鋼管混凝土結構內部缺陷診斷關鍵技術及工程應用

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• 作者：升拓檢測
• 來源：升拓檢測
• 發布時間：2022-03-04 17:50
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鋼管混凝土結構內部缺陷診斷 關鍵技術及工程應用 ? 概 述 ? 為滿足國家和區域經濟社會發展戰略需求，近年來，超高、大跨、重載、復雜等大型工程項目快速建設，推動了鋼管混凝土結構在高層建筑、工業建筑、橋梁工程、海洋工程、電力設施等領域的廣泛應用。如廣州電視塔（610米）、深圳平安金融中心（599米）、北京中國尊（528米）、巫山長江大橋（主跨492米）、拉林鐵路藏木雅魯藏布江雙線特大橋（主跨432米）、干海子特大橋（總長1811米）等。 ? 壯觀的鋼管混凝土拱橋 ? 然而，受混凝土泵送工藝、澆筑時混凝土泌水和沉降、養護時混凝土收縮和冷縮、運營時日照和季節溫差以及混凝土后期收縮等多種因素影響，大型鋼管混凝土結構較普遍存在不同程度的內部混凝土缺陷（主要為脫空缺陷）。 據交通部公路科學研究院統計，處于服役期內的鋼管混凝土橋梁出現脫空缺陷的約占80%。缺陷會降低結構抗力和韌性水平，特別在動載、腐蝕、高溫等條件下，可能引發結構損傷、破壞甚至倒塌，造成人員嚴重傷亡和經濟重大損失。 ? 脫空缺陷引起病害遭拆除的某鋼管混凝土拱橋 ? ?2月24日，根據福建省人民政府發布的《福建省人民政府關于2020年度省科學技術獎勵的決定》閩政文〔2022〕109號文件，我單位作為主要參與“大型鋼管混凝土結構內部缺陷診治與控制關鍵技術及工程應用”項目榮獲2020年度福建省科學技術獎——科技進步獎獎項的一等獎。 該項目中，我司提出了鋼管混凝土內部缺陷的精準診斷技術。 ? 鋼管與混凝土脫空檢測（振動法） ? 檢測原理 通過錘擊結構表面時，在表面會誘發振動。該振動還會壓縮/拉伸空氣形成聲波。通過用傳感器/拾音器拾取結構表面的振動信號并分析其振動特性可檢出脫空部位。通常，在產生脫空的部位，振動特性會發生以下變化（如下圖）： （1）彎曲剛度顯著降低，卓越周期增長； （2）彈性波能量的逸散變緩，振動的持續時間變長。 ?鋼管混凝土脫空缺陷示意圖 ? 剝離/脫空時振動參數的變化特點 ? 案例 某鋼管混凝土拱橋脫空檢測（廣西，2021） ? 脫空檢測及結果示意圖 ? 驗證結論：上述檢測結果中的脫空位置，通過現場多方敲擊驗證，檢測結果均與實際一致。 ? 鋼管混凝土內部質量檢測（彈性波CT法） ? 檢測原理 彈性波層析掃描（CT)技術通過彈性波（P波）對被檢斷面進行掃描，彈性波在混凝土結構中經過缺陷時產生繞射，傳播時間延長，此測線的波速將降低，在缺陷位置處以低波速區反映出來（即結果圖中的藍色區域），測試的數據信號經解析、反演、重建得到能真實反映其結構內部情況而不失真的彈性波速度分布圖像，以達到檢知結構物內部缺陷的目的。 ? 層析掃描法測量示意圖 注：藍色為低波速區 彈性波CT檢測結果缺陷位置示意圖 ? 案例1 彈性波CT法-實體模型反演 彈性波CT法檢測結果及示意圖 ? 測試結果藍色區域為缺陷，可見模型缺陷與測試反演結果一致。 ? 案例2 房建鋼管混凝土柱內部質量-CT檢測（重慶，2020） 現場檢測場景 ? 測線布置 ? 鋼管混凝土柱內部質量檢測（彈性波CT法）結果示意圖 ? 結果顯示：測區右側邊緣存在局部缺陷，與現場實際情況驗證一致，演示得到了客戶的一致認可。 ? 案例3 混凝土柱-彈性波CT內部真三維檢測（綿陽，2021） 真三維測線布置示意圖 ? 真三維檢測結果布置示意圖 ? 真三維檢測 缺陷銳化顯示圖 ? 產 品 ? 混凝土多功能無損檢測儀 ? ? 鐵道混凝土結構掃描儀 ? 多通道混凝土檢測儀 ? ? 如您有相關檢測、演示需求，歡迎垂詢！ ?