[发明专利]桥梁桩基础一种新型无损检测方法

权利要求书

1.桥梁桩基础一种新型无损检测方法，其特征在于：包括以下步骤；

S1、使用锤子对桩基上部进行敲击，通过桩基上部安装的传感器收集反射波数据；

S2、将S1中收集的数据带入下列公式，进行分析，并建立波形图，进行分析对比；

式中：质点振动位移；质点振动到振源的距离；质点振动的时间；阻尼系数；桩的截面积；纵波在桩中传播的速度；桩的质量密度；

当桩顶施加瞬间外力时，桩内只存在下行波，波在不同的波阻抗面上发生反射，从上式中，可推导出应力波在桩体中旅行的时间及其对不同结构介质桩的纵波速度；

S3、当桩身存在缺陷，各界面反射使曲线变得复杂，当波形图时振幅与上一时刻振幅之间出现较大偏差，则为缺陷反射时间，带入下述公式计算出现问题的位置与桩顶之间的距离；

式中：同一工地内多根已测合格桩桩身纵波速度的平均值；

缺陷部位距桩顶的距离；

S4、根据S3中计算得出的距离，启动桥梁桩基础一种新型无损检测装置并移动到该问题区域，对出现问题的区域进行声波CT，并收集数据；

S5、根据S4中测量得到的数据，建立被测区域的超声波CT模型；

S6、根据S5中建立的超声波CT模型，对缺陷部位进行定量分析，得出缺陷部位的形状、大小和位置。

2.根据权利要求1所述的桥梁桩基础一种新型无损检测方法，其特征在于：所述S5超声波CT模型建立，包括以下步骤；

A1、将S4中测量的数据，带入以下公式，采用建立超声波成像离散模型；

式中：为第个声波沿着该传播路径传播的时间；

A2、将A1中的转变为声波模型，将测试区域采用等距网格离散，对于每一个网格单元内的超声波速度分布设为：

。

3.式中：矢径；速度梯度；常数；并采用高精度射线追踪求解正演问题；

A3、通过层析成像反演，假设被测区域实测超声波的旅行时间数据个数为，被测区域离散模型参数个，声时与模型之间存在如下非线性关系：

通过桥梁桩基础一种新型无损检测装置，可以获得各条超声波射线的声时，然后对被测区域进行二维离散，建立超声波CT模型。

4.根据权利要求1所述的桥梁桩基础一种新型无损检测方法，其特征在于：所述S3中的桩身存在缺陷，包括以下几种情况：完整桩、截面突变桩、断桩、半断桩、缩颈、离析和夹泥桩、扩底桩、嵌岩桩和截面渐变桩；

桥梁桩基础一种新型无损检测装置，其特征在于：应用于桥梁桩基础一种新型无损检测方法，包括固定外壳（1）、CT测量装置（3）和驱动装置（2），所述固定外壳（1）下端后侧固定安装有驱动装置（2），所述固定外壳（1）下端前侧固定安装有CT测量装置（3），所述固定外壳（1）内部固定安装有驱动电机（5），所述驱动电机（5）前端与转动轴（6）后端固定连接，所述转动轴（6）后端与转动齿轮（7）轴心固定连接，所述转动轴（6）后端与传动齿轮（8）轴心固定连接，所述转动齿轮（7）和传动齿轮（8）与CT测量装置（3）和驱动装置（2）上端啮合连接。

5.根据权利要求4所述的桥梁桩基础一种新型无损检测装置，其特征在于：所述CT测量装置（3）和驱动装置（2）都包括固定齿轮（11）、固定轴（14）、轴承（15）、转动斜齿轮（16）、传动斜齿轮（13）、保护外壳（17）、限位外壳（19）和移动杆（20），所述转动齿轮（7）和传动齿轮（8）与固定齿轮（11）啮合连接，所述固定齿轮（11）轴心与固定轴（14）上端固定连接，所述固定轴（14）中部活动套接在保护外壳（17）上端内部，所述固定轴（14）下端与转动斜齿轮（16）轴心固定连接，所述转动斜齿轮（16）与传动斜齿轮（13）外部啮合连接，所述传动斜齿轮（13）活动套接在保护外壳（17）内部，所述传动斜齿轮（13）后侧与移动杆（20）外部啮合连接，所述移动杆（20）后侧活动套接在限位块（12）内部，所述限位块（12）后侧与限位外壳（19）前侧外部固定连接，所述限位外壳（19）前侧与保护外壳（17）后侧固定连接，所述移动杆（20）与驱动轮（10）和CT测量模块（9）固定连接，所述保护外壳（17）内部活动套接有密封圈（4）。

6.根据权利要求5所述的桥梁桩基础一种新型无损检测装置，其特征在于：所述移动杆（20）前侧外部设置有与传动斜齿轮（13）相匹配的外螺纹，所述移动杆（20）后侧外部与限位杆（21）前侧固定连接，所述限位杆（21）活动套接在限位块（12）内部，所述保护外壳（17）上端内部设置有固定孔（18），所述固定孔（18）内部活动套接有轴承（15），所述轴承（15）轴心活动套接有固定轴（14）中部。