超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用（精选12篇）

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇1

关键词:桥梁混凝土;建筑结构;超声波无损检测

超声波检测是超声波无损检测技术的一种，适用于工程施中过程质量的监测及工程竣工验收和结构物使用期间质量的鉴定，常用穿透法，即一例发射超声脉冲波另一侧接收通过被测物后的超声波。准确测定声速、首波幅度和波形，通过综合分析其大小及变化，可以推断混凝土的性能、内部结构及其组成情况，为解决工程问题提供可靠的依据。

1 钢叠台梁箱梁内混凝土缝隙检测实例

某叠合梁桥跨度50十70十60m，采用双顶板钢箱梁结构。施工中双顶板间填充混凝土不够密实，影响结构质量。用超声波检测技术探明内填混凝土与钢箱梁之间的缝隙及其位置、确定化学补灌措施(布孔位置、浆材类型、灌浆压力等)、检测补浆效果。

1.1 测试方法

根据实际情况，在该桥的跨中、支点截面等受力重要截面及分段浇筑的接缝截面共布置16个测区，对于立面测点布置，采用了加密测点、立面扫描的方法，将可能产生缝隙的内填混凝土上部四角及中部作为重点，确保超声波能够扫描到这些区域。在钢箱梁两端已封闭、测试仪器及人员无法进入的情况下，采用精度比较高的“穿透法”，在钢箱梁外侧的混凝土翼板下缘发射超声波，在混凝土桥面板上接收。每个测区由6个超声波测点构成，如图1。

当钢箱梁与混凝土之间无空隙且厚度一定时，其传播路径是最短直线，即发射→直线穿过翼板混凝土→穿过钢腹板→直线穿过内填混凝土→穿过钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收，见图1。当钢箱梁与内填混凝土之间存在空隙时，超声波不能直接穿过缝隙而必须绕过缝隙传播，其可能的传播路径有两种，一是发射→直线穿过翼板混凝土→顺着钢腹板→顺着钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收;二是发射→直线穿过翼板混凝土→穿过钢腹板→折线穿过内填混凝土→穿过钢顶板→直线穿过混凝土桥面板→接收。空隙的存在使超声波传播距离增大、波幅衰减幅度增大、波的相位发生变化。

比较超声波通过给定距离的时间、相位及衰减幅度的计算值和实测值，可推断出缝隙的大小、所处位置及缝隙对于工程的严重程度。

1.2 测试结果及综合评价

超声波通过无缝隙结构的波形及有缝隙畸变波形如图2所示，灌浆前后两次超声检测部分结果见表1，

灌浆前缝隙检测表明：叠合梁支点截面较跨中截面缝隙数量多且程度严重，同一截面上，最容易产生缝隙或空洞的位置为钢箱梁内腹板与顶板交汇处;灌浆重点区域及横桥面灌浆孔的最佳开孔位置，在顺桥向缝隙的连通性尚可;灌浆孔开孔间距以10m左右为宜，化学浆材宜以稠浆(早强但渗透性稍差)为主、稀浆(强度增长较慢但渗透性很好)为辅。补灌后的灌浆效果检验表明：所抽检的8个测区除N7测区外，灌浆后各测点声时均有不同程度的减小，波形基本无畸变，波幅衰减幅度亦减小，说明内填混凝土与钢箱梁的缝隙已基本不存在，内填混凝土已经密实。

2 钢管混凝土缝隙检测实例

某钢管混凝土系杆拱桥跨径112m，拱肋为哑铃形。经过多年运营，经锤击检查发现部分截面钢管与混凝土已经脱开，导致拱肋实际受力状况与设计不符，但脱开程度、缝隙大小难以确定。为探明缝隙严重程度，指导灌浆并检验灌浆效果，采用超声波法对该桥钢管混凝土拱肋缝隙进行检测。

2.1 测试方法

考虑现场实际情况，在两片拱肋的拱脚、拱顶、L/4、L/8等处共布置18个测区，每个测区的测点分别布置在上下钢管的顶面、底面及两侧面，一侧发射、一侧接收，如图3。

为确保灌浆后能够立即对不够密实的区域进行二次灌浆，灌浆后抽样检验的抽样率为100%，即在灌浆前的所有测区、测试截面上重新进行对比测试。在现场选取同期浇筑的同标号混凝土构件布设12个测点，测得混凝土平均声速Vc=4200 m/s;在现场沿拱肋脊部布设12个声速测点，测得钢材平均声速V#=5350m/s。V#/Vc=1.274<л/2，说明绕射波不会先于透射波到达，因此可以采用首波法进行缺陷判断。

2.2 测试结果及综台评价

检测结果见表2。检测表明，灌浆前钢管混凝土拱肋大部分截面钢管与混凝土基本脱开，近拱脚处相对轻微，一般截面缝隙宽度在0.5-3、0mm之间;近拱顶截面处缝隙较为严重，部分截面缝隙宽度超过30mm;最容易产生缝隙的位置为钢管顶部的1/6-1/3弧长范围，缝隙严重且连通性差，因此宜采用渗透性能较好的化学浆材进行灌浆。

3 结语

对于钢一混凝土组合结构，采用超声波测试法，通过对声时、波幅、波形等参量的综合评价，检测混凝土结构内部缺陷，具有较好的准确性。依据超声波检测结果给出的灌浆建议与实际情况符合良好，灌浆后缺陷基本不存在，达到了预期的目标。

参考文献：

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇2

1.1 声波技术

(1) 声波技术在桥梁结构无损检测中应用最广泛。声波技术也含超声技术, 两者原理是相同的, 仅使用频段不同, 前者是1k Hz~100k Hz, 后者是100k Hz~1MHz。

(2) 声波检测的方法有透射法、表面平测法、超声反射成像和声波CT成像方法等。 (1) 穿透法和平测法比较简单, 应用多, 用于解决简单的问题, 如以混凝土的平均波速评价混凝土强度、表面强度等;平测法常用来测定混凝土裂缝的深度; (2) 超声相控阵探伤是近年来发展的一种超生反射成像新技术。美、加、英等国先后开发出x-32、64通道相控阵超生成像便携式设备, 具有实时成像、直观快捷特点。目前, 北京和重庆的航天和民航系统引进了3~4台, 用于飞行器的质量检测, 不久将会用于桥梁结构检测。 (3) 声波CT成像主要用于工程领域的金属矿床勘察、核电场址勘察、水利水电坝基勘察、铁路公路隧道等, 已有10年以上的历史, 具有图像直观、可靠性好等优点。2006年在重庆成功运用了箱梁合拢段工程病害的检测, 效果很好。声波CT方法特别适应于大型混凝土箱梁、T型梁的结构检测与病害诊断。

1.2 电磁波技术

地质雷达是电磁波技术的代表设备。美、加、英、意等国的产品在中国应用较广, 如青岛电子部22所的LTD-3, 北京艾迪尔的雷达等。在桥梁结构检测中要配备900MHz到1.6GHz的高频天线及专用处理软件。检测项目: (1) 厚度检测:桥面铺垫层厚度, 混凝土梁板厚度; (2) 密实度检测:混凝土密实度, 空隙, 含水孔隙; (3) 钢筋检测:钢筋的位置、直径、锈蚀程度, 钢筋网3D结构; (4) 钢绞线检测:钢绞线位置, 连续性, 混凝土注浆密实度。

2 预应力混凝土箱梁桥合拢段裂缝检测应用实例

2.1 工程概况

大桥主桥全长454m, 为122+210+122m预应力混凝土连续刚构, 双向四车道, 梁体采用单箱单室三向预应力变高度箱梁。箱顶宽22.5m, 底板宽11.0m, 两侧翼缘板悬臂长5.75m, 混凝土标号为C50。中跨首先合拢张拉, 两个边跨相继合拢, 先2#墩边跨, 后1#墩边跨合拢张拉。1#墩张拉过程中发现中跨、两边跨均发生底板混凝土崩裂现象。经加固修复, 又发生底板闭半开裂。业主决定对桥梁结构病害进行系统检测, 找出原因, 为治理提供依据。

2.2 混凝土裂缝现状

裂缝现状:大桥裂缝分布集中在两个部位, 一个是箱梁底板的修复部位, 二是箱梁内中隔板下角处。底板上发现3条张裂缝, 右侧1条左侧2条。中隔板内9条裂缝, 分布在左、右下角部, 呈斜裂形式。对底板上的3条裂缝进行了深度、长度、宽度测量。

2.3 检测方法

裂缝深度测量使用超声平测法。超声波在中的传播波速和衰减与混凝土强度和密实度有关。当混凝土内部存在缺陷或间断面时, 超声波会发生反射和绕射。厚度或缺陷的检测是使用反射波, 裂缝深度的检测是使用绕射波。测量裂缝深度时将发射器T、接收换能器R分别置于裂缝的两侧, 由于超声波不能通过裂缝空隙传播, 只能通过裂缝尖端绕射, 传播到接收器的路径比直达波长, 耗时多, 通过走时的测量可确定绕射点的深度, 即裂缝的深度。它是检测混凝土裂缝深度最常用、最有效的方法。

2.4 平测法检测结果与分析

2.4.1 检测检测结果如表1

2.4.2 箱梁裂缝检测结果分析

裂缝检测结果归纳如下: (1) 箱梁底板有3条规模裂缝, 深度在100.0mm左右, 最大宽度1.5mm, 长度在1.0m以内, 底板左右两侧的裂缝相距9m左右, 在箱梁底部未形成横向贯通性裂缝。桥梁底板底面1#裂缝仍在扩展, 本次检测与2005年底的检测相比, 1#裂缝向桥梁中轴线方向延伸了80mm其它2条裂缝未见扩展。 (2) 本次检测发现合拢段跨中横隔板中的裂缝虽经补强处理, 又重开裂, 但开裂范围仍在修补的范围内。中隔板裂缝主要出现在横隔板左右两个下倒角部位, 并以斜裂缝居多, 最大裂缝宽度达1mm。 (3) 底板底面与跨中横隔板的裂缝都是张性裂缝, 所在的位置与走向表明这些部位发生了较大的拉应力。

3 桥梁病害无损检测技术发展展望

由于桥梁数量增加, 相应桥梁病害也增加, 需要创新健康诊断方法, 发展快捷的实时、高分辨率的探测技术, 特别是声波成像技术, 有效地解决桥梁检测问题。该法适合在同类桥梁病害中推广运用。

无损检测技术要想发挥更大作用, 必须与外观检测结果相结合, 与动静载试验相结合, 进行综合分析, 对桥梁的健康状况作出客观评价。

参考文献

[1]杨国华, 潘建荣, 等.超声波无损检测特点分析有其在混凝土缺陷评定中的应用[J].浙江水利科技, 2006, 7.

超声波透射法在工程检测中的应用 篇3

关键词：超声波;透射法;桩基工程;检测

引言

桩基是结构物的主要承重部分，其质量直接关系到结构物使用的安全性及长久性，因此，其质量检测显得尤为重要。目前，桩基检测手段较多，超声波透射法是主要检测方法之一。声波透射法是利用声波的透射原理，对桩身混凝土介质状况进行检测，适用于已经预埋了两根或两根以上声测管的基桩。通过在预埋声测管之间发射、接收声波，得到实测声波在混凝土介质中传播的声时、波幅和频率等声学参数的相对变化，从而判断桩身完整性的一种检测方法。

1超声波透射法检测原理、方法

1.1超声波透射法检测原理

混凝土是一种集结型的复合材料，其内部存在着广泛分布的复杂界面。当混凝土的组成材料、工艺条件、内部质量及测试距离一定时，其声波传播速度、首波幅度和接收信号主频等声学参数一般符合统计正态分布。如果某部分混凝土存在空洞、不密实或裂缝等缺陷，便破坏了混凝土的整体性，与无缺陷混凝土相比，声时值会偏大，波幅和频率值会降低。

超声波透射法检测适用于灌注成型过程中已经预埋声测管的混凝土灌注桩完整性检测。在基桩施工前，依桩径大小（小等于1.5m埋设3根，大于1.5m埋设4根）预埋一定数量的声测管（一般采用钢管或镀锌管，底端封闭、顶端加盖），作为换能器的通道。

1.2现场检测步骤

（1）发射与接收声波换能器通过深度标志分别置于两根声测管中测点处。（2）发射与接收声波换能器应以相同标高或保持固定高差同步升降，测点间距不宜大于250mm，注意保持两换能器相对累计高差小于20mm。（3）实时显示和记录接收信号的时程曲线，读取声时、首波峰值和周期值，宜同时显示频谱曲线及主频值。（4）将多跟声测管以两根为一个检测剖面进行全组合，分别对所有检测剖面完成检测。（5）在桩身质量可疑的测点周围，应采用加密测点，或采用斜测、扇形扫测进行复测，进一步确定桩身缺陷的位置和范围。（6）在同一根桩的各检测剖面的检测过程中，声波发射电压和仪器设置参数应保持不变。

2超声波透射法在桩基检测中的应用

（1）混凝土灌注桩易出现各种各样的质量问题，如断裂空洞、缩径、离析、沉渣过厚、混凝土强度偏低等。如何测定缺陷的位置，并准确地对其进行评价成为基桩质量检测的一个核心问题，超声波检测法在灌注桩检测中具有绝对的优势。超声波透射法是检测混凝土灌注桩桩身缺陷、评价其完整性的一种有效方法，当超声波经混凝土传播后，它将携带有关混凝土材料性质、内部结构与组成的信息，准确测定超声波经混凝土传播后各种声学参数的量值及变化，就可以推断混凝土的性能、内部结构与组成情况。

（2）基桩的超声波透射法检测需要分析和处理的主要声学参数是声速、波幅、主频，同时要注意对实测波形的观察和记录。如何在这些数据的基础上，对桩的完整性、连续性、强度等级等做出判断，是超声法检测的关键。经比较后，采用声场阴影区重叠法。

（3）对被测信号进行快速傅立叶变换，就要对时域信号进行截断，即在时域对信号设置窗函数，截断会使谱分析精度受到影响。如果时域信号是周期性的，而截断又按整周期取数，信号截断不会产生问题，因为每周期信号都能代表整个周期信号变化情况。若不是整周期截取数据，则会产生频谱泄漏影响测量结果。目前减少频谱泄露的方法主要有两类：第一类是通过减少同步误差来降低频谱泄漏，即采用整周期截断;二类是在同步误差一定的情况下。通过对采样数据的处理或对测量结果的修正来减少测量误差。加窗函数属于第二类方法，而当前主要使用加窗来减少误差。

3判定混凝土缺陷性质与位置的方法

在工程建设中油于混凝土灌注桩具有隐蔽性强、缓凝土成型复杂等特点，给施工操作带来了不小的难度，一旦施工操作出现不当便极有可能造成灌注桩离析、夹泥层至是断桩的情况。通过应用声波透射法能将混凝土存在的这些缺陷性质与位置进行有效的检验和正确的判断。

3.1判定混凝土缺陷性质的方法

声波是一种在不同介质传播中具有的声学参数也不同的弹性波，通过对不同介质中声波参数进行计算处理，能将基桩混凝土的完整性进行准确、直观地判断。

（1）声波声速与混凝土质量之间的关系。出声波的声速与混凝土的内部结构具有非常紧密的关系。由于弹性模量与密度随弹性介质种类和性质的不同而不同，因而声波的传播速度也不同。根据多项实践证明结果可知，当声波的声速越高时，说明物体发生的孔隙率越低，也就表明物体具有更好的密实性。根据这一结论我们根据声波声速的大小将混凝土的密实度准确判断出来。

（2）声波波幅与混凝土质量之间的关系。当基桩的桩身存在缺陷时，缺陷内含物便将穿过声波的部分波能进行吸收，从而接收探头接收到的声能明显减少，波幅也便降低。根据这一性质可通过观察波幅对混凝土中的缺陷进行判断。

3.3判定混凝土缺陷位置的方法

在确定混凝土缺陷的范围及位置时，通常采用扇形扫射法及交叉斜侧法。其中扇形扫射法指的是先在缺陷的高程位置放置发射换能器，在缺陷剖面另一测管中将具有接收作用的换能器放置在下一段缺陷高程处，将接收换能器从下往上提到夹泥之上，这便进行了一次扫射。在扫射过程中，要保持发射换能器处于不动的状态，在扇形扫射完成一个之后，方可移动发射换能器进行下一次扇形扫射。由于各测点具有不同的测距，因而只能根据相邻两个测点的测量值有明显变化来对基桩的缺陷进行判断。因此扇形扫射法可以将出现缺陷的边界地带画出。交叉斜侧法采用的测量方式是第一次测量时，保证发射换能器的位置更高一些，第二次测量保证接收换能器处于更高的位置，在保持一定高程差的基础上，在声测管中采取相同步长的方式对两个换能器进行同升同降测试，并对声波的声学的参数数据进行采集。根据声时及波幅出现的异常特征便可将基桩发生异常的范围准确交叉圈出。

（3）注意事项。超声波透射法只能检测埋设声测管部分桩身完整性，而对端承桩的嵌岩情况及桩底与岩的胶结情况也不能很好反映，所以根据具体工程情况超声波透射法应与其他检测方法共同使用，比如超声波透射法与低应变法能够很好检测嵌岩桩的完整性及嵌岩情况，也能够对基桩缺陷进行综合判定，避免误判。超声波透射法还可与钻孔取芯法、高应变法、静载相结合检测，最终保证基桩的承载力能达到设计要求。

结束语

综上可知，在工程项目的建设过程中，为保证工程的质量，对混凝土基桩的完整性及位置等性能进行检验尤为必要。在实际的检测过程中通常采用声波透射的检测法，根据发射出的弹性波的声速大小、振幅能量及衰减程度、波形的畸变情况等声学参数变化从，进而对基桩桩身的完整性及均匀性进行准确、有效的判断。

参考文献：

[1]卞兆津，唐海军.声波透射法在混凝土灌注桩完整性检测中的应用[J].物探与化探.2006（02）.

[2]郑明燕，孙洋波.声波透射法在灌注基桩完整性检测中的应用研究[J].铁道建筑2010（10）.

试验检测技术在公路工程中的应用 篇4

关键词：试验检测；公路工程；应用；技术；措施

1.公路工程检测技术的具体应用

1.1材料的检测技术

施工材料的质量是确保工程质量的重要前提，在公路工程建设中，使用量最大的材料就是砂石，因此为了保障施工材料的质量，这些关键性的材料就不能够简单地直接进入到施工现场，而是要通过工程检测的专业人员对筑路材料进行现场检测。比如在公路检测中，需要确保地基是否符合公路建设要求，路基填料的压实度强度高，而且水稳定性好，确保压实度符合标准，这时候可以通过取土试验来检测材料的最小强度和最大径粒。另外对于工程用砂也可以通过工程检测对颗粒级配以及含泥量等指标进行检测，保障工程用砂的品质。还有就是对碎石生产过程中的工程检测，要对其压碎值和密实度、级配和坚固性等进行检测，特别是压碎值的检测尤为重要。在材料工程检测过程中要采用随机检验和动态检查相结合的方式，发现问题要及时反馈并监督改善，从而提升材料检测的价值。

1.2公路工程压实度的检测技术

对于沥青路面来说，压实度则是现场实际达到的密度和室内标准密度的比值，可以通过路基土的最大子密度以及最佳含水量两个标准来确定，还包括了路面基层混合料的最大干密度以及最佳含水量的确定，沥青混合料的标准密度的确定方法等。以沥青混合料标准密度的工程检测方法为例，其工程检测方法是通过在沥青拌和厂进行取样，然后按照马歇尔密度或者试验段密度进行检测。如果按照前面的试验检测，其压实度标准就要比后者较高。但是不管采用什么样的检测方法，都存在着试件本身的检测密度问题，包括马氏试件以及芯样试件。在进行密度试验检测时，需要结合混合料具体的特点，采用水中重法或者表干法以及体积法等方法进行工程检测，从而提升试验检测的准确性。

1.3应用于标准试验技术

新材料和新工艺的实施，需要对这些材料和工艺的相关指标和参数进行试验，从而确认这些材料和工艺是否具备应用价值。这一类的检测工作一般都是在公路工程施工之前开始，其主要的检测目标包括了施工材料和配合比等的检测，并对其进行试验性检测和相关的工艺检测来分析是否符合国家规范和标准。利用国家相应标准和科学的检测方法对工程技术性要求进行检验是试验检测的重要应用。例如针对粒径小于38mm，的路基土试验检测，按照标准要求可以利用重型击实方法来检测路基土的最大干密度和最佳的含水量。对半刚性基层材料以及石灰和水泥稳定粒料等新材料的检测同样可以使用这些方法。又如沥青的试验检测，由于沥青的性能会随着温度变化而产生变化，温度低则沥青脆性大，因此在冬季就容易产生裂缝，所以在工程检测时，就需要根据相关的要求对沥青的性能进行检测，从而确定沥青混合料的配合比，这样就能够有效提升沥青路面的质量。

1.4公路桥梁面回弹弯沉检测技术应用

公路桥梁面回弹弯沉检测是指利用重锤进行自由落体运动从而公路桥梁对表面进行一定的撞击，在对公路桥梁撞击的过程中，是一种对公路桥梁表面的弯沉进行检测的非静态的检测方法，在检测时，我们可以用车辆行驶在公路桥梁表面上进行模拟，从而进行检测。

1.5无损坏检测技术

无损检测技术是指对工程结构单独检测的检测，这种检测技术安全且直观。但是这种被测桥梁表面有一对相互平行的测试面体，但是通常公路桥梁表面几乎都是弯曲，所以这种方法具有一定的局限性。

2.加强公路试验检测的措施

以上这些问题都是在公路工程试验检测过程中客观存在的问题，这些问题都对公路建设质量埋下了隐患。加强公路试验检测需要做到以下几点：

2.1确保科学性、公正性

这就要求在试验检测中严格遵照试验检测规程，力求消除试验误差，提高试验精度，确保试验数据的准确性和可靠性。因为试验数据的准确科学公正性决定了施工、控制质量的关键。笔者拿例子来说明，比如填土的最佳含水量和最大干密度，这些参数确定的准确性，直接影响到路基工程的质量。

2.2严格控制路用材料的质量

材料是保证公路施工质量的基础，做好对于施工建材的检查和检测能够有效的避免出现豆腐渣工程的出现，对于工程中所需的半成品、成品材料、原材料，沙、石、水泥等预制构件的试验检测，避免出现不合格建材流入工地。在进行工程试验检测的过程中应当由监督机构的人员在场并签字认可，同时采样的过程应当符合国家的相关规范。如果在施工过程中出现采用的新技术、新材料、新工艺等，更应当做好工程试验检测来确保工程质量，避免在检验结果出来之前盲目上项目，造成质量隐患。

2.3做好交工验收的检测工作

在交工阶段，应当充分利用检测的相关仪器设备做好高等级公路的试验检测工作，按照国家的相关规定和施工预定的方案进行定段、定点的检测工作，如果检测发现问题应当及时上报国家相关部门，不能隐瞒不报，在全线测定中，要对公路的长度、宽度、纵断高程、横坡度进行全方位的检测，绘制出竣工图。对于公路施工成品的厚度、压实度、沥青用量和级配经主管部门同意，可利用施工过程中测定的数据。在做好检测的同时，还应当做好试验检测人员的岗位责任制，确保公路检测工作正常进行，保证公路的建设质量。

2.4现场质量检测试验控制

在具体公路施工中，要对施工方建立一套试验检测制度，并配备相关试验检测人员。而对监理方一定要真正落实“事前”“事中”“事后”方面的监理措施。在处理过程中，要充分利用监理，有关试验设备，以试验检测作为一种有效手段，严把质量关，从而起到控制施工质量的目的。

2.5积极引进一些先进的试验检测设备

虽然试验检测人员是公路质量检测的主体，但是先进的试验检测设备却是提高试验检测工作效率和准确性必不可少的重要环节，因此必须积极引进一些试验检测设备，通过这些器材的投入使用可以极大的提高公路质量检测的成效，找出其中存在的问题保证公路的正常通行。

2.6完善质量检测管理体系的建设

完善的质量检测管理体系是公路质量检测活动顺利展开和高效结束的重要保障，否则整个质检过程就会显得非常的混乱，也就不能达到准确质检的目的，因此在每一项公路施工质量检测活动开始前，都要制定完善的质量监测管理体系，按部就班的开展质量检测工作，保证质量检测活动公开、透明、有说服力，这样才能真正起到质量监管的效果，对于保证公路工程的施工质量有非常大的促进作用。

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇5

4结语

煤位检测系统的联动控制是实现矿山自动化生产的一个不可缺少的环节，这是大趋势。煤位检测系统能够及时了解煤仓的存储情况，在保证安全生产的前提下最大限度的提高了生产效率。减少了企业事故的发生，提高了企业的收益，具有良好的发展前景。

参考文献:

［1］张向东，兰常玉，董荣泉．自动化煤位探测系统应用现状分析［J］．山西建筑，2008(5):358－359．

［2］乔治．智能超声波物位计实际应用中的问题及解决［J］．自动化与仪器仪表，2011(5):70－73．

★ 焊接生产中劳动保护和安全生产

★ 钻井生产中的安全监督

★ 自来水厂生产中除藻技术的应用及改进

★ 红外无损检测技术在飞机探伤中的应用

★ 广播电视剪切运用技术运用分析论文

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇6

建筑材料的质量可以在很大程度上影响建筑工程的施工质量。近年来，受建筑材料市场形势的影响，导致当前的建筑材料中存在着各种各样的质量问题。因此，为了极大的保障建筑工程的施工质量，有效控制施工成本，需加强对建筑材料的检测。运用无损检测技术来判断建筑材料的质量，是一种非常高效和有用的方法，并且不影响建筑材料的基本性能。伴随着人们对现代建筑工程质量的广泛关注，人们对建筑工程检测方法的要求也逐渐升高。无损检测技术的有效应用，可以实现对建筑工程质量的.准确检测，并且对于建筑工程的性能不造成破坏，因而它也在当前得到了大范围的运用。无损检测技术是在应用时主要通过运用物理效应如光、电、热等，来有效检测建筑工程的内部情况，从而准确了解产生质量问题的原因，并且进一步掌握建筑工程的内部情况，从而对于建筑工程的整体质量有一个全面了解[1]。

超声波法在桥梁桩基检测中的应用 篇7

关键词：桩基,检测,超声波检测法,缺陷,展望

近年来,随着我国公路工程建设的迅速发展,众多的桥梁基础工程大量采用桩基础,桩基属隐蔽工程,桩基础的质量直接关系到整个建筑物(构筑物)的安全,也关系到人民的生命、财产安全。因此,桩基础工程的试验和质量检验尤为重要,设计前、施工中和施工后都要进行必要的试验和检验,能否检测到桩基的缺陷、如何测定缺陷的位置,并准确地对其进行评价成为桩基质量检测的一个核心问题。超声波无损检测技术,具有技术相对简单、被测对象范围广、能够检测的深度大、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、使用方便、设备体积小、速度快、对人体无害及便于现场使用等优点。超声无损检测技术是国内外应用最广泛、使用频度最高且发展较快的一种无损检测技术,目前已广泛应用于桩基础质量检测中。

1超声波法的基本原理

超声波透射法检测桩身结构完整性的基本原理是:桩内预埋若干检测管作为检测通道,将发射探头和接受探头置于声测管中,管内充满清水作为耦合剂。由仪器中的脉冲信号发生器发出一系列周期性电脉冲,加在发射换能器的压电体上,转换成超声脉冲,该脉冲穿过待测的桩体混凝土,并为接受换能器所接受,再转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过混凝土所需的时间、接受波幅值(或衰减值α)、脉冲主频率、波形及频谱等参数,然后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析,即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置做出判断,并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。

2现场检测

2.1 声测管的埋设及要求

声测管是声波透射法测桩时,径向换能器的通道,其埋设数量决定了检测剖面的个数,同时也决定了检测的精度:声测管埋设数量多,则两两组合形成的检测剖面就越多,声波对桩身混凝土的有效检测范围就越大、越细致,但需要消耗更多的人力、物力,增加成本;减少声测管数量虽然可以减小成本,但同时也减小了声波对桩身的有效检测范围,降低了检测精度和可靠性。对于声测管的埋设数量和布置方式是由桩的直径大小决定的,根据声波对桩身混凝土的有效检测范围,当桩直径D≤1 000 mm时,沿桩直径方向布置2个声测管;当桩直径1 000 mm<D≤2 000 mm时,沿桩的四周(尽量等距离,成一等边三角形)布置3个声测管;当桩直径D>2 000 mm时,成四方形布置4个声测管,如图1所示。

2.2 数据处理及判断

桩身缺陷以声速临界值、波幅临界值以及PSD判据进行综合判定。采用斜率法判断桩身混凝土缺陷可疑点。根据测线上各点的声时测读结果绘制深度—声时曲线,并给出声时临界线,声时大于该临界线的测点为异常点。同时用声时—深度曲线相邻测点的斜率K和相邻2个声时差值Δt的乘积,绘制h—K·Δt(PSD判据)曲线。

K=(ti-ti-1)/(di-di-1) (1)

K·Δt=(ti-ti-1)2/(di-di-1) (2)

其中,ti-ti-1,di-di-1分别为相邻两测点的声时差和深度差。根据曲线的突变位置有存在缺陷的可能性,初步判定有缺陷的部位。结合声速和波幅判据进行综合判断。根据声速—深度曲线和波幅—深度曲线以及其相应的临界线进行判断,声速或波幅低于其临界线的测点均为异常点。当某一测点的一个或多个声学参数被判为异常值时,即为存在缺陷的可疑点;根据可疑测点的分布及其数值大小综合分析,判断缺陷的位置和范围。

2.3 工程实例分析

被检测桩为K8+940处某桥梁桩基础1号-3,桩径1.2 m,桩底标高-27 m,C20混凝土翻浆灌注,钢管声测管采取如图1b)所示的三角形布置方式,A—B剖面两声测管外壁距离75 cm,A—C剖面两声测管外壁距离78 cm,B—C剖面两声测管外壁距离80 cm。换能器采用压电陶瓷式径向换能器,其长度约20 cm,检测所用声波仪为RSMSY5非金属声波仪。

通过检测数据的基本分析,对桩的质量进行初步判断;然后结合声时、声速和声幅的不同判断方法对桩身进行质量的综合判断。利用声幅作为判据可以看出在桩身的各个剖面均存在一定程度的缺陷,甚至个别测点处的缺陷还较为严重,而利用声时结合声幅作为判据时,可看出除了在A—B剖面的0 m～3.2 m左右的区域内存在缺陷外,在其他部分桩身基本完好,只是在部分测点处声速偏小,造成这种情况的原因可归咎于检测时混凝土的龄期较短,部分混凝土的强度尚未完全达到一定的强度值。结合声幅、声速和声时判据可对该桩做出如下判断:当利用不同的判据得出各个测点的判据曲线均满足要求时,则在该测点处桩身质量完好;当利用声幅作为判据得出该测点处存在缺陷而利用声时、声速作为判据得出该处不存在缺陷时,可认为该处不存在缺陷。造成这种现象的原因是由于:用声幅作为判据时,判据过于严格,往往会出现重判现象。

当用不同的判据进行判断时,若均出现异常情况,则可断定该

参考文献

[1]林维正,苏勇,洪有根.混凝土裂缝深度超声波检测方法[J].无损检测,2001(8):49.

[2]岳丹,王菊.混凝土框架梁内部缺陷的超声波检测及分析[J].东北煤炭技术,1999(8):104.

[3]高春昱.超声波透射法在质量检测中的应用[J].中国计量,2004(11):97.

[4]蔡林根.超声波法检测桥梁桩基的试验研究[J].山西建筑,2007,33(1):260-261.

[5]马建军,南金生.钻孔灌注桩的超声波透射法检测[J].地震学刊,2001(6):71.

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇8

【关键词】波动技术；声波透射法；低应变反射波法；高应变动力试验法

0.概述

近年来，随着交通建设的快速发展，大量的桥梁在不断兴建，其结构类型也是多种多样，而作为支承上部结构的桥梁基础，绝大多数采用了桩基础，故桩基础的质量如何，将直接影响到整座桥梁的安全。为了准确、快速高效掌握桥桩桩身质量这唯一目的，需要充分利用各种成熟、先进的检测技术方法进行检测，然而由于各种检测方法均有其优点和缺点，加上在工程现场检测时会受到环境、检测条件等等因素的限制，故检测过程中需充分发挥各种检测方法的优点，并利用各种方法之间的互补性，综合应用，相互验证，以求达到得比较好的检测效果。波动技术作为基于波动理论和波动力学发展起来的一门检测技术，在包括桥桩在内的桩基质量检测中应用最为广泛，具有方便、快速和较为准确的优点。通过以声波透射法、低应变反射波法及高应变动力试验法为主要代表的几种波动检测技术的联合应用，相互补充验证，使得在检测中其桩身质量状况得到较为准确的判定，从而保证了桥桩质量。

1.波动技术概念

任何连续介质内的局部振动都会向四周传播，所谓波动，就是这种局部振动向四周的传播过程。例如地震这种发自地球内部的局部振动，就会经过长距离的传播到达地面，对人类的生存和活动产生极其复杂而严重的影响。波动过程是介质的质点运动与其局部变形向外交替发展的过程，其中介质的应力应变始终处于其材料弹性范围内的波动称为弹性波，包括在流体中传播的声波和在固体中传播的应力波。波动的基本参量可分为2组：一是运动参量，包括位移U、速度V和加速度a；二是变形参量，包括应变ε、应力σ和力F。各参量间的相互关系可用以下三个公式来表示：

所谓波动技术，就是根据波动理论和波动力学，通过人为的激振来产生波动，并利用波动参量的变化来达到某些检测的目的的技术手段。在桩基工程领域，最近几十年来，波动技术作为一门崭新的桩基质量诊断技术已广泛应用，并极大地充实了桩基检测工作内容。

2.波动技术分类

根据目前在世界范围内基本肯定和普遍应用的较为成熟的波动技术主要有三种，即声波透射法、低应变反射波法及高应变动力试验法，其主要原理及方法如下：

2.1声波透射法

声波透射法是在桩内预埋纵向声测管道，将超声脉冲发射和接收探头置于声测管中，管中充满清水作耦合剂，由仪器发出周期性电脉冲通过发射探头发射并穿透混凝土，被接收探头接收并转换成电信号。由仪器中的测量系统测出超声脉冲穿过桩体所需时间、接收波幅值、接收脉冲主频率、接收波形及频谱等参数。最后由数据处理系统按判断软件对接收信号的各种参数进行综合判断和分析，即可对混凝土各种内部缺陷的性质、大小、位置作出判断，并给出混凝土总体均匀性和强度等级的评价指标。数据分析的几种方法如下。

2.1.1声时分析

选取声时平均值 与声时2倍标准差δt之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。

式中，n为测点数，ti为第i个测点的声时值，u为声时平均值，δ为声时标准差，S为判定桩身有无缺陷的临界值。若ti>Si，即判定基桩在此深度处可能存在缺陷。

2.1.2波幅分析

波幅是对缺陷最为敏感的声学参数，选取接收到的超声波信号波幅平均值的一半作为判断有无缺陷的临界值，波幅值以衰减器的衰减量q表示，通常用分贝值表示：

式中，uq为波幅平均值，qi为第 个测点的波幅，n为测点数，Q为判断桩身有无缺陷的临界值。若qi

2.1.3 PSD法

提出“声时一深度曲线”相邻两点间的斜率和差值的乘积作为判断依据。

式中，S为第i-1测点与第i测点之间“声时一深度”曲线的斜率，H、 H为相邻两测点的深度。

根据PSD判据的性质，可得出断桩临界判据：

式中，K为出现断桩或全断面夹层时的临界判据，L为声测管的间距，V为混凝土的平行声速，V为夹层内含物的估计声速。当某点的PSD判据Ki>Kc时，该点可判为断桩。

2.2低应变反射波法

低应变反射波法是在桩顶（pile top）向下激发低能量的应力波，当桩身存在明显波阻抗Z变化界面（如离析、断桩等部位）或桩身截面积变化（如缩颈、扩颈）部位，一部分波将反射向上传播，另一部分波产生透射向下传播至桩底，在桩底处又产生反射。经安装在桩顶的传感器接受反射波信号，并由桩基检测仪进行积分或放大滤波等处理，得到速度时程曲线。从曲线的形态特征可以判断阻抗变化位置或校核桩长，由平均波速大小估计混凝土的强度等级。

当桩嵌于土体中，将受桩周土的阻尼作用，桩的动力特性满足一维波动方程，即：

式中，V为质点振动位移，X、t为振动质点到振源的距离和质点振动的时间，n为阻尼系数，A为桩的截面积，E为桩基混凝土弹性模量， v为纵波在桩中的传播速度。

当桩顶施加瞬时外力F（t）时，应力波沿桩身向下传播，波在不同的波阻抗面上发生反射，根据上式可导出应力波在桩中传播的时间及其对不同结构介质桩的纵波速度。

式中，L为桩长，△T为速度波第一波峰与桩底反射波峰的时间差。

当桩身存在缺陷或断桩时各界面反射波使曲线变得复杂。对时程曲线进行分析选出可靠的缺陷反射时间 ，从而得到缺陷部位的具体位置。

式中，L'为缺陷部位距离桩顶的距离，v为同一工地内多根已测合格桩身纵波速度的平均值，△t为速度波第一波峰与缺陷反射波峰的时间差。

具体推断每根桩的桩身完整性时，需根据波列图中的入射波和反射波的波形、相位、振幅、频率及波的到达时间等特征来综合分析和判断。

2.3高应变动力试验法

高应变动力试验法是采用高能量（即几十千牛的重锤）冲击桩顶，引发桩身与桩周土体的相对运动，使桩产生的动位移接近常规静载试桩的沉降量级，以便使桩侧和桩端岩土阻力充分发挥，从而检测和判定基桩的竖向抗压承载力和桩身完整性。

检测设备主要由打桩分析仪、加速度计、应力环和重锤组成。重锤型号的选定、传感器的安装等应按相关规范的要求执行。

2.3.1测试参数设定

①采样时间间隔为50～200μs，信号采样点数不少于1024点。

②传感器的设定值按计量检定结果设定。

应变式力传感器直接测到的是其安装面上的应变，并按下式换算成冲击力：

式中 F——锤击力；

A——测点处桩截面积；

E——桩材弹性模量；

ε——实测应变值。

③自由落锤安装加速度传感器测力时，力的设定值由加速度传感器设定值与重锤质量的乘积确定。

④测点处的桩截面尺寸按实际测量确定，波速、质量密度和弹性模量按实际情况设定。

⑤测点以下桩长和截面积采用设计文件或施工记录提供的数据作为设定值。

⑥桩身材料质量密度按表1取值。

⑦桩身波速结合本地经验或按同场地同类型已检桩的平均波速初步设定，现场检测完成后再根据实测信号确定的波速进行调整。

⑧初次设定或纵波波速修正后，按下式计算或调整桩身材料弹性模量：

2.3.2检测数据分析与判定

高应变动力试验法可检测单桩竖向抗压承载力和桩身完整性，当检测单桩竖向抗压承载力时一般采用实测曲线拟合法和凯司法判定单桩承载力，具体检测原理及方法如下：

（1）实测曲线拟合法判定单桩承载力。

实测曲线拟合法是通过波动问题数值计算，反演确定桩和土的力学模型及其参数值。其过程为：假定各桩单元的桩和土力学模型及其模型参数，利用实测的速度（或力、上行波、下行波）曲线作为输入边界条件，数值求解波动方程，反算桩顶的力（或速度、下行波、上行波）曲线。若计算的曲线与实测曲线不吻合，说明假设的模型或其参数不合理，有针对性地调整模型及参数再行计算，直至计算曲线与实测曲线（以及贯入度的计算值与实测值）的吻合程度良好且不易进一步改善为止。

（2）凯司法（CASE）判定单桩承载力。

CASE法承载力计算：

式中（图1）， Rc—由CASE法判定的单桩极限承载力实测值（kN）；Jc—CASE法阻尼系数；t1—速度峰值对应的时刻（s）；F（t1）—t1时刻测点处实测的锤击力（kN）；V（t1）—t1时刻的质点运动速度（m/s）；Z—桩身截面广义波阻抗（kN·s/m）；A—桩的截面积（m2） ；L—测点下桩长（m）。

凯司法承载力计算公式是基于以下三个假定推导出的：

——桩身阻抗基本恒定；

——动阻力只与桩底质点运动速度成正比，即全部动阻力集中于桩端。

——土阻力在时刻t2=t1+2L/c已充分发挥。

凯司法与实测曲线拟合法在计算承载力上的本质区别是：前者在计算极限承载力时，单击贯入度与最大位移是参考值，计算过程与它们无关。

故凯司法判定单桩承载力，应符合下列规定：

①只适用于桩侧和桩端土阻力均已充分发挥的摩擦型桩。

②桩身材质、截面基本均匀的桩

③阻尼系数Jc宜根据同条件下静载试验结果校核；或应在已取得相近条件下可靠对比资料后，采用实测曲线拟合法确定Jc值，拟合计算的桩数不应少于检测总桩数的30%，且不应少于3根。

2.3.3桩身完整性判定

高应变法检测桩身完整性具有锤击能量大，对缺陷程度定量计算，连续锤击可观察缺陷的扩大和逐步闭合情况等优点，但和低应变法一样，检测的仍是桩身阻抗变化，一般不宜判定缺陷性质。在桩身情况复杂或存在多处阻抗变化时，可优先考虑用实测曲线拟合法判定桩身完整性。桩身完整性判定可采用以下方法进行：

①采用实测曲线拟合法判定时，拟合所选用的桩土参数应按承载力拟合时的有关规定；根据桩的成桩工艺，拟合时可采用桩身阻抗拟合或桩身裂隙（包括混凝土预制桩的接桩缝隙）拟合。

②对于等截面桩，桩身完整性系数β和桩身缺陷位置x应分别按《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01—2004）中的表5.4.5（即下表2）判定和（5.4.5）公式计算。

3.波动技术在桥桩检测中的联合应用及分析

（1）某公路跨河桥，河两边各两排桥桩，每排为12根，总共48根桩，桥桩采用钻孔灌注桩，桩径1300mm，桩长30m，C30混凝土，预估单桩承载力值≥2500kN。场地地层自上而下主要由杂填土、素填土地、粘土、有机质土、粉砂、粉土等组成。

按照设计要求，该桥共抽检6根桩作高应变动力试验来检验其承载力，全部48根桥桩采用声波透射法作桩身完整性检测。

1）桩身完整性声波透射法检测及分析。

根据声波透射法检测结果，发现该桥34#桩的3个剖面均在桩身底部存在缺陷，即12剖面28～30m、13剖面28.2～30m和23剖面28.2～30m。具体情况见下面声速、波幅实测曲线及PSD曲线：

图1 声速、波幅及PSD曲线

根据上述曲线可看出，34#桥桩底部3个剖面的声速、波幅值远远低于临界值，PSD值突变，波形严重畸变，说明该段桩身存在缺陷，但缺陷的大小需要进行分析和判断。按照以往检测经验，如果在桩身上部（即桩头处）或桩身中部发现3个剖面同时存在缺陷的情况，一般可认定该处桩身存在严重夹泥或断桩，判定为III类或IV类桩，需要及时处理，但如果在桩底处出现此种情况，则需要加以综合分析。

首先，桩底声测管容易被泥浆等包裹。由于声测管安装在钢筋笼上，在桩基施工中，按先清孔，再下放钢筋笼，最后灌注混凝土这样一个流程进行，故在操作过程中如果清孔不彻底，或者灌注混凝土时没有彻底地把泥浆等沉渣返上来，则底部钢筋笼及声测管局部或全部截面有可能被孔底泥浆等沉渣所包裹，造成该处断面的缺陷。此时需判断仅仅是声测管被包裹还是整个断面均夹泥，因为声测管被泥浆等包裹也会影响到其声速和波幅值。

其次，作为检测手段的声波透射法也存在一定的局限性和缺点，其中主要一个问题是采用该方法检测时存在盲区，即桩身中存在部分检测不到的区域。主要的盲区有三：一是桩身截面外围的混凝土保护层区域，由于声测管只能设置在钢筋笼内部，外围的区域及桩身外部可能出现的扩径区域就不可能被检测到；二是声测管的布置数量有限，例如该34#桥桩声测管布置数量为3根，从测管内所发出的弹性波未必能覆盖钢筋笼内部的全部桩身；三是由于表面影响，在桩顶2～3m范围内的检测结果实际并不与中下部测点同样可靠。

由于该桥为摩擦桩群桩基础，桥桩主要靠桩侧阻力发挥作用，共同承担上部荷载。就该34#桩而言，如同以上所分析，由于声波透射法检测时存在盲区，故如假设缺陷只存在声测管外围，而其内部桩身质量尚可，则一可通过单桩承载力试验方法来检测其承载力是否满足设计要求， 二可采用其它方法辅助检测其桩身完整性，验证其桩身质量。如果检测试验结果表明其承载力满足甚至超过设计要求，其桩身完整性尚可，则该桩可不需要处理，因为一旦处理即使采用桩底灌浆这种相对简单的方法也是耗时、耗力和耗费，而如采用破桩补桩方法则该桩即告报废。

根据以上分析情况，结合高应变动力试验法不仅能检测单桩承载力，还可检测桩身完整性的特点，决定采用高应变法来协助检测，并予以相互验证。

2）高应变动力试验法检测及分析

根据高应变动力试验法检测结果，34#桩的单桩竖向极限承载力Qu=7520kN，桩身完整性系数β=0.90。具体结果见下列图表：

实测、拟合、模拟Q～s曲线、桩身剖面及土阻力分布

从高应变检测结果可知，34#桩的单桩竖向极限承载力Qu=7520kN（其中单桩极限摩阻力为6013 kN），单桩承载力特征值Ra=3760 kN，两者均超过了2500kN的设计预估值，满足设计要求；其次，经检测其桩身完整性系数β=0.90，从《公路工程基桩动测技术规程》（JTG/T F81-01—2004）中的表5.4.5可知，其桩身完整性类别为II类桩，属桩身有轻微缺陷，但不会影响正常使用。

根据声波透射法和高应变法检测结果，以及两者间的相互验证和综合分析，可判断出34#桩的桩底确实存在缺陷，但缺陷应该分布在声测管及外围，其桩身内部（即钢筋笼内部）桩身完整性尚可，故应判定为缩径桩，其桩身完整性类别为II类桩。

（2）某公路跨河小桥，桥桩共有6根桩，即0#桥台、1#桥台、2#桥台各2根桩，桩长24～26m，桥桩采用冲孔灌注桩，桩径1500mm， C25混凝土。

按照设计要求，该桥6根桥桩均需采用声波透射法作桩身完整性检测。

1）桩身完整性声波透射法检测及分析。

该批桥桩每根桩均设置3根声测管。在检测过程中，发现该桥1-1#桩由于2#声测管堵管，只能检测13剖面，该剖面的检测情况见下面声速、波幅实测曲线及PSD曲线：

按设计要求，该桥桩的混凝土桩长比钢筋笼及声测管长度多0.5～1.0m。根据上述曲线可看出，1-1#桥桩13剖面的各测点的声速、波幅均大于临界值，波形正常，说明该剖面桩身完整，但由于另外两个剖面（即12、23剖面）因堵管无法检测，故不能对整根桩的桩身完整性作综合评价，需要采用其它方法进行辅助检测、验证。一般情况下，当声波透射法检测桩基受到限制时宜采用钻芯法来检测验证。钻芯法属破损检测方法，通常用取出的芯样效果来说明桩身完整性，相比其它采用波动技术的检测方法，较为直观可靠，但该方法取样部位有局限性，只能反映钻孔范围内的小部分混凝土质量，存在较大的盲区，容易以点代面造成误判或漏判；其次，钻芯法相比其它采用波动技术的无损检测方法，存在设备庞大、费工费时、价格昂贵的缺点。而现场实际情况是，该座桥梁施工工期较紧，桥桩完成后急需进行桥台及上部施工，为此，根据1-1#桩已有1个剖面的检测结果，且桩长在30m内，属低应变可检测范围，且低应变具有快速方便的优点，故决定采用低应变反射波法进行辅助检测和验证。

2）低应变反射波法桩身完整性检测及分析

把1-1#桩桩头浮浆层破除后，用角磨机在桩中心及靠近12、23剖面处分别磨出几个平整点，然后采用低应变反射波法进行检测，检测结果如下图2：

从低应变反射波法检测结果看，该桩桩底反射明显，无缺陷反射波，波速为3687m/s，在3600～4000 m/s范围内，属正常波速，故可判定为完整桩。

根据上述两种检测结果及相互验证表明，1-1#桥桩桩身完整，完整性类别可综合判定为I类桩。

4.结束语

众所周知，作为桩基工程质量的检测，其首要目的是不管采用何种检测方法，只要在规范规程允许范围内，在实际工作中只要能准确、真实高效地检测出桩身质量，则不失为一种好方法。波动技术作为一门实践性很强的检测技术手段，广泛应用于包括桥桩在内的桩基工程质量检测，并取得良好的效果，但正如每一种检测方法均存在优缺点，均处于不断完善的过程，不可能包打天下，故检测技术人员应认真领会规范规程的原则和涵义，并在此基础上灵活运用各种检测方法，切实解决在实际检测工作碰到的各种具体问题，不断提高自身的理论素养和检测水平， 为检测技术的发展尽一份微薄之力。

【参考文献】

[1]中华人民共和国行业标准.公路工程基桩动测技术规.

程.（JTG/T F81-01-2004）， 北京：人民交通出版社，2004.

[2]中华人民共和国行业标准.建筑基桩检测技术规范.（JGJ106-2003/J256-2003）， 北京：中国建筑工业出版社，2003.

[3]李德庆，李澄宇，李澄海.桩基工程质量诊断技术.北京：中国建筑工业出版社，2009.

[4]罗骐先.桩基工程手册.北京：人民交通出版社，2003.

[5]周东泉.基桩检测技术.北京：中国建筑工业出版社，2010.

[6]李萍.建筑工程中的桩基检测技术的运用.中国城市经济，2011，（5）.

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇9

在厂房建设及设备安装中大量使用钢结构，钢结构的焊接质量十分重要，无损检测是保证钢结构焊接质量的重要方法。无损检测的常规方法有直接用肉眼检查的宏观检验和用射线照相探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤等仪器检测。肉眼宏观检测可以不使用任何仪器和设备，但肉眼不能穿透工件来检查工件内部缺陷，而射线照相等方法则可以通过各种各样的仪器或设备来进行检测，既可以检查肉眼不能检查的工件内部缺陷，也可以大大提高检测的准确性和可靠性。至于用什么方法来进行无损检测，这需根据工件的情况和检测的目的来确定。那么什么又叫超声波呢？声波频率超过人耳听觉，频率比20千赫兹高的声波叫超声波。用于探伤的超声波，频率为0.4-25兆赫兹，其中用得最多的是1-5兆赫兹。利用声音来检测物体的好坏，这种方法早已被人们所采用。例如，用手拍拍西瓜听听是否熟了；医生敲敲病人的胸部，检验内脏是否正常；用手敲敲瓷碗，看看瓷碗是否坏了等等。但这些依靠人的听觉来判断声响的检测法，比声响法要客观和准确，而且也比较容易作出定量的表示。由于超声波探伤具有探测距离大，探伤装置体积小，重量轻，便于携带到现场探伤，检测速度快，而且探伤中只消耗耦合剂和磨损探头，总的检测费用较低等特点，目前建筑业市场主要采用此种方法进行检测。下面介绍一下超声波探伤在实际工作中的应用。接到探伤任务后，首先要了解图纸对焊接质量的技术要求。目前钢结构的验收标准是依据GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》来执行的。标准规定：对于图纸要求焊缝焊接质量等级为一级时评定等级为Ⅱ级时规范规定要求做100%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为二级时评定等级为Ⅲ级时规范规定要求做20%超声波探伤；对于图纸要求焊缝焊接质量等级为三级时不做超声波内部缺陷检查。在此值得注意的是超声波探伤用于全熔透焊缝，其探伤比例按每条焊缝长度的百分数计算，并且不小于200mm。对于局部探伤的焊缝如果发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度，增加长度不应小于该焊缝长度的10%且不应小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝进行100%的探伤检查，其次应该清楚探伤时机，碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度后、低合金结构钢在焊接完成24小时以后方可进行焊缝探伤检验。另外还应该知道待测工件母材厚度、接头型式及坡口型式。截止到目前为止我在实际工作中接触到的要求探伤的绝大多数焊缝都是中板对接焊缝的接头型式，所以我下面主要就对焊缝探伤的操作做针对性的总结。一般地母材厚度在8-16mm之间，坡口型式有I型、单V型、X型等几种形式。在弄清楚以上这此东西后才可以进行探伤前的准备工作。在每次探伤操作前都必须利用标准试块（CSK-IA、CSK-ⅢA）校准仪器的综合性能，校准面板曲线，以保证探伤结果的准确性。

1、探测面的修整：应清除焊接工作表面飞溅物、氧化皮、凹坑及锈蚀等，光洁度一般低于▽4。焊缝两侧探伤面的修整宽度一般为大于等于2KT+50mm，（K:探头K值，T：工件厚度）。一般的根据焊件母材选择K值为2.5探头。例如：待测工件母材厚度为10mm,那么就应在焊缝两侧各修磨100mm。

2、耦合剂的选择应考虑到粘度、流动性、附着力、对工件表面无腐蚀、易清洗，而且经济，综合以上因素选择浆糊作为耦合剂。

3、由于母材厚度较薄因此探测方向采用单面双侧进行。

4、由于板厚小于20mm所以采用水平定位法来调节仪器的扫描速度。

5、在探伤操作过程中采用粗探伤和精探伤。为了大概了解缺陷的有无和分布状态、定量、定位就是精探伤。使用锯齿形扫查、左右扫查、前后扫查、转角扫查、环绕扫查等几种扫查方式以便于发现各种不同的缺陷并且判断缺陷性质。

6、对探测结果进行记录，如发现内部缺陷对其进行评定分析。焊接对头内部缺陷分级应符合现行国家标准GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定，来评判该焊否合格。如果发现有超标缺陷，向车间下达整改通知书，令其整改后进行复验直至合格。一般的焊缝中常见的缺陷有：气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等。到目前为止还没有一个成熟的方法对缺陷的性质进行准确的评判，只是根据荧光屏上得到的缺陷波的形状和反射波高度的变化结合缺陷的位置和焊接工艺对缺陷进行综合估判。对于内部缺陷的性质的估判以及缺陷的产生的原因和防止措施大体总结了以下几点：

1、气孔： 单个气孔回波高度低，波形为单缝，较稳定。从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。产生这类缺陷的原因主要是焊材未按规定温度烘干，焊条药皮变质脱落、焊芯锈蚀，焊丝清理不干净，手工焊时电流过大，电弧过长；埋弧焊时电压过高或网络电压波动太大；气体保护焊时保护气体纯度低等。如果焊缝中存在着气孔，既破坏了焊缝金属的致密性，又使得焊缝有效截面积减少，降低了机械性能，特别是存链状气孔时，对弯曲和冲击韧性会有比较明显降低。防止 这类缺陷防止的措施有：不使用药皮开裂、剥落、变质及焊芯锈蚀的焊条，生锈的焊丝必须除锈后才能使用。所用焊接材料应按规定温度烘干，坡口及其两侧清理干净，并要选用合适的焊接电流、电弧电压和焊接速度等。

2、夹渣： 点状夹渣回波信号与点状气孔相似，条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。这类缺陷产生的原因有：焊接电流过小，速度过快，熔渣来不及浮起，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等。防止措施有：正确选用焊接电流，焊接件的坡口角度不要太小，焊前必须把坡口清理干净，多层焊时必须层层清除焊渣；并合理选择运条角度焊接速度等。

3、未焊透： 反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。其产生原因一般是：坡口纯边间隙太小，焊接电流太小或运条速度过快，坡口角度小，运条角度不对以及电弧偏吹等。防止措施有：合理选用坡口型式、装配间隙和采用正确的焊接工艺等。

4、未熔合： 探头平移时，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。防止措施：正确选用坡口和电流，坡口清理干净，正确操作防止焊偏等。

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇10

钻孔灌注桩技术在公路桥梁施工中的应用

在公路桥梁工程施工中,钻孔灌注桩技术的工艺相对比较复杂,而且,在施工过程中,往往可能出现质量事故.这使得此项技术成为公路桥梁施工中重要管理部分.本文针对钻孔灌注桩施工过程的一些技术要点和注意事项,结合实际提出自己的一些见解.

作 者：曹振兴 作者单位：中铁五局贵广铁路第三项目部,贵州,榕江,557200刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：2010“”(10)分类号：U4关键词：钻孔 灌注桩 施工

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇11

关键词：无损检测技术；建筑工程检测；建筑工程质量；建筑结构；建筑行业 文献标识码：A

中图分类号：TU198 文章编号：1009-2374（2015）18-0059-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.031

在我国社会发展和经济建设中，无损检测技术发挥着重要作用。在建筑工程领域，无损检测技术获得较大发展。可以说，无损检测技术是建筑行业发展的重要手段。现阶段，我国建筑检测技术获得了较大发展，各類无损检测技术日益更新，为确保工程质量、提升质量监督水平，必须实现检测无损化。笔者根据自身多年的建筑从业经验，主要分析无损检测技术在建筑工程检测中的运用。

1 无损检测技术的特点

近些年来，无损检测技术不断发展，该技术已发展到国际先进水平。同时，随着检测技术规程逐渐出台，为检测硬性要求、质量标准，为检测技术规范化提供法律保障。利用无损检测技术，可检测建筑物理量值。对材料结构质量指标进行换算之后，检测其是否达到质量要求。开展无损检测，必须不影响结构使用。在钢结构建筑中，主要采取焊接方式，无损检测对象就是钢结构焊缝。焊缝质量优劣，对钢结构工程的整体性、稳定性、安全性具有直接影响。使用无损检测技术，是在不损害检测材料的情况下，利用物理方法获取内部信息。同时，随机检测具有真实性、客观性和代表性，所检测数据便于存储，利用科学计算方法，可转换为工程质量，确保检测结构的可靠性和权威性，进而防止检测结果和判定结果不准确性，提高质量监督水平。

2 无损检测技术在建筑工程检测中的应用

2.1 射线探伤技术

该技术是利用射线穿透被测物体，反映强速衰减，可有效检测结构缺陷。因衰减程度不一，将衰减射线在胶片上投射，利用显影技术，可获得物体内部信息。按照显示缺陷，评价建筑工程质量。在实际检测中，主要运用β射线、X射线。随着电子成像技术的逐渐成熟，在钢结构检测中，射线探伤技术优势显著，可直接反映缺陷焊缝性质和钢结构材料。

2.2 雷达波检测技术

该技术是一种微波检测技术，具有电导率敏感、频带宽和频率高等优点，在通信、微波加热、无损检测和医疗中广泛运用。在建筑工程领域，利用雷达波检测，穿透能力极强，且检测内容全面，是一种非接触性检测技术。同时，该技术检测面状况要求不高，可检测复杂构件。

2.3 建筑节能技术

随着建筑节能观念不断提升，建筑节能检测是建筑工程的重要发展途径，如何获得建筑保温绝热性能。通过红外热像，即可获得建筑能量损失量，准确获取保温绝热效果，有利于判断检测隔热保温效果。现阶段，我国红外热像技术尚处于起步阶段，对于热像图缺乏节能定量评价。

2.4 磁粉探伤检测

该技术是按照被检测磁性材料，检测磁化后内部磁感应强度，若钢结构材料形状为非连续性或存在缺陷，磁力线会出现变化，透出材料范围产生漏磁场。同时，磁力线影响磁粉，磁粉在材料表面重新堆积，进而反映材料缺陷。该技术优点在于检测速度极快，可快速检测细

小裂缝、缺陷，具有极高的灵敏度，且检测成本不高。

2.5 超声波检测

超声波技术具有极强穿透力，可较好集中声能。针对建筑构件检测，超声波频率均大于15000Hz。使用该技术检测构件，利用声波分析反射数据，进而获得建筑构件尺寸和大小，反映内部结构质量。该技术的测量范围较广、检测速度较快、检测灵敏度极高，且检测成本极低，所以其在建筑构件检测中广泛运用。如选择超声波探测路面和岩石，可获得承受能力、抗压性能。同时，对于新开发复合金属材料，通过超声波，可开展综合探测和全面评价。

2.6 后装拔出发

该技术是通过埋设锚杆，拔出锚杆后，拉坏某些混凝土。通过试验证明，混凝土抗拉强度和拉出力呈正相关关系，混凝土抗拉强度影响着抗压强度。通过此推理，即可获得混凝土抗压强度。

2.7 渗透探伤检测

将荧光材料、染色材料渗透液体，涂抹在零部件表面，等待一段时间后，进而渗透至表面开口缺陷中，直至渗透所有缺陷。当材料表面渗透液去除之后，根据涂抹显像剂吸引作用，可缺陷渗透液回吸到显像剂中。利用白光、紫外线等光源照射，显示缺陷大小、尺寸和形状。同时，该技术检测设备简单，易于携带。即使处于无电源状况，也可实施探索检测，在非金属材料、金属材料均适用，材料作用十分广泛，可直观显示材料缺陷。然而，针对微小缺陷，很难渗入、吸出渗透液，难以检测缺陷深度，因此，该技术仅适用于表面缺陷检测。待检测完成后，需进行清洁工作，但某些检测人员忽略了清洁步骤。

2.8 红外线成像

该技术是新型无损检测技术，主要检测建筑内部结构是否出现变化。利用红外摄像电子，获取混凝土连续性辐射信号，处理信号之后，形成混凝土温度场图像，按照温度场分布图，可直观判断混凝土内部损失、缺陷，进而评定混凝土质量。不用接触建筑物，即可使用该技术，且不损失内部结果，对于不同温度场均可快速扫描，可进行遥感检测。现阶段，在建筑工程质量方面，该技术正处于检测应用阶段，可用于检测混凝土损失、屋面防水、装饰面、建筑工程等质量。

2.9 冲击反射检测

该技术主要是检测混凝土内部缺陷、厚度，该技术可克服其他检测技术的所有缺陷，既可测试混凝土缺陷，又可测试混凝土厚度，且信号直观、快速和准确。该技术广泛应用于建筑墙体、底板和混凝土检测。近些年来，冲击反射技术经过长期研究获得一定成果，已发展了现场检测系统，在混凝土质量检测中被广泛

应用。

3 结语

综上所述，随着科学技术的不断创新，建筑工作质量检测、鉴定技术正在不断完善，无损检测技术属于射线、电光和声磁的检测技术，可直接检测工程构建内部缺陷和外部缺陷，是对检测工程质量、建筑材料产品的有效检测和质量管理方法，对于各类建筑开发、建设，使用无损检测技术，有利于提升质量检测水平，进而保证建筑工程的整体质量。

参考文献

[1] 刘子立，高辉.建筑工程检测中的无损检测技术[J].建筑工程技术与设计，2014，（19）.

[2] 申民玉，吴建勋.无损检测技术在建筑工程检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（7）.

[3] 陈士明，王彦红，高凡军，等.无损检测技术在建筑工程检测中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（21）.

作者简介：邓秋华（1986-），女，广西南宁人，研究方向：建筑工程检测，身份证号码：45012219860923408X。

超声波无损检测技术在桥梁工程中的应用 篇12

基桩是桥梁工程中非常重要的组成部分,基桩的质量直接关系到整个桥梁的结构安全,如何保证其质量,一直备受建设、施工、设计、监理各方以及建设行政主管部门的关注,同时由于我国地质条件复杂,其施工过程的高度隐蔽性,从而极易形成各种缺陷影响基桩质量,使得桩基础工程的施工、质量检测等往往比上部建筑结构更为复杂,更容易存在质量隐患。

桩身完整性是基桩质量检测的主要指标,通过采用超声波透射法和低应变反射波法两种方法的综合应用来对基桩桩身完整性指标进行检测评价,有效的提高了检测结果的准确性。

1 检测原理及设备

超声波透射法,是在桩身预埋一定数量的声测管作为声波发射和换能器接收的通道,通过超声波检测仪沿桩身的纵轴方向一定的间距逐点检测声波穿过桩身截面混凝土的声学参数,然后对检测数据进行分析、判断,确定桩身混凝土缺陷的位置、范围和程度。推断桩身混凝土的完整性,评定桩身的完整性等级。工程中采用RSM-SY7超声波自动循测仪,配备4通道自发自收换能器。

低应变反射波法,是在桩顶采用锤或力棒进行竖向激振,产生应力波沿桩身向下传播,在桩身阻抗存在明显变化,如断桩、缩颈、扩颈等缺陷时,将产生反射波,安装在桩顶的加速度传感器接收响应信号,根据该信号计算和分析基桩桩身完整性。工程中采用RSM-PRT(T)低应变测试仪,配备LC0104C传感器,以及2.9 kg,7 kg,12.5 kg力棒各一只,以便于不同长度基桩的检测。

2 工程实例

2.1 工程概况

山西忻州地区某高速桥梁工程,根据委托单位提供的设计及施工资料,该工程基桩桩型为钻孔灌注桩,承载类型为摩擦桩,桩径为1 500 mm,桩长分别为22.0 m,23.0 m,基桩混凝土强度等级为C30。根据地质调绘与钻探揭示,桩长范围内各土层(自上而下):① 0 m～4.5 m卵石;②3.2 m～5.8 m粉土;③2.8 m～10.6 m粉质粘土;④3.8 m～7.6 m粉质粘土夹杂砂;⑤9.3 m～12.8 m强风化片麻岩。

2.2 检测情况

2.2.1 实例1

本工程2-3号桩,按照检测规范采用两种方法进行检测,结果如下,图1为超声波法检测结果波形图,图2为低应变法检测结果波形图。

2-3号桩检测结果分析:

超声波法:根据图1超声波法检测波形来看,该基桩1—2,1—3,2—3三个剖面不同深度的波速、波幅、PSD指标均正常,所以判定其桩身完整,为Ⅰ类桩。

低应变法:根据图2低应变法检测波形看,该基桩波形平滑,无缺陷反射波,桩底反射信号明显,波速为3 945 m/s,所以判定其桩身完整,为Ⅰ类桩。

2.2.2 实例2

本工程4-1号桩按照检测规范采用两种方法进行检测,结果如下,图3为超声波法检测结果波形图,图4为低应变法检测结果波形图。

4-1号桩检测结果分析:

超声波法:根据图3超声波法检测波形来看,该基桩1—2,1—3,2—3三个剖面均在7.0 m~8.0 m深度范围内出现缺陷信号,且其波速至低于3 000 m/s、波幅、PSD指标均低于标准判据,其桩身严重缺陷,经取芯验证,该处全断面裹夹泥沙,形成断桩,所以判定为Ⅳ类桩,进行工程处理。

低应变法:根据图4低应变法检测波形来看,7.5 m左右出现严重缺陷反射波,且有二次反射,测不到桩底反射信号,所以判定其桩身严重缺陷,需进行取芯验证。

3结语

超声波法和低应变法两种方法作为检测基桩完整性的重要手段,有着各自的特点和适用条件,超声波法是一种成熟可靠的方法,检测全面、细致,声波检测的范围可覆盖全桩长的各个横截面,信息量丰富,结果准确可靠,不受桩长、长径比的限制,也不受场地限制。低应变法操作简单,检测速度快,费用低且覆盖面广,成为基桩检测中最为普及的方法。

但两种方法有着各自的缺点和局限性,超声波法检测成本相对较高,且存在一定的检测盲区,低应变法检测桩身完整性,由于受激振能量、桩侧土阻力和桩身阻尼的影响,对桩身缺陷程度只能作定性判断。

所以,在具体的基桩检测中,应提前收集基桩设计参数、地质水文条件等资料,检测后应结合施工工艺、施工记录以及通过高应变法或钻芯法来综合进行分析,才能减少误判,更加准确的进行桩身完整性判断。

摘要：介绍了超声波透射法和低应变反射波法的基本原理及检测方法,通过工程实例对两种方法的检测结果进行综合对比分析,有效提高了基桩检测结果的准确性,并积累了相关经验。

关键词：超声波透射法,低应变反射波法,基桩,完整性评价

参考文献

[1]陈凡,徐天平.基桩质量检测技术[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[2]罗骐先.桩基工程检测手册[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]JGJ106-2003,建筑基桩检测技术规范[S].

[4]刘兴波.超声波法和低应变法对灌注桩完整性检测的综合应用[J].中国高新技术产业,2010(16):59-60.