声波检测技术在混凝土桥梁检测中的应用

声波检测技术在混凝土桥梁检测中的应用

夏靖

四川济通工程试验检测有限公司 邮编： 610000

摘要：在国家大力发展交通事业过程中，出现了很多先进技术。在交通工程建设中，打造更加安全可靠的现代化桥梁成为建设施工中的重要一环，无论是在城市立体交通建设中还是在中西部山地丘陵地区的交通设施建设中，桥梁施工技术都被广泛应用，因此，研发现代工程检测技术是提升桥梁建设质量水平的重要路径，对我国现代化建设事业具有重要意义，其中的声波检测技术可以高效地对桥梁桩基质量进行检测，从而更好地保障现代化桥梁工程的施工质量。

关键词：声波检测技术；混凝土桥梁检测；应用

引言

在桥梁施工中，灌注混凝土桩经常出现塌孔、断裂、缩颈、离析等质量缺陷，对桩基承载力和桥梁上部结构的稳定性造成严重影响。为保证桥梁工程整体施工质量，必须对桥梁桩基进行无损检测，判断桩基的完整性。声波检测技术是目前对桩基完整性检测最为精确的检测技术之一，在桥梁工程检测中得到了广泛应用。

1声波检测技术在混凝土桥梁检测中的应用优势

1.1无损

全程检测过程不会对混凝土桥梁产生任何不可逆的破坏，而且也能及时发现其中存在的潜在问题，在病害发生初期进行预防性养护。在应用过程中，检测成本较低，而且能够缩短检测的时间，工作效率明显提升。

1.2技术成熟

声波检测技术操作难度并不大，但

是对于混凝土桥梁本身，就会存在一些不可逆的损伤，而且人工检测也存在较大误差，一些潜在问题无法及时发现。声波检测技术在应用过程中趋于成熟，和传统的检测技术相比，不破坏混凝土桥梁结构的基础，而且能发现潜在问题，无论是在预防性养护，还是在后续应用检测上都效果较好。在技术趋于成熟时，保证检测结果的准确性，在复杂环境下能顺利完成检测工作。

1.3应用广泛

传统的检测技术已经无法满足如今的桥梁检测需求，建筑声波检测技术可以实现，以及其他的无损检测技术可以优势互补，提高工程检测的准确性。在交通基础设施行业发展的同时，混凝土桥梁检测的前景广阔，声波检测技术也成为了未来发展的重要方向。

2声波检测技术类型

2.1桩内单孔透射法

该方法往往作为钻芯检测的一种补充手段使用。所谓桩内单孔投射法，就是在桩基内部预留1个单孔，在孔中安装1个换能器，换能器同时拥有发射装置和接收装置，在进行检测时，通过添加隔音材料对整个系统进行内部隔离，换能器发射声波后，声波通过耦合剂穿透到混凝土中，最后返回到不同接收器上，通过获得的声学参数可有效测量混凝土桩基的内部结构。需要注意的是，当桩基内部有钢管时，会严重干扰测量效果，因此，该方式不能应用于有钢管结构的混凝土桩基测量中。

2.2桩外孔透射法

桩外孔透射法适用于没有换能器孔洞结构的桩基测量中。在测量时，可选择在桩基外部土层中钻取1个测量孔进行测量，整个系统同样具有发射换能器、接收换能器和声波检测仪3个部分，安装时，要将发射换能器贴合在桩基顶部，在钻取的孔洞中放置接收换能器，这样接收到的声波是通过桩基混凝土和土层的声波形态。该方法操作简单，且不会对桩基造成破坏，但在实际操作中发现，声波在透过土层时衰减速度很快，因此，该方案对发射器的功率要求较高，且不适合长桩基的测量，在检测方向上，也只能用于判断桩基是否出现端桩、缩颈等问题，若灌注桩剖面不规则，便会大大增加测量误测率，因此，该方法需结合测试需求酌情选择。

2.3跨孔透射法

跨孔透射法是声波透射检测法中最主要的一种检测方法，该方法需在桩基内部预埋2根声测管，测量时在管内注入清水，并在两管内分别放入发射换能器和接受换能器，在检测操作中，声波脉冲从发射换能器透射过混凝土和耦合水后到达接收换能器，能接收到的声波范围就是有效的检测范围。该检测方式虽需预留2根声测管，但在实测中具有诸多优势，主要体现在能够极大地提升检测工作的灵活性。在实际检测中，可通过同步提升发射换能器和接收换能器高度的方式进行平测，逐步完成对整个桩基的测量。另外，还能让发射换能器和接收换能器之间形成高度差，让测量声波形成一定的斜角，在测量到内部裂纹和异物时，可不断调整高度差形成不同的声波网，对裂纹点数据进行交叉测量，以得到更精准的测量数据；还可以通过固定一点，只移动另一点的扇形测量方式，收集大量数据信息，能够大大提升测量的精准度和可靠度。

3声波检测技术在混凝土桥梁检测中的应用

某桥梁施工长度为550m，底部的宽度为11.5cm，其顶部的实际宽度达到22.5cm，在进行合拢张拉时，需要遵循实际工作开展的顺序。在实际施工开展中，边跨与中跨的混凝土地板呈现出了崩裂现象，经过加固之后，依旧在工作中存在裂开的问题，需要在今后的施工中强化检测工作的开展。

3.1在混凝土桥梁左腹板检测中的应用

左腹板面积324㎡，施工强度需大于C50，将检测中的波速保持在4.5km/s，从检测结果来看，施工质量较好，不过受到高低速区域影响，在左腹板下方幅度是比较小的，对于整体发展的稳定性并不会产生更大的变化。

3.2在混凝土桥梁底板检测中的应用

桥梁底板检测面积540㎡，平均波速4.10km/s。在检测过程中，底板波速分布并不均匀，中间高，两侧低，可以看出底板存在低波速区域，这也可以确定底板的强度并不高。在检测过程中，底板右侧波速小于2km/s，呈现出的宽度在2m~3m，但是左侧的波速则是小于3km/s，并且检测中的宽度是１m~1.5m，根据最终根据检测数据得知混凝土桥梁存在裂缝，出现裂缝的位置为底板。

3.3在混凝土桥梁顶板检测中的应用

桥梁顶板面积为1310㎡，测速4.69km/s，表明其混凝土强度不低于C45，顶板处和混凝土强度之间的波速较高，当其应用到的波速大于4.81km/s时，最终呈现出一种均匀连续的分布。采集顶板两翼的波速值较低，其低波速带比较明显，达到了2m～3m的宽度，其波速主要分布在2.3km/s～4.1km/s，对于此类的问题主要是受到非主要受力的作用影响，而且位置也并非桥梁主要的荷载区域，因此并不会影响到桥梁的稳定性。

3.4在混凝土桥梁右腹板检测中的应用

该腹板试件的面积为324㎡，针对于此类检查需要将其强度设定在C60，在实际检测的过程中其平均的数值为4.70km/s，数据的分布是比较均匀的，其总体情况与左腹板情况相比较，强度与波速都在不断地提升，其有着较好的使用质量。但是在下部比较过程中，就导致上部的波速是比较低的，在此过程中上部有着低速的一个异常区域，其检测宽度为1m，检测的波速值为4.1km/s，下部的波速值通常是大于4.6km/s的，所以通过检查没有发现病害，且强度比较高。

结语

声波检测技术在桥梁桩基检测中的确具有操作简便，测量效果直观、准确等诸多优势，但单一的声波透射法存在不能直接测量抗压能力的缺陷，因此，相关建设专家应多关注声波测量技术并吸收其优点，但不能过度依赖该检测方式，在使用其测量结果时要能辩证地进行可靠性和准确性分析。

参考文献

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