CN109632961B

CN109632961B - 一种预应力无损检测方法及其装置

Info

Publication number: CN109632961B
Application number: CN201910059224.2A
Authority: CN
Inventors: 朱崇利; 董云
Original assignee: Tongren University
Current assignee: Tongren University
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2021-12-14
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: CN109632961A

Abstract

本发明公开了一种新型的预应力无损检测方法及其装置，属于路桥施工技术领域。本发明利用传感器和激振器，利用科学的计算方法，将桥梁孔道混凝土压浆质量进行准确检测，能有效的对压浆质量进行快速检测，更重要的是，将压浆质量缺陷控制在萌芽状态，进一步做好钢绞线保护，提高桥梁工程质量，操作简单、无破坏性，再结合弹出装置和夹紧装置，将设备稳固的连接在连接件上，并有效提高设备的使用期限及便携性，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

一种预应力无损检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及路桥施工技术领域，尤其涉及一种预应力无损检测方法及其装置。

背景技术

预应力钢绞线要在桥梁使用过程中确保长期发挥作用，达到设计要求，孔道压浆质量是重要的影响因素之一。如果压浆不密实，水和空气的进入极易使处于高度拉张状态的钢绞线材料发生腐蚀，造成有效预应力降低。严重时，钢绞线会发生断裂，从而极大影响桥梁的耐久性、安全性。此外，压浆质量缺陷还会导致混凝土应力集中，进而改变梁体的设计受力状态，从而影响桥梁的承载力和使用寿命，然而，因过去技术不发达，孔道压浆属于隐蔽性工程，压浆是否饱满是否存在缺陷缺少可靠高效的监测手段。因此，随着科学技术的发展，我们提出一种能够无损检测预应力的监测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能高效且无损的预应力检测方法，对桥梁孔道压浆密实度进行检测。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种预应力无损检测方法，包括以下步骤：

S1、对象选取；选取灌浆浇筑完成的桥梁本体，并在预应力梁两端钢绞线露出端上分别固定一个激振传感器；

S2、激振导向器安装；在桥体两端外露的钢绞线上固定安装好激振器，并使得激振导向器尖端部分紧贴钢绞线端面中心部位；

S3、定性检测数据记录；使用打击锤敲击激振器，并分别记录预应力梁两端的检测数据，分析钢绞线的压浆饱满度；

S4、测点标记；根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标记出孔道位置，并沿孔道走向均匀标记测点；

S5、定位检测数据记录；对所述S4中标记的测点依次进行激振，并根据仪器显示数据分别进行记录，得出冲击回拨等效波速法检测数据；

S6、数据分析；将所述S3和S5得到的检测数据进行对比分析，得出孔道压浆饱满度状况以及具体位置。

优选地，所述S1中钢绞线两端露出的纵向、横向波纹管长度小于或等于150M。

优选地，所述S3检测过程中，同时实现全长衰减法、全长波速法和传递函数法数据采集。

优选地，所述全长衰减法在接收端与发射端能量比值越小，表明压浆越密实，在接收端与发射端能量比值越大，表明压浆越松散。

优选地，所述全长波速法通过钢绞线弹性波传播时间和钢绞线距离得出弹性波经过钢绞线的波速，通过波速的变化来判断预应力管道压浆饱满度情况。

优选地，所述传递函数法通过在预应力梁的一端激振，当接收端产生高频振荡现象，表明管道压浆存在不密实情况。

优选地，所述S5中冲击回波等效波速法，在检测到压浆存在缺陷时，激振的弹性波会在缺陷处产生反射，根据弹性波反射信号及等效速度可以推断出压浆缺陷的类型和规模大小。

一种预应力无损检测装置，应用于一种预应力无损检测方法，包括防护壳体和传感器本体，还包括弹出装置；所述的防护壳体左侧面下端框体设置有充电接口，所述的防护壳体左侧面边框上下端均设置有槽口，所述的传感器本体在各拐角处通过拧紧螺栓固定安装在防护壳体内部，所述的传感器本体正表面自上而下分别固定连接有液晶显示屏、控制面板和蓄电池组，所述的传感器本体右下角设置有控制器，所述的液晶显示屏和控制面板均贯穿防护壳体正表面固定安装在传感器正表面，所述的防护壳体右侧面内部固定连接有弹出装置，所述的防护壳体右侧面上下边框均设置有齿轮槽。

优选地，所述的弹出装置包括固定杆和转动齿轮，所述的固定杆右端与防护框体内部右侧面框体固定连接，所述的固定杆左端通过转动轴固定连接有转动齿轮，所述的转动齿轮远离圆心上下齿轮边均啮合连接有从动齿轮，所述的从动齿轮底面固定连接有传动杆，所述的传动杆另一端与移动齿轮侧面中部固定连接，所述的移动齿轮与齿轮槽相匹配，所述的传动杆中部固定连接有夹紧装置，所述的夹紧装置与槽口相匹配。通过设置弹出装置可以实现夹紧装置灵活的伸缩，便于携带，收纳表面体积。

优选地，所述的夹紧装置包括连接杆和圆形环，所述的连接杆左端与传动杆中部固定连接，所述的连接杆右端与圆形环表面固定连接，所述的圆形环远离圆心上下表面均螺纹连接有调节螺栓，所述的调节螺栓深入圆形环内部一端固定连接有弧形夹片，所述的弧形夹片内侧面设置有螺纹线圈。通过设置夹紧装置可以将设备紧紧的固定在连接件上，防止意外震动导致滑落，造成损坏。

与现有技术相比，本发明提供了一种预应力无损检测方法及其装置，具备以下有益效果：

（1）该预应力无损检测方法，具有操作简单、无破坏性、检测时间段、设备先进、定位准确等特点，更重要的是，将压浆质量缺陷控制在萌芽状态，进一步做好钢绞线保护，提高桥梁工程质量，提高安全性和桥梁耐久性具有巨大的社会效益和经济效益；

（2）该预应力无损检测方法及其装置，传感器本体的各拐角处均通过拧紧螺栓固定连接在防护壳体内部，在防护壳体是左侧下边框设置有充电接口，安装在防护壳体内部的蓄电池组进行电量存储，以供应急用电，保证设备的正常使用，液晶显示屏用于对检测数据进行查看分析，通过控制面板进行数据编辑操作，并控制弹出装置的弹出与收纳，其中，当需要将设备固定时，启动电机带动转动齿轮转动，在转动齿轮转动同时带动其上下方位的从动齿轮转动，从动齿轮带动传动杆旋转，最终，安装在传动杆另一端的移动齿轮与齿轮槽的啮合连接，推动夹紧装置通过槽口伸出防护壳体内部，再将夹紧装置稳固固定在连接件上，通过将传感器设置在防护壳体内部，可以有效保护其使用时长，防止其因意外摔落而损坏，同时，通过设置伸缩自如的弹出结构可以有效减少设备体积，提高便携性，方便随身携带；

（3）该预应力无损检测方法及其装置，通过控制面板将弹出装置伸出保护壳体内部后，夹紧装置也随之伸出，其中，连接杆固定连接在圆形环的表面，先拧动调节螺栓，使得安装在调节螺栓内部一端的弧形夹片之间间距逐渐拉开，将其套在连接件上，再拧动调节螺栓使得弧形夹片之间间距逐渐缩小，直至无法拧动为止，此时，夹紧装置便牢牢固定在连接件上，此固定方式结构简单、操作方便，能够自由调节弧形夹片之间的间距以适应不同连接件的粗细，适用性更广。

该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明通过设置传感器和激振器，再结合弹出装置和夹紧装置，将设备稳固的连接在连接件上，通过激振器和传感器的相互作用，能有效的对压浆质量进行快速检测，操作简单、无破坏性，具有良好的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为本发明提出的一种预应力无损检测装置的传感器与防护壳体连接结构示意图；

图2为本发明提出的一种预应力无损检测装置的弹出装置结构示意图；

图3为本发明提出的一种预应力无损检测装置的夹紧装置结构示意图。

图中：1、防护壳体；2、拧紧螺栓；3、液晶显示屏；4、控制面板；5、充电接口；6、蓄电池组；7、控制器；8、弹出装置；9、槽口；10、传感器本体；11、固定杆；12、夹紧装置；13、移动齿轮；14、传动杆；15、转动齿轮；16、转动轴；17、从动齿轮；18、连接杆；19、齿轮槽；20、圆形环；21、弧形夹片；22、调节螺栓。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：一种预应力无损检测方法，包括以下步骤：

S5、定位检测数据记录；对S4中标记的测点依次进行激振，并根据仪器显示数据分别进行记录，得出冲击回拨等效波速法检测数据；

S6、数据分析；将S3和S5得到的检测数据进行对比分析，得出孔道压浆饱满度状况以及具体位置。

S1中钢绞线两端露出的纵向、横向波纹管长度小于或等于150M。

S3检测过程中，同时实现全长衰减法、全长波速法和传递函数法数据采集。

全长衰减法在接收端与发射端能量比值越小，表明压浆越密实，在接收端与发射端能量比值越大，表明压浆越松散。

全长波速法通过钢绞线弹性波传播时间和钢绞线距离得出弹性波经过钢绞线的波速，通过波速的变化来判断预应力管道压浆饱满度情况。

传递函数法通过在预应力梁的一端激振，当接收端产生高频振荡现象，表明管道压浆存在不密实情况。

S5中冲击回波等效波速法，在检测到压浆存在缺陷时，激振的弹性波会在缺陷处产生反射，根据弹性波反射信号及等效速度可以推断出压浆缺陷的类型和规模大小。

本检测技术具有操作简单、无破坏性、检测时间段、设备先进、定位准确等特点，更重要的是，将压浆质量缺陷控制在萌芽状态，进一步做好钢绞线保护，提高桥梁工程质量，提高安全性和桥梁耐久性具有巨大的社会效益和经济效益。

实施例2：参照图1-2，结合实施例1的基础又有所不同的是，一种预应力无损检测装置，应用于一种预应力无损检测方法，包括防护壳体1和传感器本体10，还包括弹出装置8；防护壳体1左侧面下端框体设置有充电接口5，防护壳体1左侧面边框上下端均设置有槽口9，传感器本体1在各拐角处通过拧紧螺栓2固定安装在防护壳体1内部，传感器本体1正表面自上而下分别固定连接有液晶显示屏3、控制面板4和蓄电池组6，传感器本体1右下角设置有控制器7，液晶显示屏3和控制面板4均贯穿防护壳体1正表面固定安装在传感器10正表面，防护壳体1右侧面内部固定连接有弹出装置8，防护壳体1右侧面上下边框均设置有齿轮槽19。

弹出装置8包括固定杆11和转动齿轮15，固定杆11右端与防护框体1内部右侧面框体固定连接，固定杆11左端通过转动轴16固定连接有转动齿轮15，转动齿轮15远离圆心上下齿轮边均啮合连接有从动齿轮17，从动齿轮17底面固定连接有传动杆14，传动杆14另一端与移动齿轮13侧面中部固定连接，移动齿轮13与齿轮槽19相匹配，传动杆14中部固定连接有夹紧装置12，夹紧装置12与槽口9相匹配。

传感器本体10的各拐角处均通过拧紧螺栓2固定连接在防护壳体1内部，在防护壳体1是左侧下边框设置有充电接口5，安装在防护壳体1内部的蓄电池组6进行电量存储，以供应急用电，保证设备的正常使用，液晶显示屏3用于对检测数据进行查看分析，通过控制面板4进行数据编辑操作，并控制弹出装置8的弹出与收纳，其中，当需要将设备固定时，启动电机带动转动齿轮15转动，在转动齿轮15转动同时带动其上下方位的从动齿轮17转动，从动齿轮17带动传动杆14旋转，最终，安装在传动杆14另一端的移动齿轮13与齿轮槽19的啮合连接，推动夹紧装置12通过槽口9伸出防护壳体1内部，再将夹紧装置12紧紧固定在连接件上，通过将传感器设置在防护壳体1内部，可以有效保护其使用时长，防止其因意外摔落而损坏，同时，通过伸缩自如的弹出结构8可以有效减少设备体积，提高便携性，方便随身携带。

实时例3：参照图3，结合实施例2的基础又有所不同的是，夹紧装置12包括连接杆18和圆形环20，连接杆18左端与传动杆14中部固定连接，连接杆18右端与圆形环20表面固定连接，圆形环20远离圆心上下表面均螺纹连接有调节螺栓22，调节螺栓22深入圆形环20内部一端固定连接有弧形夹片21，弧形夹片21内侧面设置有螺纹线圈。

通过控制面板4将弹出装置8伸出保护壳体1内部后，夹紧装置12也随之伸出，其中，连接杆18固定连接在圆形环20的表面，先拧动调节螺栓22，使得安装在调节螺栓22内部一端的弧形夹片21之间间距逐渐拉开，将其套在连接件上，再拧动调节螺栓22使得弧形夹片21之间间距逐渐缩小，直至无法拧动为止，此时，夹紧装置12便牢牢固定在连接件上，此固定方式结构简单、操作方便，能够自由调节弧形夹片21之间的间距以适应不同连接件的粗细，适用性更广。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种预应力无损检测装置，包括防护壳体（1）和传感器本体（10），其特征在于：还包括弹出装置（8）；所述的防护壳体（1）左侧面下端框体设置有充电接口（5），所述的防护壳体（1）左侧面边框上下端均设置有槽口（9），所述的传感器本体（1）在各拐角处通过拧紧螺栓（2）固定安装在防护壳体（1）内部，所述的传感器本体（1）正表面自上而下分别固定连接有液晶显示屏（3）、控制面板（4）和蓄电池组（6），所述的传感器本体（1）右下角设置有控制器（7），所述的液晶显示屏（3）和控制面板（4）均贯穿防护壳体（1）正表面固定安装在传感器（10）正表面，所述的防护壳体（1）右侧面内部固定连接有弹出装置（8），所述的防护壳体（1）右侧面上下边框均设置有齿轮槽（19）；

所述的弹出装置（8）包括固定杆（11）和转动齿轮（15），所述的固定杆（11）右端与防护框体（1）内部右侧面框体固定连接，所述的固定杆（11）左端通过转动轴（16）固定连接有转动齿轮（15），所述的转动齿轮（15）远离圆心上下齿轮边均啮合连接有从动齿轮（17），所述的从动齿轮（17）底面固定连接有传动杆（14），所述的传动杆（14）另一端与移动齿轮（13）侧面中部固定连接，所述的移动齿轮（13）与齿轮槽（19）相匹配，所述的传动杆（14）中部固定连接有夹紧装置（12），所述的夹紧装置（12）与槽口（9）相匹配；

所述的夹紧装置（12）包括连接杆（18）和圆形环（20），所述的连接杆（18）左端与传动杆（14）中部固定连接，所述的连接杆（18）右端与圆形环（20）表面固定连接，所述的圆形环（20）远离圆心上下表面均螺纹连接有调节螺栓（22），所述的调节螺栓（22）深入圆形环（20）内部一端固定连接有弧形夹片（21），所述的弧形夹片（21）内侧面设置有螺纹线圈。

2.一种采用权利要求1所述的检测装置进行的预应力无损检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述S1中钢绞线两端露出的纵向、横向波纹管长度小于或等于150M。

4.根据权利要求2所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述S3检测过程中，同时实现全长衰减法、全长波速法和传递函数法数据采集。

5.根据权利要求4所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述全长衰减法在接收端与发射端能量比值越小，表明压浆越密实，在接收端与发射端能量比值越大，表明压浆越松散。

6.根据权利要求4所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述全长波速法通过钢绞线弹性波传播时间和钢绞线距离得出弹性波经过钢绞线的波速，通过波速的变化来判断预应力管道压浆饱满度情况。

7.根据权利要求4所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述传递函数法通过在预应力梁的一端激振，当接收端产生高频振荡现象，表明管道压浆存在不密实情况。

8.根据权利要求2所述的一种预应力无损检测方法，其特征在于：所述S5中冲击回波等效波速法，在检测到压浆存在缺陷时，激振的弹性波会在缺陷处产生反射，根据弹性波反射信号及等效速度可以推断出压浆缺陷的类型和规模大小。