[发明专利]一种预应力通道注浆密实度检测方法

说明书

本发明公开了一种预应力通道注浆密实度检测方法，步骤为：在待测通道外激发应力波，获得应力波检测信号；将所得应力波检测信号进行分析处理；再对应力波检测信号进行分数阶傅里叶变换，对结果进行分析。相对现有技术来说，本发明在清晰识别出缺陷位置的基础上还可实现对预应力通道注浆密实度进行较精密的检测，从而确定其安全性，降低事故的发生率，且流程简单、方法统一，无需因为待测桥梁的各通道注浆密实度差别太大而更换检测方法，具有很大的市场价值。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，特别是涉及预应力通道注浆密实度检测方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，大型建筑物作为衡量城市经济实力的重要指标之一，使预应力技术成为城建不可或缺的一项重要技术。预应力技术是在大型建筑物建设时，为了改善结构服役表现，在施工期间给结构预先施加的压应力，结构服役期间预加压应力可全部或部分抵消荷载导致的拉应力，避免结构破坏。在工程结构构件承受外荷载之前，对受拉模块中的钢筋，施加预压应力，提高构件的刚度，推迟裂缝出现的时间，增加构件的耐久性。对于机械结构来看，其含义为预先使其产生应力，其好处是可以提高构造本身刚性，减少振动和弹性变形这样做可以明显改善受拉模块的弹性强度，使原本的抗性更强。

在结构承受外荷载之前，预先对其在外荷载作用下的受拉区施加压应力，以改善结构使用的性能的结构型式称之为预应力结构，常用于混凝土结构，是在混凝土结构承受荷载之前，预先对其施加压力，使其在外荷载作用时的受拉区混凝土内力产生压应力，用以抵消或减小外荷载产生的拉应力，使结构在正常使用的情况下不产生裂缝或者裂得比较晚。而预应力混凝土结构的优势是建立在预应力钢筋与混凝土(砼)黏结完整的基础上，凭借其良好的受力特性和抗拉性能得到广泛应用，特别是在大跨度或重荷载结构，以及不允许开裂的结构中，预应力技术也日臻完善。现有技术中桥梁的预应力通道(预应力管道或预应力孔道)多为波纹管，其压浆密实性好坏对桥梁的耐久性具有重要影响，据统计，由于压浆不密实导致预应力管道内钢绞线锈蚀，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。因此混凝土结构中通道注浆效果的好坏直接影响整个预应力混凝土结构的安全性和使用寿命，而预应力通道注浆效果主要是靠注浆质量密实度来评价的。理论上，按照注浆工艺及质量控制措施，已经能较好地保证注浆的密实度，但因通道堵塞、注浆材料、注浆方法不当或人为疏忽等原因容易引起通道注浆质量缺陷，即注浆不密实。当通道注浆质量存在严重问题时，会使建筑物在使用过程中发生质量安全事故。因此，对 预应力通道注浆质量进行检测是非常有必要的。

目前，传统的检测预应力通道注浆密实度(即检测通道中的注浆质量缺陷所在)的方法主要有钻芯法、射线法、红外法、雷达法和应力波检测法。钻芯法多为破坏性检测而不是验证性检测，射线法和红外法又因为设备的复杂和危害性限制其使用，雷达法也由于密集钢筋干扰限制其使用。而应力波检测法主要有超声波法和冲击回波法，由于混凝土预应力结构中的通道结构是由水泥浆、孔隙、预应力钢筋和波纹管组成的复合体系，对高频的超声波信号衰减和干扰比较大，限制了超声波检测法的使用；冲击回波法是一种基于应力波的无损检测法，其原理是利用冲击产生应力波，该应力波会在结构中传播从而被内部缺陷和外部表面反射，来回反射的应力波会形成一种特殊模态，在激发点附近接收回波信号。冲击回波法因其检测方式简单而被广泛应用。预应力通道结构为多相的凝聚体和具有黏、弹、塑性的非均质材料，应力波在这种复杂体系中的传播和效应使得回波信号极为复杂，对于这种复杂的非平稳信号需要采用一种新的简单与准确的分析方法。

传统的信号分析有两种方法：一种是将信号描述成时间的函数；另一种是将信号描述成频率的函数，这两种方法都是传统的信号处理理论模式。由于传统信号处理方法把实际模型理想化，忽略了实际模型中的非平稳因素，从而使传统处理方法不能分析和处理非平稳信号，无法满足现代技术发展的需要。