DB42 T 1741-2021 激波法检测桥梁预应力孔道灌浆密实度规程.pdf
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1、ICS 93.040 CCS P 28 DB42 湖北省 地方标准 DB42/T 1741 2021 激波法检测桥梁预应力孔道灌浆密实度规 程 Code of practice for detecting pre-stressed duct grouting compacness based on impact elastic wave method 2021 - 08 - 30 发布 2021 - 11 - 01 实施 湖北 省市场监督管理局 发布 DB42/T 1741 2021 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语与定义 . 1 4 检测设
2、备 . 3 5 检测方法 . 4 6 现场检测 . 6 7 灌浆质量评价 . 11 8 检测报告 . 13 附录 A(资料性) 预应力梁孔道灌浆缺陷整体检测现场记录表 . 15 附录 B(资料性) 预应力梁孔道灌浆缺陷定位检测现场记录表 . 16 附录 C(资料性) 灌浆缺陷定位检测参考色板 . 17 DB42/T 1741 2021 III 前 言 本文 件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1部分:标准化文件的结构和起草规则的 规定 起 草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由湖北省交通运输厅提出并归口。 本文件起草单位:
3、中铁大桥科学研究院有限公司 、中铁大桥局集团有限公司、桥梁结构 健康与安全 国家重点实验室 、湖北省标准化与质量研究院 。 本文件起草人:孙连峰、吕宏奎、钟继卫、侍刚、何祖发、彭旭民、袁建新、李鸥、江淦、刘彦峰、 蔡欣、张宗强、张朦朦、周琰、邱忠南、沈国烯、张凯歌、余力、张耿、齐舒、韩阳昱、 康维、胡妮丽。 本文件实施应用中的疑问,可咨询湖北省交通运输厅,联系电话: 027-83460362,邮箱: 。对本文件的有关修改意见建议请反馈至中铁大桥科学研究院有限公司,联系电话: 027-83522982,邮箱: 。 DB42/ 1741 2021 1 激波法检测桥梁预应力孔道灌浆密实度规程 1 范
4、围 本 文件 规定了激波法检测桥梁预应力孔道灌浆密实度的术语和定义及检测设备、检测方法、现场检 测、灌浆质量评价、检测报告等。 本 文件 适用于混凝土桥梁 有粘结 预应力孔道灌浆密实性的检测评定 。 2 规 范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 GB/T 2951(所有部分) 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法 JB/T 6822 压电 式 加速度传感器 JJG 338 电荷放大器 3 术语 和 定义 下列术语 和 定义适用于本
5、 文件 。 3.1 激波 impact waves 通过外部机械激励在对象材料中产生冲击弹性波 。 3.2 激振锤 excitation hammer 发生冲击弹性波的激励装置,是产生测试信号的工具 。 3.3 卡座 fixture 利用磁性或机械装置,将传感器与被测对象耦合 。 3.4 灌浆密实度 the duct grouting compactness 孔道体积中,固化灌浆料所占比例 。 DB42/T 1741 2021 2 3.5 整体检测 whole detecting 利用孔道两端露出的锚索,在一端激发信号,另一端接收信号 ,通过分析信号在传播过程中能量、 频率、波速等参数的变化,
6、来定性判断该孔道灌浆质量的优劣 。 3.6 定位检测 positioning detecting 在混凝土表面沿孔道的轴线以一定的间距逐点进行激振和接收信号,通过分析反射信号的有无、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。 3.7 全长衰减法( FLEA) full length energy attenuation method 整体检测方法,根据激振弹性波受信信号能量和激振信号能量的比值 来定性判断孔道注浆密实度 。 3.8 全长波速法( FLPV) full length p-wave velocity method 整体检测方法,根据激振弹性波信号在灌浆孔道中
7、的传 播速率来定性判断孔道有无缺陷 。 3.9 传递函数法( PFTF) p-wave frequency transform functions method 整体检测方法,根据激振弹性波信号在传播过程中 钢绞线振动频率 变化来定性判断孔道端部有无缺 陷。 3.10 综合灌浆指数 integrated filling index 整体检测过程中,基于全长波速法、全长衰减法、传递函数法三种分析方法 得到的定性反映灌浆 密实度的指标, 用 If表示 。 3.11 灌浆密实度指数 compactness index 在定位检测中 用于定量描述孔道灌浆密实部分所占比例的值,分为检测区段灌浆密实度指数
8、和全孔 道修正灌浆密实度指数。 3.12 冲击回波法( IE) impact echo method 定位检测方法,根据激振弹性波信号反射特性可判断孔道是否存在缺陷。 DB42/ 1741 2021 3 3.13 等效波速法( IEEV) impact echo equivalent velocity method 定位检测方法,根据 激振弹性波信号 反射和绕射判断孔道灌浆缺陷的一种方法,用于确定缺陷具体 位置和判断缺陷大致类型 。 3.14 共振偏移法( IERS) impact echo resonance shift method 定位检测方法,根据 激振弹性波信号在管道位置 或附近 反
9、射时刻的偏移情况 可判断孔道是否存在缺 陷,及缺陷大致类型。 4 检测设备 4.1 一般规定 检测设备应适合冲击弹性波信号采集与分析,主要包括激振装置、传感器、耦合装置、采集系统、 显示系统、数据分析系统等 。检测设备应检定 /校准结果合格方可进行检测工作。 4.2 计量性能要求 4.2.1 系统误差 检测系统标定幅值误差不超过 -5.0% +5.0%范围 。 4.2.2 声时误差 声信号测量误差不超过 -1.0% +1.0%范围 。 4.3 技术性能要求 4.3.1 采样分辨率 检 测系统分辨率为 16 Bit,测试量程应大于或等于 1/216,采样频率应大于或等于 500 kHz。 4.3
10、.2 频谱特性 接收系统频响范围应适用频率在 1 kHz 50 kHz的信号的采样。 4.3.3 增益性能 检测系统应适用 长度为 100 m以内的 预应力混凝土梁 灌浆密实度的整体检测,接收端信号的 S/N比应 大于 5。 4.3.4 元器件 测试系统的主要元器件传感器应符合 JB/T 6822的规定,放大器应符合 JJG 338的规定, A/D卡应符 合表 1的要求。 DB42/T 1741 2021 4 表 1 主要测试元器件性能要求 主要测试元器件类型 性能要求 传感器 类型 加速度传感器 共振频率 宜大于 25 kHz 电荷放大器 频率特性 2 Hz 30 kHz 3 dB 低噪电缆
11、 其产生的脉冲信号小于 5 mV,并应符合 GB/T 2951(所有部分) 的规定。 A/D 卡 采样频道数 不小于 2 采样频率 大于等于 500 kHz 分辨率 16 bit 4.3.5 软件性能要求 测试及分析系统的软件应满足表 2的要求。 表 2 测试软件的性能要求 软件类型 性能要求 数据采集 自检 应具有仪器的基本状态自检功能 触发 应具有 预 触发 功能 频道数 可双通道测试 信号处理 降噪 应具有滤波降 噪的功能 频响补偿 应具有频响补偿的功能 频谱分析 应具有 FFT(快速傅立叶变换)、 MEM(最大熵法)频谱分析功能 4.4 校准 4.4.1 每台检测仪在出厂时均应经有相应
12、资质的检定机构检定或校准合格。 4.4.2 检测设备应每年检定或校准至少一次。 4.4.3 检测仪有下列情况之一时,应进行校准后方可使用: a) 新仪器启用前; b) 超过校准有效期; c) 更换模块和传感器; d) 仪器维修后; e) 对检测值有怀疑时。 4.5 保养 4.5.1 检测设备应注意保养,存放在阴凉干燥、通风环境中。 4.5.2 当仪器长时间不用时,应将电池取出或定期给电池充电。 5 检测方法 5.1 一般规定 DB42/ 1741 2021 5 5.1.1 激波法检测预应力孔 道灌浆质量,分为整体检测和定位检测两种方法。 5.1.2 预应力孔道灌浆质量检测 应 根据工程的需要、
13、检测的目的 选择合适的 检测方法 ,各检测方法 的 特点、适用对象和适用 条件 见 表 3。 表 3 检测方法 对应的 适用对象和 适用条件 检测方法 分析方法 特点 适用对象 适用条件 孔道灌浆密实 度 整体检测 全长衰减法 ( FLEA) 测试效 率高 用于严重灌浆缺陷或 事故排查,或者不具 备定位检测条件时的 检测 1、 适用于长度小于 50 m,且 锚头外露的桥梁预应力 孔道灌浆质量排查 。 2、外露钢绞线应无附属物,长度宜为 3 cm 5 cm, 钢绞线端面平整。 全 长波速法 ( FLPV) 传递函数法 ( PFTF) 孔道灌浆缺陷 定位检测 冲击回波法 ( IE) 基础方 法 用
14、于确定孔道灌浆缺 陷位置 、范围大小 , 在条件具备时应优选 该方法 1、适用于波纹管位置明确的场合; 2、 等效波速法 适用于厚度明确,且厚度小于 80 cm 的单排孔道的梁板结构; 3、共振偏移法适用于壁厚较厚,多孔道并排 ,波纹 管埋深小于 20 cm 的梁板结构。 4、被检对象厚度小于 80 cm,底端反射明显时,应优 先采用 等效波速法 ;当被检对象厚度较厚,底端反 射不明显时,应优先采用共振偏移法。 等效波速法 ( IEEV) 测试精 度高 共振偏移法 ( IERS) 适应能 力强 5.2 整体检测 5.2.1 整体检测根据评价参数(波速、能量、频率)不同分为全长波速法、全长衰减法
15、、传递函数法。 5.2.2 整体检测仅适用于判定整个预应力孔道严重灌浆缺陷,用于孔道灌浆事故的普查,或者不具备 定位检测条件时的检测。 5.2.3 整体检测应对已张拉未灌浆和灌浆饱满孔道的能量、频率参数,及梁体混凝土波速实施标定。 5.2.4 整体检测宜用于梁体两端钢绞线露出的纵向、横向预应力孔道,波纹管长度不宜大于 50 m,大 于 50 m时宜采用定位检测方法。 5.3 定位检测 5.3.1 孔道灌浆缺陷定位检测 应根据被测结构情况选择适用方法,检测方法包括冲击回波法、等效波 速法、共振偏移法,检测方式宜采用逐点线性式。 5.3.2 定位检测适用于判断缺陷在孔道长度方向的位置和范围,不适用
16、定量判断缺陷在孔道径向的缺 陷程度或疏松程度。 5.3.3 定位检测时混凝土结构或构件至少具备一个测试面,测试面应干燥、清洁、平整,并应在测试 面上标识出灌浆孔道中心线。 5.3.4 定位检测应根据梁板厚度、激振频率特性等选择适宜直径的激振锤,激振锤直径的选取见表 4。 表 4 定位检测激振锤直径的选取参考 对象壁厚 首选激振锤 次选激振锤 20 cm D10 D6、 D17 20 cm 40 cm D17 D10 DB42/T 1741 2021 6 表 4 定位检测激振锤直径的选取参考( 续 ) 对象壁厚 首选激振锤 次选激振锤 40 cm 60 cm D17 D30 60 cm D30
17、D50 5.3.5 检测人员应经过培训,并具有相应的检测资格证书。 6 现场检测 6.1 一般规定 6.1.1 激波法检测桥梁预应力孔道灌浆质量,应保证灌浆材料的强度达到设计强度的 80%以上, 夏季 灌浆材料检测龄期宜大于 3 d,冬季宜大于 7 d。 6.1.2 桥梁预应力孔道灌浆质量检测时应保证传感器与被测体紧密耦合,且接触面应平整、干燥、清 洁。 6.1.3 现场检测应优先对孔道灌浆密实 度进行定位检测。当被检测梁板不具备灌浆定位检测条件时, 或者需要排查灌浆事故时,可对孔道进行整体检测。 6.1.4 现场检测应对被检测梁板混凝土弹性波波速进行标定。 6.1.5 检测工作流程见 图 1
18、。 图 1 预应力梁孔道灌浆缺陷检测流程图 6.2 检测准备工作 6.2.1 勘查工程现场,收集资料。明确委托方的具体要求,检测项目现场实施的可行性。 6.2.2 检测前应根据调查结果,选择检测方法,制定检测方案。 6.2.3 检测前应对检测仪器设备检查、调试。 6.2.4 采用整体检测时应符合下面规定: a) 填写 预应力梁孔道灌浆缺陷整体检测现场记录表 , 详见附录 A; DB42/ 1741 2021 7 b) 设备采样点数及时间间隔应根据预应力筋 的长度、激振信号时频特征设置,要能完整记录波动 信号。 6.2.5 采用定位检测时应符合下面规定: a) 填写 预应力梁孔道灌浆缺陷定位检测
19、现场记录表 ,详见附录 B; b) 检测部位混凝土表面应干燥、清洁、平整 ; c) 检测时根据检测对象的壁厚差异, 宜采用不同尺寸的激振锤(见表 4)。 6.3 检测步骤 6.3.1 整体检测步骤 6.3.1.1 按图 2连接检测系统,安装传感器,设置、标定试验参数,确认系统运行正常 。 注 1: 图中 S0和 S1为加速度传感器,采用卡座(强力磁铁或专用夹具)固定在钢绞线的两端; 注 2: A0和 A1为两个电荷放大器; 注 3: Ch0和 Ch1分别为主机 的两个数 据通道。 图 2 灌浆密实度整体检测示意图 6.3.1.2 采用卡座将传感器分别安装在预应力筋的两端,应保证传感器与预应力筋
20、紧密耦合,传感器 受信面应与预应力筋轴线垂直。激振器应与激振位置充分接触,同时禁止激振器直接碰撞传感器;激振 方向应与预应力筋的轴线平行;测试时,应在传感器固定条件完全相同的前提下,两端分别进行激振, 分别保存两端激振的测试信号,且每端应保存不少于 5个有效的、一致性较好的波动信号。 6.3.1.3 在钢绞线的一端用激振锤 +激振锥激振,激振方向与预应力钢束走向平行,记录检测数据。 6.3.1.4 调整设备参数,在钢绞线另一端激振并记录检测数据。 6.3.1.5 操 作人员检查数据文件,确认数据完整、无异常情况后结束检测。 6.3.1.6 每片梁(板)检测后,均应在其无预应力孔道的混凝土区域且
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