[发明专利]预应力结构的缺陷检测方法

说明书

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。

随着中国工程建设的高速发展，预应力通道(包括管道、孔道等)注浆结构被广泛使用，其预留通道的压浆质量一直是人们关注的问题。预应力结构依靠构件端部的锚具将钢绞线的预张拉力传给混凝土，使其产生预压应力；最后在孔道中压入水泥浆，使预应力钢绞线与混凝土构件形成整体。由于注浆不密实导致波纹管内钢绞线锈蚀，造成桥梁承重梁板的预应力提前丧失，桥梁的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。为保证梁体的预应力效果及结构的耐久性，且避免水分侵入而锈蚀钢束，预应力束孔管道中必须压满水泥浆。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，采用先进的无损检测技术对预应力结构的管道整体注浆质量进行检测，对客观评价结构的质量状况意义重大。

目前，针对桥梁预应力管道注浆密实度的超声波检测，主要的信号处理方法是基于时域的全长波速分析和基于频域的频谱分析，全长波速分析是提取信号走时，然后计算出波速，根据波速大小划分等级，分等级评价结构注浆质量；而频谱分析则是对信号进行傅立叶变换，是信号由时域信号转换为频域信号，观察信号频峰的变化评价注浆质量，这两种方法往往结合起来去进行缺陷大小和位置的判断，但是这两种方法在实际应用中收到人的主观因素影响，主要体现在波速的等级划分没有确定的标准，频谱信息复杂多变，也需要检测人员大量的经验积累才能提高判断的准确度。因此，一种新的能够直观识别结构中缺陷存在的方法亟待推出。

目前，传统的检测预应力结构的缺陷检测方法主要有探地雷达法和声速法(朱希安,苑守成.探地雷达在公路质量无损检测中的应用研究[J].煤田地质与勘探,2002,30(5):47-51.)，雷达法由于密集钢筋干扰限制其使用，而声速法主要靠技术人员的经验判断是否有缺陷，易受人主观因素影响而使判断结果不准确。

由于上述缺陷检测方法存在的问题，从而预应力结构的缺陷检测结果有待商榷，所以研究一种检测精度更高的预应力结构的缺陷检测方法是势在必行的。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种预应力结构的缺陷检测方法以检测桥梁管道是否存在缺陷，结论客观真实，无需以人工经验判断。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种预应力结构的缺陷检测方法，包括如下步骤：

步骤a)在待测通道外激发脉冲荷载，获得激发点两侧的反射速度信号；

步骤b)将步骤a)所得反射速度信号进行分析处理；

步骤c)对反射速度信号进行分数阶傅里叶变换，计算其分数阶域幅值比；

步骤d)对步骤c)所得结果进行分析。

优选地，步骤a)的具体操作为：在桥梁梁板外壁待测通道的中心位置施加脉冲载荷，随后用信号接收传感器分别接收脉冲激发点两侧的反射速度信号。