一、測試的意義和技術(shù)現(xiàn)狀
1、灌漿不密實的危害預(yù)應(yīng)力鋼絞線要在橋梁使用過程中確保長期發(fā)揮作用,達(dá)到設(shè)計要求,孔道壓漿的質(zhì)量效果是重要的影響因素之一。如果壓漿不密實,水和空氣的進(jìn)入使得處于高度張拉狀態(tài)的鋼絞線材料易發(fā)生腐蝕,造成有效預(yù)應(yīng)力降低。嚴(yán)重時,鋼絞線會發(fā)生斷裂,從而極大地影響橋梁的耐久性、安全性。此外,壓漿質(zhì)量缺陷還會導(dǎo)致混凝土應(yīng)力集中,進(jìn)而改變梁體的設(shè)計受力狀態(tài),從而影響橋梁的承載力和使用壽命。 早在20世紀(jì)50年代,瑞士工學(xué)院的R.H.Wvans就對此問題進(jìn)行了研究。該問題真正引起人們足夠重視的是Ynys-y-Gwas橋梁垮塌事故。該橋位于英國威爾士,建于1953年,在沒有受到任何外在沖擊,并且毫無征兆的情況下于1985年2月1日突然倒塌。此外,比利時Schelde河上的一座橋的垮塌,以及建于1957年的美國康涅狄格州的Bissell大橋于1992年炸毀重建,其原因均在于預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕導(dǎo)致橋的安全度下降。 灌漿不密實不僅對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的耐久性有很大的影響,而且對橋梁的即時承載力也有相當(dāng)?shù)挠绊?。王一[6]等人在模型試驗和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上,指出,對于全空管道,其開裂荷載較全密實孔道低10%左右,而最大撓度則可能增加50%。2、灌漿不密實的分級
結(jié)合國外經(jīng)驗與葉見曙、張峰[7]提出的灌漿密實度的分級標(biāo)準(zhǔn),我們建議將灌漿密實度分為如下4級: A級:注漿飽滿或波紋管上部有小蜂窩狀氣泡,與鋼絞線不接觸; B級:波紋管上部有空隙,與鋼絞線不接觸; C級:波紋管上部有空隙,與鋼絞線相接觸; D級:波紋管上部無砂漿,與鋼絞線相接觸并嚴(yán)重缺少砂漿。D級又可細(xì)分為D1、D2和D3級,分別對應(yīng)于大半空、接近全空和全空;3、檢測技術(shù)現(xiàn)狀
長期以來,研究人員開發(fā)了多種方法。按測試所采用的媒介來分,大致可以分為:1) 基于電磁波的檢測方法(如電磁雷達(dá));該方法有許多學(xué)者進(jìn)行了研究。目前,一致的觀點是:
(1) 由于受金屬屏蔽,因此不適合于鐵皮波紋管;
(2) 即使是塑料波紋管或者無管狀況,也不合適于鋼筋密集狀況;
因此,電磁雷達(dá)受鋼筋影響大、適用范圍窄、對缺陷不敏感、測試精度低。
2) 基于超聲波的檢測方法:從理論上,利用灌漿缺陷對波速的影響,采用對測的方法可以檢測灌漿缺陷,國內(nèi)也有學(xué)者從事這方面的研究和實踐。但需要從板的兩側(cè)面對測,而且需要耦合,因此作業(yè)性差,效率很低,難以實用;
3) 基于放射線(X光、伽馬射線、銥192等)的檢測方法:該方法的檢測精度較高,但存在以下明顯的缺點,在國內(nèi)基本上沒有得到應(yīng)用。
(1) 測試設(shè)備復(fù)雜;
(2) 具有放射性;
(3) 需要底片等費用,檢測成本高;
4) 基于沖擊彈性波的檢測方法:該方法被認(rèn)為是最有前途的方法,可分為兩類:
(1) 基于孔道兩端穿透的方法;
(2) 基于反射的沖擊回波法(IE)
我們開發(fā)的灌漿密實度測試方案則是以沖擊彈性波為檢測媒介,綜合了國內(nèi)外以及我們研發(fā)的多種技術(shù),其最大的特點在于既可以快速定性測試,也能夠?qū)τ袉栴}的管道進(jìn)行缺陷定位,從而達(dá)到了測試效率和精度的最優(yōu)化。
4、檢測要求
我國早在1991年的“公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作制度”(交通部工程管理司)中即規(guī)定,在“特殊檢查項目”中,要求“③預(yù)應(yīng)力鋼筋現(xiàn)狀及灌漿管道狀況、空隙情況調(diào)查;”(第二十四條)。 最近,隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步,對灌漿密實度的檢測已被提到議事日程。2012年6月,陜西省交通運輸廳在“陜西省公路建設(shè)工程質(zhì)量工作指導(dǎo)意見”中明確指出,“67.4后張法預(yù)應(yīng)力混凝土必須??,孔道壓漿后須經(jīng)有資質(zhì)和檢測經(jīng)驗的單位進(jìn)行壓漿效果檢測,檢測頻率可按預(yù)制梁數(shù)量的1%進(jìn)行抽檢,現(xiàn)澆梁、剛構(gòu)懸澆梁段按波紋管總數(shù)的1%進(jìn)行抽檢。” 2013年以來,浙江省、甘肅省、陜西省、四川省、重慶市等多地均開展了預(yù)應(yīng)力施工質(zhì)量專項檢查工作,其中,灌漿密實度成為重要的檢查專項。