CN116223782A - 一种孔道注浆质量检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于工程建设质量检测技术领域，公开了一种孔道注浆质量检测装置及检测方法，该装置包括压浆机，压力计，流量计，孔道注浆质量智能测试仪，预应力混凝土梁，预应力孔道和内埋式传感器链条；预应力孔道的一端设有注浆管道；内埋式传感器链条包括链条和设于链条上的若干个压力传感器；压浆机、流量计、压力计和注浆管道依次连接；流量计用于获取浆液的流量值；压力计用于获取浆液的浆液压力值；压力传感器用于获取预应力孔道中的浆液的实测压力值；孔道注浆质量智能测试仪用于根据流量值、浆液压力值、注浆时间和多个实测压力值计算多个注浆质量等级。本申请实现了对孔道注浆质量的实时检测和控制，同时提高了孔道注浆质量的检测精度。
Description
技术领域
本申请涉及工程建设质量检测技术领域，尤其涉及一种孔道注浆质量检测装置及检测方法。
背景技术
预应力混凝土桥梁的注浆密实度直接影响到桥梁的耐久性与安全性。存在空泡不密实容易导致水与空气、导致钢丝线腐蚀，使混凝土桥梁的有效预应力降低、严重时发生断裂，从而影响到桥梁的健康及使用寿命。多年来已先后开发了多种注浆密实度无损检测方法，如电磁波法（不适用于金属波纹管）、超声波法（不适于钢筋本身有缺陷使用）、放射性法（成本高，需底片，有放射性环境）等，目前公认为最快捷、准确能定性，定位的是冲击弹性波法。在锚索两端进行激振与检测，定性测试，于横向敲击定位测试。该法已有专门仪器生产厂提供设备，并被多省建立技术规程。
但上述方法，除需大量人工现场操作费时费力外，还需在注浆料灌成后固化达材料强度80%以上才能进行密实检测，均属于工后检测手段，难以在注浆过程中进行质量控制。且基于机械波法的孔道注浆缺陷检测技术（例如冲击回波法）检测精度或准确度不高，很容易造成误判。
因此，现有的注浆质量无损检测技术存在因属于工后检测，难以在工程中对质量进行控制并且质量检测精度低的问题。
发明内容
本申请提供了一种孔道注浆质量检测装置及检测方法，能够实时检测注浆质量，从而实现了注浆工程质量的实时控制，同时提高了孔道注浆质量的检测精度。
第一方面，本申请实施例提供了一种孔道注浆质量检测装置，该装置包括压浆机，压力计，流量计，孔道注浆质量智能测试仪，预应力混凝土梁，贯穿于预应力混凝土梁的预应力孔道，设于预应力孔道中的内埋式传感器链条；
预应力孔道的一端设有注浆管道，另一端设有出浆管道；
内埋式传感器链条包括链条和设于链条上的若干个压力传感器，若干个压力传感器通过链条依次连接，链条的一端与孔道注浆质量智能测试仪连接；
压浆机、流量计、压力计和预应力孔道的注浆管道依次连接，流量计和压力计分别与孔道注浆质量智能测试仪连接；
压浆机用于通过依次连接的流量计、压力计和注浆管道，将浆液输送到预应力孔道中；
流量计用于获取压浆机输送浆液的流量值；
压力计用于获取浆液的浆液压力值；
压力传感器用于获取预应力孔道中的浆液的实测压力值；
孔道注浆质量智能测试仪用于根据流量值、浆液压力值、注浆时间和多个实测压力值计算多个注浆质量等级。
进一步的，链条为二芯电缆；压力传感器包括互相连接的压力检测元件和信号调节电路，压力传感器的信号调节电路与相邻压力传感器的压力检测元件通过二芯电缆连接；
压力检测元件用于将预应力孔道内的浆液的真实压力值转换为压力电信号；
信号调节电路用于放大压力电信号，得到实测压力值。
进一步的，链条还与无线终端互相连接；
无线终端用于将多个实测压力值无线发送至用户终端。
进一步的，压力检测元件为半导体压力芯片。
进一步的，压力检测元件为MoS2薄膜元件。
进一步的，设于链条上的若干个压力传感器在链条上的位置是可调节的。
进一步的，孔道注浆质量智能测试仪包括数据获取模块、体积分析模块、压力分析模块、综合评价模块；
数据获取模块用于获取注浆时间、理论注浆体积、流量计获取的浆液的流量值、压力计获取的浆液压力值和多个压力传感器获取的多个实测压力值；
体积分析模块用于根据流量值、注浆时间和理论注浆体积得到注浆体积比，根据注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态；
压力分析模块用于根据浆液压力值和多个实测压力值得到多个注浆压力比，还用于根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个注浆压力比获得各注浆压力比对应的注浆压力状态；
综合评价模块用于根据注浆饱满度状态和多个注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个注浆质量等级对应的若干个实测压力值作为若干个异常压力值，获取各异常压力值对应的压力传感器的编号。
进一步的，孔道注浆质量智能测试仪还包括存储模块，存储模块用于存储饱满度状态、多个注浆压力状态、多个注浆质量等级、多个异常压力值以及各异常压力值对应的压力传感器的编号。
第二方面，本申请实施例提供了一种孔道注浆质量检测方法，该方法应用于上述任一项实施例中的孔道注浆质量智能测试仪，该方法包括：
获取注浆时间、理论注浆体积、流量计获取的浆液的流量值、压力计获取的浆液压力值和多个压力传感器获取的多个实测压力值；
根据流量值、注浆时间和理论注浆体积得到注浆体积比，根据注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态；
根据浆液压力值和多个实测压力值得到多个注浆压力比，根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个注浆压力比获得各注浆压力比对应的注浆压力状态；
根据注浆饱满度状态和多个注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个注浆质量等级对应的若干个实测压力值作为若干个异常压力值，获取各异常压力值对应的压力传感器的编号。
进一步的，第一预设体积阈值大于0.93且小于0.97，第二预设体积阈值大于0.83且小于0.87，第一预设压力阈值大于0.92且小于0.98，第二预设压力阈值大于0.82且小于0.88。
综上，与现有技术相比，本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本申请实施例提供的一种孔道注浆质量检测装置，通过外带的压力计、流量计和设置于预应力孔道内的内埋式传感器链条对注入进预应力孔道内的浆液进行流量和压力检测，能够对注浆过程进行实时质量检测，即边注浆边检测，而非是如现有技术一般在注浆完成并等到注浆料凝固后再检测，有助于工作人员实现对注浆工程的实时质量控制；并且因为多个压力传感器能够更精准的针对预应力孔道内的多个测点进行压力检测，避免了因未检测预应力孔道内的某些位置导致的注浆质量检测结果不全面、不精确，大大提高了注浆质量检测的精准度。
附图说明
图1为本申请一个示例性实施例提供的一种孔道注浆质量检测装置的结构示意图。
图2为本申请一个示例性实施例提供的内埋式传感器链条的结构示意图。
图3为本申请一个示例性实施例提供的孔道注浆质量智能测试仪的结构示意图。
图4为本申请一个示例性实施例提供的一种孔道注浆质量检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参见图1和图2，本申请实施例提供了一种孔道注浆质量检测装置，该装置包括压浆机01，压力计02，流量计03，孔道注浆质量智能测试仪04，预应力混凝土梁05，贯穿于预应力混凝土梁05的预应力孔道06，设于预应力孔道06中的内埋式传感器链条07。
预应力孔道06的一端设有注浆管道61，另一端设有出浆管道62。
内埋式传感器链条07包括链条71和设于链条上的若干个压力传感器72，若干个压力传感器72通过链条71依次连接，链条71的一端与孔道注浆质量智能测试仪04连接。
其中，预应力混凝土梁05的类型不限于T型梁、箱梁、
型梁等形式，且其结构形式也不限于预制预应力梁、现浇预应力简支梁、现浇预应力连续梁等。预应力孔道06形式不受图1中所示形状的限制，预应力孔道06可以为抛物线、S型曲线、直线等孔道形式。
具体地，预应力混凝土梁05的制作过程是：先搭钢筋笼，钢筋笼里面埋设预应力孔道06。预应力孔道06的材质通常是钢波纹管。注浆管道61、出浆管道62固定在钢筋笼两侧，和预应力孔道06连通。在预应力孔道06内预埋入内埋式传感器链条07，其两端从钢筋笼的两端引出。然后，浇筑混凝土，待混凝土凝固后即形成预应力混凝土梁05。此时，预应力孔道06内没有混凝土或浆料，内埋式传感器链条07是预先放置在里面的。然后，在预应力孔道06内穿进去预应力钢绞线，张拉预应力筋，两端用夹片和锚具固定。
压浆机01、流量计03、压力计02和预应力孔道06的注浆管道61依次连接，流量计03和压力计02分别与孔道注浆质量智能测试仪04连接。
压浆机01用于通过依次连接的流量计03、压力计02和注浆管道61，将浆液输送到预应力孔道06中；流量计03用于获取压浆机01输送浆液的流量值；压力计02用于获取浆液的浆液压力值；压力传感器72用于获取预应力孔道06中的浆液的实测压力值。
孔道注浆质量智能测试仪04用于根据流量值、浆液压力值、注浆时间和多个实测压力值计算多个注浆质量等级。
上述实施例中提供的一种孔道注浆质量检测装置，通过外带的压力计02、流量计03和设置于预应力孔道06内的内埋式传感器链条07对注入进预应力孔道06内的浆液进行流量和压力检测，能够对注浆过程进行实时质量检测，即边注浆边检测，而非是如现有技术一般在注浆完成并等到注浆料凝固后再检测，有助于工作人员实现对注浆工程的实时质量控制；并且因为多个压力传感器72能够更精准的针对预应力孔道06内的多个测点进行压力检测，避免了因未检测预应力孔道06内的某些位置导致的注浆质量检测结果不全面、不精确，大大提高了注浆质量检测的精准度。
请参见图2，在一些实施例中，链条71为二芯电缆；压力传感器72包括互相连接的压力检测元件721和信号调节电路722，压力传感器72的信号调节电路722与相邻压力传感器72的压力检测元件721通过二芯电缆连接。
压力检测元件721用于将预应力孔道06内的浆液的真实压力值转换为压力电信号；信号调节电路722用于放大压力电信号，得到实测压力值。
具体地，压力检测元件721为圆筒形，能够进行360度全方位的压力检测。
上述实施例通过信号调节电路722对压力检测元件721收到压力产生的电信号进行放大，根据放大调节后的电信号得到实测压力值，同时将压力检测元件721设为圆筒形，实现了对预应力孔道06内的浆液压力进行全方位的检测，使得压力传感器72获取的实测压力值更准确。
在一些实施例中，链条71还与无线终端73互相连接。
无线终端73用于将多个实测压力值无线发送至用户终端。
具体地，无线终端73由终端仪表和4G网关组成，既可以将多个实测压力值显示在终端仪表上，也可以通过无线网络发送至用户终端。
上述实施例通过将多个实测压力值无线发送给用户终端，无需用户现场进行操作和检测，有效节省了人力和时间，有助于工作人员远程检测注浆质量。
在一些实施例中，压力检测元件721为半导体压力芯片。
上述实施例中的半导体压力芯片的精度可达（0.5~1.5）%FS，采用半导体压力芯片可有效提高对预应力孔道06内浆液压力的检测精度，进一步提高了注浆质量检测结果的精准性。
在一些实施例中，压力检测元件721为MoS2薄膜元件。
在具体实施过程中，体积过大的压力检测元件721不容易多点分布设置且容易发生损坏。上述实施例给出的MoS2薄膜元件厚约0.4mm，非常微小，非常方便集成设置。
在一些实施例中，设于链条上的若干个压力传感器72在链条71上的位置是可调节的。
在具体实施过程中，压力传感器72的数量和位置分布可以根据预应力孔道06的长度、孔道形态、注浆管道61和出浆管道62的位置等信息来确定。对于预应力孔道06位置相对较高的锚头两端、负弯矩处、起弯点处以及其它易出现注浆缺陷位置，测点宜适当密布。
上述实施例通过将链条上的多个压力传感器72的位置设置为可调节的，实现了对预应力孔道06中易出现缺陷位置的精确检测，使得注浆质量检测结果也更加精准。
请参见图3，在一些实施例中，孔道注浆质量智能测试仪04包括数据获取模块401、体积分析模块402、压力分析模块403、综合评价模块404；
数据获取模块401用于获取注浆时间、理论注浆体积、流量计03获取的浆液的流量值、压力计02获取的浆液压力值和多个压力传感器72获取的多个实测压力值。
体积分析模块402用于根据流量值、注浆时间和理论注浆体积得到注浆体积比，根据注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态。
其中，注浆时间为从开始注浆到检测时经过的时间，理论注浆体积为该注浆工程在理论上经过上述注浆时间应当有的注浆体积。
此时，可以令第一预设体积阈值为0.95，第二预设体积阈值为0.85。
具体地，先将流量值和注浆时间相乘，得到实测注浆体积，用实测注浆体积除以理论注浆体积得到注浆体积比
，再根据下表判断注浆饱满度状态。
压力分析模块403用于根据浆液压力值和多个实测压力值得到多个注浆压力比，还用于根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个注浆压力比获得各注浆压力比对应的注浆压力状态。此时，可以令第一预设压力阈值为0.95，第二预设压力阈值为0.85。
具体地，各个压力测点处的实测压力值Pm,i除以压力计获取的浆液压力值Pe，得到一系列注浆压力比
。i表示该压力测点的编号，例如：i=1，则Pm,i则表示第一个压力测点处的实测压力值，/>
则表示第一个压力测点处的注浆压力比，根据下表判定注浆压力状态。
综合评价模块404用于根据注浆饱满度状态和多个注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个注浆质量等级对应的若干个实测压力值作为若干个异常压力值，获取各异常压力值对应的压力传感器72的编号。
其中，压力传感器72的编号可以是压力测点的编号，在此不做限定，只要能够帮助工作人员根据异常压力值找到对应发生异常注浆的位置即可。
具体地，注浆质量等级由下表可得。
其中，预设合格等级为II（良），即注浆质量等级为III（不合格）的测点的压力值会被作为异常压力值，其对应的压力传感器72的编号也会被提取出来显示在孔道注浆质量智能测试仪04上，工作人员即可根据异常压力值和该编号找到异常注浆的位置进行补救措施。
上述实施例通过获取的流量值、浆液压力值和多个实测值对多个测点的注浆质量进行检测，有效提高了对整个注浆工程质量检测的准确性，并且在检测完成后，将不合格的信息筛选出来，有助于工作人员对不合格的地方进行补救，实现了实时的检测和质量改进。
在一些实施例中，孔道注浆质量智能测试仪04还包括存储模块，存储模块用于存储饱满度状态、多个注浆压力状态、多个注浆质量等级、多个异常压力值以及各异常压力值对应的压力传感器72的编号。
在具体实施过程中，还可额外记录存储工程名称、施工对象信息、预应力孔道06编号、预应力孔道06信息、检测人员信息等内容。
上述实施例通过对注浆质量检测过程中的数据进行存储，能够帮助工作人员总结过往经验，判断容易发生注浆问题、缺陷的地方，从而预先做好排查，提高注浆工程质量。
请参见图4，在一些实施例中，本申请另一实施例提供了一种孔道注浆质量检测方法，该方法应用于上述任一项实施例中的孔道注浆质量智能测试仪，该方法包括：
步骤S1，获取注浆时间、理论注浆体积、流量计获取的浆液的流量值、压力计获取的浆液压力值和多个压力传感器获取的多个实测压力值。
步骤S2，根据流量值、注浆时间和理论注浆体积得到注浆体积比，根据注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态。
步骤S3，根据浆液压力值和多个实测压力值得到多个注浆压力比，根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个注浆压力比获得各注浆压力比对应的注浆压力状态。
步骤S4，根据注浆饱满度状态和多个注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个注浆质量等级对应的若干个实测压力值作为若干个异常压力值，获取各异常压力值对应的压力传感器的编号。
在一些实施例中，第一预设体积阈值大于0.93且小于0.97，第二预设体积阈值大于0.83且小于0.87，第一预设压力阈值大于0.92且小于0.98，第二预设压力阈值大于0.82且小于0.88。上述实施例通过获取的流量值、浆液压力值和多个实测值对多个测点的注浆质量进行检测，有效提高了对整个注浆工程质量检测的准确性，并且在检测完成后，将不合格的信息筛选出来，有助于工作人员对不合格的地方进行补救，实现了实时的检测和质量改进。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种孔道注浆质量检测装置，其特征在于，所述装置包括压浆机，压力计，流量计，孔道注浆质量智能测试仪，预应力混凝土梁，贯穿于所述预应力混凝土梁的预应力孔道，设于所述预应力孔道中的内埋式传感器链条；
所述预应力孔道的一端设有注浆管道，另一端设有出浆管道；
所述内埋式传感器链条包括链条和设于所述链条上的若干个压力传感器，若干个所述压力传感器通过所述链条依次连接，所述链条的一端与所述孔道注浆质量智能测试仪连接；
所述压浆机、所述流量计、所述压力计和所述预应力孔道的所述注浆管道依次连接，所述流量计和所述压力计分别与所述孔道注浆质量智能测试仪连接；
所述压浆机用于通过依次连接的所述流量计、所述压力计和所述注浆管道，将浆液输送到所述预应力孔道中；
所述流量计用于获取所述压浆机输送所述浆液的流量值；
所述压力计用于获取所述浆液的浆液压力值；
所述压力传感器用于获取所述预应力孔道中的所述浆液的实测压力值；
所述孔道注浆质量智能测试仪用于根据所述流量值、所述浆液压力值、注浆时间和多个所述实测压力值计算多个注浆质量等级。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述链条为二芯电缆；
所述压力传感器包括互相连接的压力检测元件和信号调节电路，所述压力传感器的所述信号调节电路与相邻压力传感器的所述压力检测元件通过所述二芯电缆连接；
所述压力检测元件用于将所述预应力孔道内的所述浆液的真实压力值转换为压力电信号；
所述信号调节电路用于放大所述压力电信号，得到所述实测压力值。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述链条还与无线终端互相连接；
所述无线终端用于将多个实测压力值无线发送至用户终端。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力检测元件为半导体压力芯片。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力检测元件为MoS2薄膜元件。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设于所述链条上的若干个所述压力传感器在所述链条上的位置是可调节的。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述孔道注浆质量智能测试仪包括数据获取模块、体积分析模块、压力分析模块、综合评价模块；
所述数据获取模块用于获取注浆时间、理论注浆体积、所述流量计获取的所述浆液的流量值、所述压力计获取的所述浆液压力值和多个压力传感器获取的多个所述实测压力值；
所述体积分析模块用于根据所述流量值、所述注浆时间和所述理论注浆体积得到注浆体积比，根据所述注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态；
所述压力分析模块用于根据所述浆液压力值和多个所述实测压力值得到多个注浆压力比，还用于根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个所述注浆压力比获得各所述注浆压力比对应的注浆压力状态；
所述综合评价模块用于根据所述注浆饱满度状态和多个所述注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个所述注浆质量等级对应的若干个所述实测压力值作为若干个异常压力值，获取各所述异常压力值对应的所述压力传感器的编号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述孔道注浆质量智能测试仪还包括存储模块，所述存储模块用于存储所述饱满度状态、多个所述注浆压力状态、多个所述注浆质量等级、多个异常压力值以及各所述异常压力值对应的所述压力传感器的编号。
9.一种孔道注浆质量检测方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的孔道注浆质量智能测试仪，其特征在于，所述方法包括：
获取注浆时间、理论注浆体积、所述流量计获取的所述浆液的流量值、所述压力计获取的所述浆液压力值和多个压力传感器获取的多个所述实测压力值；
根据所述流量值、所述注浆时间和所述理论注浆体积得到注浆体积比，根据所述注浆体积比、第一预设体积阈值和第二预设体积阈值获得注浆饱满度状态；
根据所述浆液压力值和多个所述实测压力值得到多个注浆压力比，根据第一预设压力阈值、第二预设压力阈值和多个所述注浆压力比获得各所述注浆压力比对应的注浆压力状态；
根据所述注浆饱满度状态和多个所述注浆压力状态得到多个注浆质量等级，将低于预设合格等级的若干个所述注浆质量等级对应的若干个所述实测压力值作为若干个异常压力值，获取各所述异常压力值对应的所述压力传感器的编号。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一预设体积阈值大于0.93且小于0.97，所述第二预设体积阈值大于0.83且小于0.87，所述第一预设压力阈值大于0.92且小于0.98，所述第二预设压力阈值大于0.82且小于0.88。
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