CN103940914A - 制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法、标定模型 - Google Patents

Abstract

本发明一方面涉及一种制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，包括步骤：搭建支撑平台，在其上设置支撑框架并在其上设置指示标记；将波纹管设置在支撑框架中；设置具有开口的波纹管管段；波纹管固定在支撑框架上；在波纹管内穿入钢绞线；封堵波纹管两端部和具有开口的管段和波纹管管段的连接处；在波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔；向注浆孔中注浆，直至具有注浆孔的波纹管管段中充满水泥浆；在连接处的外周壁套设套管，密封开口；装模，并浇筑混凝土以形成标定模型。另一方面涉及使用上述方法制造的标定模型。该方法可在波纹管中精确的制造出100%空浆段。由此通过使用该方法制造的模型进行试验，可制定出准确的缺陷判定标准。

Description

制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法、标定模型

技术领域

本发明涉及一种制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法和使用该方法制造的标定模型。

背景技术

随着我国公路桥梁建设的发展，预应力桥梁已在我国桥梁建设中占主导地位，被广泛应用于许多重要桥梁的建设项目中。为了保证预应力钢绞线在桥梁使用过程中长期发挥作用，达到设计要求，预应力孔道的注浆质量是重要影响因素。如果预应力孔道注浆不密实，孔道中的钢绞线容易发生锈蚀，从而影响桥梁的耐久性、安全性，影响桥梁使用寿命。因此采用先进的无损检测技术对预应力结构的孔道整体质量进行检测，对客观评价结构的质量状况意义重大。

国内外常用的检测方法有冲击回波法（IE）、超声波成像法（UT）、表面波频谱成像法（SASW）、基于冲击回波振幅谱的堆栈成像法（SIBIE）、探地雷达法（GPR）、X光成像法、γ射线成像法等。但是，由于测试方法的精度、适用范围、测试效率以及费用等多方面原因,基于弹性波传播特性的冲击回波法成为最为广泛的应用在预应力桥梁注浆孔道质量检测方法。通过声波透射在预应力孔道两端可快速确定钢绞线的固结波速，根据相关性判断孔道灌浆等级的好坏。

固结波速是指激发应力波通过钢绞线灌浆段的速度，是评价灌浆密实度的重要参数。固结波速的大小介于钢绞线与灌浆剂的波速之间，受灌浆密实度(强度)影响，灌浆剂密实度越好，固结波速越低。波纹管的平均波速可以通过直达波进行测量，在波纹管一端激发，另一端接收，记录声波沿波纹管传播的走时，根据波纹管的长度计算波纹管的纵波速度。纵波速度可以作为注浆质量评价的一个指标，一般情况下，波纹管的平均波速介于混凝土与钢绞线的波速之间。波速太高表示脱空严重，速度太低表示浆体强度偏低。根据理论计算注浆质量密实的波纹管正常的纵波速度约在4.5km/s左右，一般情况下介于混凝土波速和钢绞线波速之间4.3km/s＜VP＜4.7km/s。但在现场情况和理论推导不一样，往往还有很多其他因素干扰波的传播，影响波速。

因此，业界迫切需要一系列模拟现场环境的模型试验，根据测试得出基准波速，制定出缺陷判定标准，根据标准判断孔道灌浆等级的好坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法和使用此方法制造的标定模型，该方法可在波纹管中精确的制造出空腔段，即制造出100%空浆段，由此通过使用该方法制造的模型进行试验，可制定出准确的缺陷判定标准。

为实现上述目的，一方面提供一种制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，包括如下步骤：a.搭建支撑平台；b.在支撑平台上设置支撑框架，并在支撑平台上设置指示标记；c.将至少一根波纹管设置在支撑框架中，并将波纹管对应于指示标记的管段切下；d.在切下的管段侧壁上设置开口，并将设置有开口的管段放回原位；e.通过紧固件将波纹管固定在支撑框架上，并在波纹管内穿入钢绞线；f.利用水泥浆封堵波纹管两端部，并封堵具有开口的管段和波纹管管段的连接处；g.沿远离具有开口的管段的方向，在波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔；h.向注浆孔中注浆，直至具有注浆孔的波纹管管段中充满水泥浆；i.在连接处的外周壁套设套管，并且利用密封件对上述开口密封；j.装模，并浇筑混凝土以形成标定模型。

根据本发明，在步骤a中：搭建长度为20m、宽度为0.5m、高度为0.1m的支撑平台。

根据本发明，在步骤e中：利用彼此间隔为10cm的箍筋作为紧固件，将波纹管固定在支撑框架上。

根据本发明，在步骤g中：在波纹管的管壁上以0.8m为间距设置注浆孔，每个注浆孔的直径为3cm。

根据本发明，在步骤h中：向每个注浆孔进行3或4次注浆，直至任一注浆孔注浆时与其相邻注浆孔溢出水泥浆为止。

另一方面提供一种使用上述任一项方法制造的标定模型，包括：设置在标定模型内部的至少一根波纹管，每根波纹管均具有空腔段、第一注浆段和第二注浆段，第一注浆段和第二注浆段之间通过空腔段连接，其中，每个注浆段中充满水泥浆。

根据本发明，模型内部设置有4根长度相等的波纹管，每根波纹管的空腔段均位于波纹管的中央位置，其中，4根波纹管的空腔段的长度依次为相应波纹管总长度的5%、10%、15%和20%。

本发明还提供一种使用上述任一项方法制造的标定模型，包括：设置在标定模型内部的至少两根波纹管，其中，至少两根波纹管中包括一根内部充满水泥浆的第一波纹管，其余波纹管均具有相间设置的空腔段和注浆段，每个注浆段中充满水泥浆。

根据本发明，模型内部设置有4根长度相等的波纹管，其中，在4根波纹管的任意3根中，分别设置有至少2个空腔段，其中，每根波纹管的空腔段的总长度均为相应波纹管总长度的5%。

根据本发明，在任意3根波纹管中，设置的空腔段数量分别为：2个、3个和4个。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

1.通过使用本发明的制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，一方面可以制造出长度不同的空腔段，即在注浆完毕之后形成的没有水泥浆的空浆段，以实现对不同空浆程度的标定。另一方面，通过本方法，可以保证制造的空腔段100%空浆，并经过其上的开口可以进一步确认空腔段是否满足100%空浆，由此保证了制造出的标定模型具有100%空浆的空浆段。另外，通过沿远离具有开口的管段的方向，在波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔的步骤以及向注浆孔中注浆直至具有注浆孔的波纹管管段中充满水泥浆的步骤，可以保证波纹管上除空腔段外的其余管段均注浆密实，由此保证了其余管段不会因空浆而影响测量结果。综上，通过本发明的制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，制造了空浆率准确的的标定模型，从而提高了使用该标定模型进行的试验的可靠性。

2.本发明的一个标定模型，通过其上的第一注浆段和第二注浆段所构建的密实的注浆段和通过上述两个注浆段中间相加的空腔段，可测试出与该空腔段相应的空浆率的固结波速。当然可通过设置具有不同长度空腔段的波纹管获得相对于不同空浆率的固结波速，由此可以制定出缺陷判定标准，并在实际测量中，可根据该标准判断孔道灌浆等级的好坏。

3.本发明的另一个标定模型，该标定模型可模拟实际情况，即，既设置一个完全密实的波纹管，又设置至少一个具有多个空腔段的波纹管，由此来模拟现实生活中可能出现的多处空浆情况以来测得一个波纹管上具有不同空腔段时的固结波速，从而制定此种情况下的缺陷判定标准并可根据标准判断孔道灌浆等级的好坏。

附图说明

图1是本发明制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法的一个实施例的流程图；

图2是图1示出的方法中执行步骤d的示意图；

图3是本发明的一个标定模型的一个实施例的横截面图；

图4是本发明的另一个标定模型的一个实施例的横截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式进行描述。

参照图1，本发发明的制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法的一个实施例，其包括如下步骤：

步骤a.搭建支撑平台。在本实施例中，搭建长度为20m、宽度为0.5m、高度为0.1m的长方体状的混凝土支撑平台。优选地，在搭建平台之前要清理场地。而该支撑平台的具有最大面积的表面与地面接触，高度的方向为其由地面突出的方向。

步骤b.在支撑平台上设置支撑框架，并在支撑平台上设置指示标记。在本实施例中，在支撑平台上设置的支撑框架为钢筋骨架。在搭建钢筋骨架完成后，在支撑平台上设置指示标记，该指示标记标示的为需要设置在波纹管上的空腔段的位置，即之后波纹管上的空腔段的位置对应支撑平台上指示标记的位置。位置对应既表示空腔段的长度和指示标记的长度相同，也表示空腔段的中心的位置对应于指示标记的中心的位置。由此，在支撑平台的长度方向上，空腔段与指示标记完全对齐。

步骤c.将至少一根波纹管设置在支撑框架中，并将波纹管对应于指示标记的管段切下。在本实施例中，将波纹管设置在钢筋骨架中，即波纹管支承在钢筋骨架内部的钢筋上，波纹管的轴线平行于支撑平台的长度方向设置。然后将在支撑平台的长度方向上，与指示标记对齐的波纹管的管段从整根波纹管上切下，可理解，切下的波纹管的管段即为空腔段，换言之，为整个波纹管注浆完成后没有水泥浆的空浆段。

步骤d.参照图2，在切下的管段的侧壁上设置开口5，并将设置有开口5的管段放回原位。在本实施例中，沿波纹管的轴线方向将上述侧壁切开一部分，从而在侧壁上形成一个开口5和可打开或关闭地覆盖该开口的侧壁部分6，当需要观察此段波纹管的情况时，打开该侧壁部分6。之后，将该段切下的波纹管放回原位，即重新放回钢筋骨架内部的钢筋上的相应于指示标记的位置。

步骤e.通过紧固件将波纹管固定在支撑框架上，并在波纹管内穿入钢绞线。在本实施例中，利用彼此间隔为10cm的箍筋作为紧固件，将波纹管固定在支撑框架上，即固定在钢筋骨架上。

步骤f.利用水泥浆封堵波纹管两端部，并封堵具有开口的管段和波纹管管段的连接处。

步骤g.沿远离具有开口的管段的方向，在波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔，即在波纹管上不具有开口的管段，换言之在步骤c中没有被切下的管段上设置注浆孔。在本实施例中，在波纹管的管壁上以0.8m为间距设置注浆孔，每个注浆孔的直径为3cm。

步骤h.向注浆孔中注浆，直至具有注浆孔的波纹管管段中充满水泥浆。在本实施例中，向每个注浆孔进行3或4次注浆，直至任一注浆孔注浆时与其相邻注浆孔溢出水泥浆为止。可选地，第一次依次通过每个注浆孔进行灌浆，达到整个波纹管中被灌筑60%，并轻轻敲击管道，以保证浆体流动，灌充于管道内任何空隙。待水泥浆初步凝固后第二次依次通过每个注浆孔灌浆，同样边灌边敲击管道，以保证密实度。最后一次灌浆采用人工压浆，直到相邻灌浆小孔流出水泥浆液为止，分部灌浆从而使需要完全密实的波纹管段达到100%饱满密实。另外，当全部灌浆完成，可通过揭开步骤d中覆盖于开口处的侧壁，确认具有开口的管段中是否100%空浆（100%空浆即为此管段中没有水泥浆流入，形成完全空浆的空腔段），由此形成了波纹管中的空腔段和注浆段。

步骤i.在连接处的外周壁套设套管，并且利用密封件对上述开口密封。在本实施例中，套管的内径略大于连接处的外周壁的外径，以保证套管可以牢固的套在连接处而不晃动。优选地，密封件为胶带，利用胶带缠绕具有开口的波纹管段，保持切开的侧壁覆盖开口。

步骤j.装模，并浇筑混凝土以形成标定模型。即将安装模版，浇筑成混凝土标定模型。

通过使用本发明的制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，一方面可以制造出长度不同的空腔段，即在注浆完毕之后形成的没有水泥浆的空浆段，以实现对不同空浆程度的标定。另一方面，通过本方法，可以保证制造的空腔段100%空浆，并经过其上的开口可以进一步确认空腔段是否满足100%空浆，由此保证了制造出的标定模型具有100%的空浆段。另外，通过沿远离具有开口的管段的方向，在波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔的步骤以及向注浆孔中注浆直至具有注浆孔的波纹管管段中充满水泥浆的步骤，可以保证波纹管上除空腔段外的其余管段均注浆密实，由此保证了其余管段不会因空浆而影响测量结果。综上，通过本发明的制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，制造了空浆率准确的的标定模型，从而提高了使用该标定模型进行的试验的可靠性。

参照图3，本发明的一种使用上述方法制造的标定模型的一个实施例，其包括：设置在标定模型4内部的4根长度相等的波纹管1，其沿支撑平台的高度方向间隔开地叠置。每根波纹管1均具有位于波纹管的中央位置的空腔段（即上述方法中波纹管上具有开口的管段）、充满水泥浆的第一注浆段和第二注浆段，第一注浆段和第二注浆段之间通过空腔段连接。其中，4根波纹管的空腔段的长度依次为相应波纹管1总长度的5%、10%、15%和20%。在本实施例中，4根波纹管1的长度为20m，所以4根波纹管1的空腔段的长度依次为1m、2m、3m和4m。另外，通过上述方法制造出的标定模型4中的空腔段是100%空浆的。

进一步参照图3，在本实施例中，标定模型4的形状为长方体，其长度为20.00m，宽度为0.50m，高度为1.60m。其中其长度方向、宽度方向和高度方向分别平行于上述支撑平台的长度方向、宽度方向和高度方向。原料为C50强度等级的混凝土。其中，钢筋布置参照实际施工，如图2中示出的，模型梁顶部和底部各布置4根平行于平台的长度方向的钢筋，在两侧面各设置4根平行于平台的长度方向的钢筋，并且顶部和底部中分别最靠外侧的两根钢筋与侧面的4根钢筋共平面，由此，在两个侧面中各有6根钢筋，且间距设置为30cm。另外，波纹管1内径为69mm，壁厚3mm，长度为20m，每根波纹管内穿6束预应力钢绞线2。

使用该标定模型4测试固结波速并制定缺陷判定标准的方法叙述如下：

在试验中，在波纹管一端激发，另一端接收，记录声波沿波纹管传播的走时，根据波纹管的长度计算波纹管的固结波速。在图2所示的标定模型4中：

具有长度为波纹管总长度的5%的空腔段的波纹管对应质量标准的“A级”；具有长度为波纹管总长度的10%的空腔段的波纹管对应质量标准的“B级”；具有长度为波纹管总长度的15%的空腔段的波纹管对应质量标准的“C级”；具有长度为波纹管总长度的20%的空腔段的波纹管对应质量标准的“D级”。

通过该模型制定的缺陷判定标准如表1。

表1固结波速法质量判断标准

通过上述模型上的第一注浆段和第二注浆段所构建密实的注浆段和通过上述两个注浆段中间相加的空腔段，可测试出与该空腔段相应的空浆率的固结波速。当然可通过设置具有不同长度空腔段的波纹管获得相对于不同空浆率的固结波速，由此可以制定出缺陷判定标准，并在实际测量中，可根据该标准判断孔道灌浆等级的好坏。

参照图4，本发明另一种使用上述方法制造的标定模型4，其包括：设置在标定模型4内部的4根长度相等的波纹管，其沿支撑平台的高度方向间隔开地叠置。其中，一根波纹管为内部充满水泥浆的第一波纹管3，即此根波纹管不进行步骤b-步骤d和步骤i，仅将波纹管固定于钢筋骨架上并将其中灌满水泥浆。4根波纹管中除第一波纹管之外的其余3根波纹管1均具有相间设置的空腔段和注浆段，每个注浆段中充满水泥浆。具体的，在此3根波纹管1中分别设置有2个空腔段、3个空腔段和4个空腔段，且每根波纹管的空腔段的总长度均为相应波纹管1总长度的5%。优选地，波纹管内径为69mm，壁厚3mm，长度为20m，上述3根具有空腔段的波纹管1依次设置为：具有长度为0.3m和0.7m的空腔段，具有长度为0.1m、0.4m和0.5m的空腔段，具有长度为0.05m、0.15m、0.2m和0.6m的空腔段。由此，上述3根波纹管中的空腔段的总长度均为1m，即均为相应的波纹管总长度的5%。

进一步参照图4，在本实施例中，标定模型4的形状为长方体，其长度为20.00m，宽度为0.50m，高度为1.60m。其中其长度方向、宽度方向和高度方向分别平行于上述支撑平台的长度方向、宽度方向和高度方向。原料为C50强度等级的混凝土。其中，钢筋布置参照实际施工，如图3中示出的，模型梁顶部和底部各布置4根平行于平台的长度方向的钢筋，在两侧面各设置4根平行于平台的长度方向的钢筋，并且顶部和底部中分别最靠外侧的两根钢筋与侧面的4根钢筋共平面，由此，在两个侧面中各有6根钢筋，且间距设置为30cm。另外，每根波纹管内穿6束预应力钢绞线。

图4示出的标定模型可模拟实际情况，即，既设置一个完全密实的波纹管，又设置至少一个具有多个空腔段的波纹管，由此来模拟现实生活中可能出现的多处空浆情况以来测得一个波纹管上具有不同空腔段时的固结波速，从而制定此种情况下的缺陷判定标准并可根据标准判断孔道灌浆等级的好坏。

使用图4示出的标定模型4测试固结波速并制定缺陷判定标准的方法叙述如下：

在波纹管一端激发，另一端接收，记录声波沿波纹管传播的走时，根据波纹管的长度计算波纹管的纵波速度，即固结波速。

在图4所示的标定模型中：无空腔段的第一波纹管，为标准注浆质量波纹管，用于标定仪器测试参数；具有2个空腔段的波纹管，用于标定2段注浆不密实位置固结波速；具有3个空腔段的波纹管，用于标定3段注浆不密实位置固结波速；具有4个空腔段的波纹管，用于标定4段注浆不密实位置固结波速。

通过该模型可制定缺陷判定标准，优选地，在本实施例中，结合上述图3所示的标定模型，可制定出如表2示出的缺陷判定标准。

表2固结波速法质量判断标准

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制造管道注浆质量检测仪器的标定模型的方法，包括如下步骤：

a.搭建支撑平台；

b.在所述支撑平台上设置支撑框架，并在所述支撑平台上设置指示标记；

c.将至少一根波纹管设置在所述支撑框架中，并将所述波纹管对应于所述指示标记的管段切下；

d.在切下的所述管段侧壁上设置开口，并将设置有开口的所述管段放回原位；

e.通过紧固件将所述波纹管固定在所述支撑框架上，并在所述波纹管内穿入钢绞线；

f.利用水泥浆封堵所述波纹管两端部，并封堵具有开口的所述管段和所述波纹管管段的连接处；

g.沿远离具有开口的所述管段的方向，在所述波纹管的管壁上等间距地设置注浆孔；

h.向所述注浆孔中注浆，直至具有所述注浆孔的所述波纹管管段中充满水泥浆；

i.在所述连接处的外周壁套设套管，并且利用密封件对上述开口密封；

j.装模，并浇筑混凝土以形成标定模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤a中：

搭建长度为20m、宽度为0.5m、高度为0.1m的所述支撑平台。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤e中：

利用彼此间隔为10cm的箍筋作为紧固件，将所述波纹管固定在所述支撑框架上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤g中：

在所述波纹管的管壁上以0.8m为间距设置所述注浆孔，每个所述注浆孔的直径为3cm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述步骤h中：

向每个所述注浆孔进行3或4次注浆，直至任一所述注浆孔注浆时与其相邻注浆孔溢出水泥浆为止。

6.一种使用权利要求1-5中任一项所述方法制造的标定模型，其特征在于，包括：

设置在所述标定模型内部的至少一根波纹管，每根所述波纹管均具有空腔段、第一注浆段和第二注浆段，所述第一注浆段和所述第二注浆段之间通过所述空腔段连接，

其中，每个注浆段中充满水泥浆。

7.根据权利要求6所述的标定模型，其特征在于，

所述模型内部设置有4根长度相等的所述波纹管，每根所述波纹管的空腔段均位于所述波纹管的中央位置，

其中，所述4根波纹管的空腔段的长度依次为相应波纹管总长度的5%、10%、15%和20%。

8.一种使用权利要求1-5中任一项所述方法制造的标定模型，其特征在于，包括：

设置在所述标定模型内部的至少两根波纹管，

其中，所述至少两根波纹管中包括一根内部充满水泥浆的第一波纹管，其余所述波纹管均具有相间设置的空腔段和注浆段，每个所述注浆段中充满水泥浆。

9.根据权利要求8所述的标定模型，其特征在于，

所述模型内部设置有4根长度相等的所述波纹管，

其中，在所述4根波纹管的任意3根中，分别设置有至少2个所述空腔段，

其中，每根所述波纹管的空腔段的总长度均为相应波纹管总长度的5%。

10.根据权利要求9所述的标定模型，其特征在于，

在所述任意3根波纹管中，设置的所述空腔段数量分别为：2个、3个和4个。