时,其自振信号与梁底反射信号会形成共振(也被称为“纵波 共振此时在频谱上仅出现一个对应的峰值。该峰值可能偏向梁底反射时间,也可能偏向自振周期 3)当实际梁厚小于表中的对应壁厚时,其自振信号与梁底反射信号可能形成反向叠加,从 而削弱梁底的反射。 因此,在通常情况下,选取激振锤使其对应壁厚小于实际梁厚是必要的。同时,当对应壁厚与波纹 管中心位置接近时,容易引起误判。因此,应根据测试对象的壁厚,合理选取相应规格的激振锤,当对 测试结果有疑虑时,换次选激振锤再次测试

    压浆料的固化受温度影响很大,在检测时根据天气条件应适当增加龄期,以保证压浆材料的强度至少达 到混凝土强度的70%以上。否则压浆材料尚未充分硬化,其反应则类似缺陷,容易引起误判。 5.5.2定性检测的测试方法:利用露出的锚索,在一端激发信号,另一端接收信号。通过分析在传播过程中信 号的能量、频率、波速等参数的变化,从而定性地判断该孔道压浆质量的优劣。该方法测试效率高,但测试 清度和对缺陷的分辨力较差,因此一般适用于对漏灌、管道堵塞等压浆事故的检测。目前定性检测的分析方 法有三种,但测试过程均相同:1)全长衰减法(FLEA)2)全长波速法(FLPV)3)传递函数法(PFTF) 各分析方法的原理及特点见7.1条。 梁的长度对检测精度有一定的影响。一般来说,梁长在60m内时,定性检测非常适用,但长度过长时, 由于能量衰减过快,接收到的信号受噪音影响较大,因而超过此长度后,定性检测的精度会大幅降低,另 外频率法测试受测试条件和人为影响较大,但频率明显异常时,频率算得的压浆指数不宜作为获取综合

    压浆指数的参数。当定性检测完全无法使用时,采用定位检测,定位检测一般选取高的位置作为定位检 则,由于孔道往往较长,因此需要分段进行检测,检测段长度间于1m~5m为宜 .5.3,5.5.4定位检测的测试方法:沿孔道轴线的位置,以扫描的形式逐点进行激振和接收信号。通过分析激振 言号从波纹管以及对面梁侧反射信号的有无、强弱、传播时间等特性,来判断测试点下方波纹管内缺陷的有 无及形态。该方法检测精度高、分辨力强,适用范围较广,目前使用最多。但该方法耗时较长,且受波纹管 立置影响较大。目前分析方法有三种:1)改进冲击回波法(IE)通过改进频谱分析方法,提高了分辨力;2) 中击回波等效波速法(IEEV)3)冲击回波共振偏移法(IERS)各分析方法的原理及特点详见7.2条。 信 定位检测的主要影响因素如下: 1)梁、板的厚度 板的厚度对定性测试各方法的影响相对较小,而对定位测试的IEEV法则有较大的影响。 般来说,当管径相同时,板厚越薄,IEEV法的测试精度越高。 基于目前的定位检测的技术水平,在采用D50激振锤激振时,IEEV法一般要求梁、板的厚 度不超过0.6m。而IERS法则要求管道最大埋深不超过0.6m。 2)管道的排列和位置 管道的排列对定性测试各方法的影响相对较小,而对定位测试的IEEV法则有较大的影响。 当有双排管道时,尽可能从两个侧面用正EV法测试

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    对角落边界条件比较复杂的管道需要加密测点。有马蹄形扩幅的T梁腹板孔道,往往需要从下部 测试。 3)混凝土浇筑质量和钢筋 混凝土浇筑质量对检测的结果影响不大,但当混凝土存在浇筑缺陷、明显不均匀时,也会对检测 结果造成不利影响。 一般来说,钢筋的影响不大,但在管道和测试面之间有钢板等异性构件时,也会产生相应的影响。 4)管道材质的影响 对金属波纹管,由于缺陷的反射与金属的反射互为逆向,有相互抵消的现象,因此,一定要结 速法(IEEV)加以综合判断。 以下是针对不同结构汇总的的适用方法及检测效果

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    综上所述,定性检测效率高,但测试精度和对缺陷的分辨力相对较差;而定位检测测试效率相对较低, 旦其测试精度高、分辨力强,适用范围较广,能够准确定位并一定程度量化缺陷大小。因此,根据检测目 的,可以选择一种检测方法,也可以两种方法配合使用,达到效率与精度的平衡。但总体而言, 在条件许可时,推荐优先采用定位检测。

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    参照已颁布的福建地方规程、山西地方规程等,以及国内其他省市执行抽检情况,综合我 省地方实际情况考虑对检测比例进行了规定。施工单位自检频率可在此基础上适当提高,对孔道压 质量进行过程中控制。

    根据实践经验和研究成果,发现影响压浆密实度的主要因素在于: 1)压浆料:压浆料的优劣对于压浆密实度的影响最大; 2)孔道位置:由于泌水、气泡聚集是造成压浆缺陷的直接原因。而无论是泌水还是气泡 均轻于固体化压浆料。因此,泌水、气泡容易聚集于管道的拐点和上部; 3)压浆工艺:压浆工艺对压浆质量的影响也不容忽视,先进的压浆工艺如真空压浆、智能 玉浆等有助于提高压浆质量。但需要指出的是,仅靠压浆工艺并不能保证压浆一定密实。 此 拉伸强度测试标准,抽样方式及测试位置主要考虑了泌水和气泡的影响。在进、出浆口;弯曲孔道的起弯点;反弯! 赔部;平直孔道的各个位置均容易出现压浆缺陷。一般定位检测的测点间距按10cm一20cm布置。

    6检测工作流程和方法 5.1.1在现场检测中,只要条件允许,应尽量采用定位检测的方法。当定性检测发现有问题或疑问时,应进行定位 检测和验证。

    6.1.2检测前准备工作

    cm,短传 感器无法安装,太长影响激励信号。清洁度应该有利于传感器的安装,基本要求钢绞线上无覆 浆。 定位检测采用频域分析,所需的数据时长较长。因此,如果测试表面形状不规则、不平整 时,周围边界的反射信号就可能会对测试结果产生不利影响。

    固定资产标准6. 2. 1定性检测

    传感器安装应保持对称,尽量使传感器安装在同一根钢绞线上,传感器应接近镭头但不与锚头或夹 片接触。另外,传感器应安装在钢绞线的上沿。在施工时如果钢绞线发生扭转,测试的钢绞线可能不是 同一根钢绞线,会造成一定的测试误差。但由于激振产生的弹性波信号可以在钢绞线中相互传递,从实 际的测试效果来看,其影响并不显著。当然,根据预应力施工规范,要求各钢线平顺,在施工中可以 用标注记号的方式确保钢绞线的平顺。 在混凝土波速标定时,如果梁体较高,则不同高度的混凝土的基准波速往往有一定的差异。通常 是上面小下面大。因此,基准波速的测试最好是在波纹管的中间高程处进行。 双方向激振对提高FLEA(全长衰减法)的精度非常有必要。全长衰减法涉及能量的衰减 变化对比,因此,放大器的相关设置和传感器灵敏度应明确记录,一般数据采集软件中可以同步记录相 关信息。

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