CN108732245B - 一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法，通过检波器上记录的信号上面能够得到首波走时，通过测量尺测的距离，求的沥青层的波速和混凝土的波速，从而计算出走时校正量，在声波CT的走时结果中减去走时校正量，之后计算的波速即为该混凝土单元的声波波速，优点是去除了沥青路面对桥梁强度检测的影响。

Description

一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法
技术领域
本发明涉及混凝土桥梁质量无损检测领域，具体是一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法。
背景技术
我们国家大规模的基础建设开展之后，无损检测将是长期要进行的事情。在公开号为106645288A，名称为“桥梁混凝土结构缺陷无损检测系统及其检测方法”的专利申请中有涉及。声波CT检测是运行中的混凝土桥梁的一种可靠的方法，其工作原理与医学CT类似，医学CT是利用X射线穿透人体，通过射线强度衰减的观测对人体组织成像。声波CT是利用声波穿透工程介质，通过声波走时和能量衰减的观测对工程结构成像。声波在穿透工程介质时，其速度快慢与介质的弹性模量、剪切模量、密度有关。介质密度大、强度高的其模量大，波速高、衰减小；破碎疏松介质的波速低、衰减大；即：波速可作为混凝土强度和缺陷评价的定量指标。用于运行桥梁的病害诊断，检测的分辨率可达分米级。能够确定低强度的部位、范围、程度，为病害整治和施工质量控制、工艺改进提供依据。
使用声波CT方法检测运行中的混凝土桥梁各个构建的强度分布时，如果该桥桥面已经铺装了沥青层，那么检测时接触不到混凝土部分，只能在沥青路面布设检波器，这时应进行走时校正，消除沥青层带来的衰减。否则将使得测量结果不能反应该混凝土桥梁真实的强度。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法，当检测桥梁已经铺装沥青层，对其进行走时延滞校正，即需要测得走时校正量。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法，包括检波器和声波CT，其技术要点是：包括如下步骤：
(1)在沥青路面上平行于梁板放置测量尺，每隔5cm安置一个检波器，坐标设置为5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80，共放置16只检波器；
(2)在偏离第一个检波器，距离分别5,20,30,40,50cm，坐标设置为0,-15,-25,-35,-45，每个坐标点用锤子敲击进行资料采集；
(3)通过钻孔测出沥青层厚度h；
(4)找到直达波与折射波同时出现的位置X0；
(5)通过声波CT分别测的X0之前的首波初至时差Δt1和X0之后的首波初至时差Δt2，通过测量尺测量位置X0之前的道间距ΔS1和位置X0之后的道间距ΔS2；
(6)将步骤(5)中测得的数据分别带入
Figure GDA0002558811440000021
Figure GDA0002558811440000022
计算出直达波速Vas和折射波速V，此时沥青层波速等于直达波速，混凝土波速等于折射波速；
(7)通过步骤(6)中得到沥青层的波速Vas和混凝土的波速V；
(8)将上述各变量代入公式3计算走时校正量Δt：
Figure GDA0002558811440000023
本发明的优点及有益效果是：声波在混凝土里传播的快，在沥青路面传播的慢，如果不校正，会认为混凝土抗压强度不够，达不到设计标准，因此通过得到走时校正量，可以去除沥青路面在桥梁强度检测中的影响。在声波CT的走时结果中减去走时校正量，之后计算的波速即为该混凝土单元的声波波速。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，测量方法如下：
(1)观测：
在沥青路面上平行于梁板放置测量尺，每隔5cm安置检波器，坐标为5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80位置共放置16只检波器。
(2)激发和采集
在偏离第一个检波器，距离分别5,20,30,40,50cm，坐标为0,-15,-25,-35,-45每个坐标点用锤子敲击进行资料采集。
(3)各个变量的计算
沥青层厚度h，可查设计资料或钻孔测出。
直达波与折射波同时出现的位置X0，可在地震记录上找出。
利用位置X0之前的首波初至时差，根据公式1，可计算出直达波速，此时沥青层波速等于直达波速。
Figure GDA0002558811440000031
式中：ΔS1为位置X0之前的道间距，Δt1为位置X0之前的相邻检波器之间首波初至时差。
利用位置X0之后的首波初至时间，根据公式2，可计算出折射波速，此时混凝土波速等于折射波速。
Figure GDA0002558811440000032
式中：ΔS2为位置X0之后的道间距，Δt2为位置X0之后的相邻检波器之间首波初至时差。
在沥青层表面沿直线等间距布设若干检波点，通过检波器测得沥青层波速Vas，混凝土波速V，以及直达波与折射波同时出现的位置X0，如图1所示。根据公式3计算走时校正量Δt。
Figure GDA0002558811440000033
式中：Δt为走时校正量；V为混凝土波速；Vas为沥青层波速；h为沥青层厚度。

Claims (1)

1.一种用于服役桥梁强度检测中去除沥青路面影响的方法，包括检波器和声波CT，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在沥青路面上平行于梁板放置测量尺，每隔5cm安置一个检波器，坐标设置为5,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60,65,70,75,80，共放置16只检波器；
(2)在偏离第一个检波器，距离分别5,20,30,40,50cm，坐标设置为0,-15,-25,-35,-45，每个坐标点用锤子敲击进行资料采集；
(3)通过钻孔测出沥青层厚度h；
(4)找到直达波与折射波同时出现的位置X0；
(5)通过声波CT分别测得 X0之前的首波初至时差Δt1和X0之后的首波初至时差Δt2，通过测量尺测量位置X0之前的道间距ΔS1和位置X0之后的道间距ΔS2；
(6)将步骤(5)中测得的数据分别带入
Figure FDA0002558811430000011
Figure FDA0002558811430000012
计算出直达波速Vas和折射波速V，此时沥青层波速等于直达波速，混凝土波速等于折射波速；
(7)通过步骤(6)中得到沥青层的波速Vas和混凝土的波速V；
(8)将上述各变量代入公式3计算走时校正量Δt：
Figure FDA0002558811430000013
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