CN219625415U - 一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统，涉及工程结构检测技术领域。该预应力孔道注浆缺陷检测装置包括波纹管、光纤传感器和注浆缺陷检测机构；波纹管内壁设置有波纹凹槽；光纤传感器包括加热丝和传感光纤，加热丝沿传感光纤缠绕布置，且光纤传感器沿波纹管内壁的波纹凹槽旋转布置；注浆缺陷检测机构与光纤传感器连接，注浆缺陷检测机构用于给加热丝加热，以及采集光纤传感器测量的温度数据，并通过温度数据获得预应力孔道的注浆缺陷结果。该预应力孔道注浆缺陷检测装置可以通过水化热和加热法两种手段，实现预应力混凝土梁孔道注浆缺陷的检测，提高预应力孔道注浆检测的准确性的技术效果。

Description

一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统

技术领域

本申请涉及工程结构检测技术领域，具体而言，涉及一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统。

背景技术

目前，后张拉预应力混凝土桥梁具有跨度长、质量小、整体性好等优点，近年来在公路桥梁建设中得到广泛应用。但由于压浆工艺和某些人为因素的影响，预应力孔道经常出现注浆不饱满的现象。在空气和水的作用下，造成预应力钢绞线的腐蚀，进而导致梁体预应力的损失。预应力的损失严重影响结构可靠性，甚至引起结构失效或垮塌。因此，如何在桥梁建设期间对预应力混凝土桥梁孔道进行注浆质量检测，是桥梁行业的痛点，成为了目前国内外工程界亟需解决的问题。

现有技术中，预应力混凝土孔道注浆的无损检测是基于对混凝土无损检测发展起来，现有的无损检测方法研究主要包括：冲击回波法、超声波法(包括超声透射法和超声回波法)、射线照相检测法、探地雷达法以及红外热像法等。当前针对预应力混凝土桥梁孔道注浆质量无损检测技术，仍然存在以下缺点：当前提出的预应力孔道注浆质量检测方法均是属于工后检测手段，或者是针对既有预应力混凝土桥梁，难以在预应力混凝土梁的建造过程中或者注浆料硬化过程中进行质量控制；当前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，容易造成误判，无法实现准确检测。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统，可以通过水化热和加热法两种手段，实现预应力混凝土梁孔道注浆缺陷的检测，提高预应力孔道注浆检测的准确性的技术效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种预应力孔道注浆缺陷检测装置，包括波纹管、光纤传感器和注浆缺陷检测机构；

所述波纹管内壁设置有波纹凹槽；

所述光纤传感器包括加热丝和传感光纤，所述加热丝沿所述传感光纤缠绕布置，且所述光纤传感器沿所述波纹管内壁的波纹凹槽旋转布置；

所述注浆缺陷检测机构与所述光纤传感器连接，所述注浆缺陷检测机构包括加热模块、采集模块和分析模块，所述加热模块用于给加热丝加热，所述采集模块用于采集所述光纤传感器测量的温度数据，所述分析模块用于通过所述温度数据获得所述预应力孔道的注浆缺陷结果。

在上述实现过程中，该预应力孔道注浆缺陷检测装置通过设置光纤传感器，且光纤传感器沿波纹管内壁的波纹凹槽旋转设置，增大光纤传感器在待检测预应力孔道的接触面积；光纤传感器包括加热丝，加热丝用于加热待检测预应力孔道注浆过程中的混凝土，传感光纤用于测量待检测预应力孔道的温度数据，由于空气和混凝土导热系数不同，通过待检测预应力孔道的温度数据可判断待检测预应力孔道内部的混凝土缺陷；从而，该预应力孔道注浆缺陷检测装置可以实现预应力孔道在注浆料硬化过程(水化热反应)中的质量检测，提高预应力孔道注浆检测的准确性的技术效果。

进一步地，所述光纤传感器还包括细管，所述传感光纤布置于所述细管的内部，所述加热丝沿所述细管缠绕布置。

在上述实现过程中，细管用于隔离传感光纤和加热丝，避免传感光纤与加热丝互相干扰，进一步提高预应力孔道注浆检测的准确性。

进一步地，所述光纤传感器还包括护套，所述护套包裹所述加热丝、所述细管和所述传感光纤。

在上述实现过程中，护套用于保护加热丝和传感光纤，避免加热丝、传感光纤与注浆时的混泥土直接接触。

进一步地，所述传感光纤设置有多个检测点，所述采集机构用于采集所述光纤传感器中多个检测点测量的温度数据。

在上述实现过程中，在传感光纤中设置有多个检测点，可以实现对待检测预应力孔道不同位置的精确检测。

第二方面，本申请实施例提供了一种预应力孔道注浆缺陷检测系统，包括如第一方面任一项所述的预应力孔道注浆缺陷检测装置。

本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种预应力孔道注浆缺陷检测装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的波纹管侧面示意图；

图3为本申请实施例提供的光纤传感器的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的光纤传感器的测点布置示意图。

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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

本申请实施例提供了一种预应力孔道注浆缺陷检测装置及系统，可以应用于预应力混凝土孔道的注浆缺陷检测中；该预应力孔道注浆缺陷检测装置通过设置光纤传感器，且光纤传感器沿波纹管内壁的波纹凹槽旋转设置，增大光纤传感器在待检测预应力孔道的接触面积；光纤传感器包括加热丝，加热丝用于加热待检测预应力孔道注浆过程中的混凝土，传感光纤用于测量待检测预应力孔道的温度数据，由于空气和混凝土导热系数不同，通过待检测预应力孔道的温度数据可判断待检测预应力孔道内部的混凝土缺陷；从而，该预应力孔道注浆缺陷检测装置可以通过水化热和加热法两种手段，实现预应力混凝土梁孔道注浆缺陷的检测，提高预应力孔道注浆检测的准确性的技术效果。

请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种预应力孔道注浆缺陷检测装置的结构示意图，图2为本申请实施例提供的波纹管和光纤传感器的结构示意图；该预应力孔道注浆缺陷检测装置包括波纹管101、光纤传感器102和注浆缺陷检测机构103。

示例性地，波纹管101内壁设置有波纹凹槽104。

示例性地，波纹管101可以是常规的桥梁波纹管，且波纹管101的内壁设置有波纹凹槽104，如图2所示。

示例性地，光纤传感器102包括加热丝1023和传感光纤1022，加热丝1023沿传感光纤1022缠绕布置，且光纤传感器沿波纹管101内壁的波纹凹槽104旋转布置。

示例性地，光纤传感器102沿波纹管101的内壁旋转布设，例如，可以是光纤传感器102贴在波纹管101内壁的波纹凹槽104里面；光纤传感器102中加热丝1023用来加热待检测预应力孔道内的混凝土；传感光纤1022用来测量待检测预应力孔道的温度数据。

示例性地，注浆缺陷检测机构103与光纤传感器102连接，所述注浆缺陷检测机构103与所述光纤传感器102连接，所述注浆缺陷检测机构103包括加热模块、采集模块和分析模块，加热模块用于给加热丝1023加热，采集模块用于采集所述光纤传感器102测量的温度数据，分析模块则通过所述温度数据获得所述预应力孔道的注浆缺陷结果。

示例性地，由于空气和混凝土导热系数不同，通过待检测预应力孔道的温度数据可判断待检测预应力孔道内部的混凝土缺陷，即通过温度数据获得预应力孔道的注浆缺陷结果。

在一些实施方式中，该预应力孔道注浆缺陷检测装置通过设置光纤传感器102，且光纤传感器102沿波纹管101内壁的波纹凹槽104旋转设置，增大光纤传感器102在待检测预应力孔道的接触面积；光纤传感器102包括加热丝1023，加热丝1023用于加热待检测预应力孔道注浆过程中的混凝土，传感光纤1022用于测量待检测预应力孔道的温度数据，由于空气和混凝土导热系数不同，通过待检测预应力孔道的温度数据可判断待检测预应力孔道内部的混凝土缺陷；从而，该预应力孔道注浆缺陷检测装置可以实现预应力孔道在注浆过程中的质量检测，提高预应力孔道注浆检测的准确性的技术效果。

请参见图3，图3为本申请实施例提供的光纤传感器的结构示意图。

示例性地，光纤传感器102还包括细管1021，传感光纤1022布置于细管1021的内部，加热丝1023沿细管1021缠绕布置。

示例性地，细管1021用于隔离传感光纤1022和加热丝1023，避免传感光纤1022与加热丝1023互相干扰，进一步提高预应力孔道注浆检测的准确性。

示例性地，光纤传感器102还包括护套1024，护套1024包裹加热丝1023、细管1021和传感光纤1022。

示例性地，护套1024用于保护加热丝1023和传感光纤1022，避免加热丝1023、传感光纤1022与注浆时的混泥土直接接触。

请参见图4，图4为本申请实施例提供的光纤传感器的测点布置示意图。

示例性地，传感光纤1022设置有多个检测点1025，注浆缺陷检测机构103用于采集光纤传感器102中多个检测点1025测量的温度数据。

示例性地，在传感光纤1022中设置有多个检测点1025，相邻的两个检测点1025为一个测区1026(测区1026可以根据检测点1025进行调节)，可以实现对待检测预应力孔道不同位置的精确检测。

在一些实施场景中，本申请实施例提供的预应力孔道注浆缺陷检测装置，是一种基于光纤传感法的预应力孔道注浆缺陷检测设备，包括波纹管101、绕波纹管101内壁旋转布设的光纤传感器102以及注浆缺陷检测机构103；其中：

波纹管101可以是常规桥梁波纹管，内壁有波纹(凹槽，如图2所示)；

光纤传感器102沿波纹管101内壁旋转布设，光纤传感器102中加热丝1023用来加热待检测预应力孔道注浆时的混凝土，传感光纤1022用来测量待检测预应力孔道的温度数据；

注浆缺陷检测机构103用于采集光纤传感器102所测量的温度，空气和混凝土导热系数不同，可以通过温度数据判断待检测预应力孔道内部的混凝土缺陷。

在一些实施场景中，结合图1至图4所示，本申请实施例提供的预应力孔道注浆缺陷检测装置，其对应的检测方法，具体包括以下步骤：

S1：记录工程名称、梁编号、预应力孔道编号、预应力孔道具体位置、检测人员信息等；

S2：在桥梁构件制作阶段，提前将本申请实施例提供的检测设备(带光纤传感器102的波纹管101)代替桥梁中常规波纹管放置，将光纤传感器102的测试端线缆引出来；

S3：注浆前，将光纤传感器102与注浆缺陷检测机构103相连；

S4：注浆后，注浆料混凝土会产生水化热反应，通过测量传感光纤1022的温度数据判断注浆缺陷位置；

S5：注浆料混凝土硬化后，加热加热丝1023，通过测量传感光纤1022的温度数据判断注浆缺陷位置；

S6：针对S4和S5两步骤，当某测点在水化热反应阶段和加热法测试阶段的温度均与所有测点的平均温度相差在20％以上时(此数值建议模糊处理，可在实施例中提一下具体数值)，即可认为该测点有注浆缺陷；

从而，本申请实施例提供的预应力孔道注浆缺陷检测装置，可以实时、准确地对预应力混凝土梁孔道注浆饱满度进行检测和评定，该预应力孔道注浆缺陷检测装置至少包括以下有益效果；

1、本申请通过预埋光纤传感器的方式，能够实现对孔道注浆后混凝土硬化过程的缺陷的实时检测和过程质量控制，因此相对于现有的技术，本申请提供的技术更加可靠准确；

2、光纤传感器线缆内部设置有可调节位置和个数的光纤测点，实现了对预应力孔道不同位置的精确检测，例如对于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缺陷位置，可以密布测点，使得检测区间更加精确；

3、预应力孔道注浆缺陷检测装置是一种集成化的注浆饱满度测试仪，可有效提高检测效率。

可选地，待检测预应力孔道注浆完成后成为预应力混凝土梁；预应力混凝土梁的类型不限于T型梁、箱梁、π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。预应力混凝土梁的孔道形式不受实施例所列示意图的限制，抛物线、S型曲线、直线等孔道形式均在本申请的保护范围。

示例性地，本申请实施例提供了一种预应力孔道注浆缺陷检测系统，包括如图1至图4所示的预应力孔道注浆缺陷检测装置。

在本申请所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本申请实施例不再多加赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本申请实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在本申请的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种预应力孔道注浆缺陷检测装置，其特征在于，包括波纹管、光纤传感器和注浆缺陷检测机构；

所述波纹管内壁设置有波纹凹槽；

所述光纤传感器包括加热丝和传感光纤，所述加热丝沿所述传感光纤缠绕布置，且所述光纤传感器沿所述波纹管内壁的波纹凹槽旋转布置；

所述注浆缺陷检测机构与所述光纤传感器连接，所述注浆缺陷检测机构包括加热模块、采集模块和分析模块，所述加热模块用于给加热丝加热，所述采集模块用于采集所述光纤传感器测量的温度数据，所述分析模块用于通过所述温度数据获得所述预应力孔道的注浆缺陷结果。

2.根据权利要求1所述的预应力孔道注浆缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤传感器还包括细管，所述传感光纤布置于所述细管的内部，所述加热丝沿所述细管缠绕布置。

3.根据权利要求2所述的预应力孔道注浆缺陷检测装置，其特征在于，所述光纤传感器还包括护套，所述护套包裹所述加热丝、所述细管和所述传感光纤。

4.根据权利要求1所述的预应力孔道注浆缺陷检测装置，其特征在于，所述传感光纤设置有多个检测点，所述注浆缺陷检测机构用于采集所述光纤传感器中多个检测点测量的温度数据。

5.一种预应力孔道注浆缺陷检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的预应力孔道注浆缺陷检测装置。