随着我国社会经济的发展,混凝土桥梁建设规模和数量也不断增加,人们对混凝土的质量要求也越来越高,为了使桥梁建设质量进一步提高,检测单位应对混凝土桥梁实施检测,确保桥梁运行安全性。在混凝土桥梁检测过程中,声波检测技术可以对波纹管注浆缺陷以及整体浇筑质量等进行分析。因此,检测单位应以工程实际情况为基础,使用声波检测技术对桥梁进行检测,及时发现结构中的病害并进行处理。
1 混凝土桥梁检测过程中声波检测技术的优势
在混凝土桥梁检测过程中,传统的检测方式不但存在误差较大的问题,还会对桥梁造成伤害。随着科技的发展,声波检测技术越来越成熟,相较于传统检测技术,声波检测技术可以在不破坏桥梁结构的前提下,对潜在问题进行检测,且具有检测误差较小的特点。与此同时,在声波检测技术实际应用过程中,还具有检测成本较低、检测时间较短以及检测工作效率较高等优点。因此,该项检测技术在混凝土桥梁检测过程中应用越来越广泛。通过使用声波检测技术对混凝土桥梁实施检测,可以使检测准确性进一步提高,及时发现混凝土桥梁存在的缺陷,不但可以为混凝土桥梁质量控制提供借鉴,还可以为混凝土桥梁后期保养和维护提供参考。
2 混凝土桥梁结构强度和声波波速的关系
通过对桥梁定期实施检测,不但可以了解桥梁的使用状态,还可以为后续桥梁养护奠定基础。使用声波检测技术对桥梁实施检测过程中,可以在不破坏桥梁本身结构的前提下,对区域实施覆盖性检测,及时发现质量隐患,为混凝土桥梁质量控制和桥梁使用过程的保养和维修提供借鉴。声波检测技术主要以混凝土中声波传递过程中波动、波速等数据变化情况为基础,通过对其进行处理,达到分析桥梁内部构造的目的。在实施声波检测过程中,为了准确地判断隐患所在的具体位置,检测人员应将一些非结构传播声音过滤掉,并对桥梁结构强度和波速之间的关系进行分析,在此过程中,检测人员可以从纵波和横波两个方向出发进行分析。在检测过程中,检测人员应以混凝土力学性能指标试验测试结果为基础,对混凝土抗压强度进行分析。通常情况下,当混凝土桥梁强度等级为C30~C80时,声波纵波波速范围应为3.7~4.8 km/s,其抗压强度范围为16.7~50.2 MPa,检测人员可以将该数值作为参考值,对混凝土强度进行分析和评价。与此同时,当混凝土强度等级为C15~C25时,其声波波速应大于3.5 km/s,若检测所得到的声波波速小于3.5 km/s,则该区域混凝土结构可能存在缺陷。
3 声波检测技术的基本方法
在混凝土桥梁声波检测过程中,主要检测内容包括表面损伤层厚度、混凝土结合面质量、混凝土内部不密实区和空洞、裂缝深度、混凝土强度等内容。当前声波检测技术的基本方法主要分为如下几种。
3.1 透射波法
在混凝土桥梁检测过程中,相较于反射波法和折射波法,透射波法所获得的能量更大,其具有各类波形易于辨认,波形干扰较小、清晰等特点。在使用透射波法进行检测过程中,检测人员应对发射探头和接收探头之间的距离进行测量,并对其测量精确度进行控制,防止产生检测误差。若两者之间的距离无法准确测量时,检测人员应采取多点测定的方式进行检测。当被测混凝土存在裂缝或较大的损坏导致声波衰减系数增加,或检测距离较大时,检测人员可使用锤击法对其进行检测。通过使用透射波法可以得到声波的波速情况,进而达到检测混凝土桥梁质量的目的。
3.2 反射波法
使用接收换能器和发射换能器对混凝土桥梁质量进行检测。检测人员应先使用发射换能器发射超声波,超声波在混凝土中传播并产生反射波,使用接收换能器接收反射波,通过分析反射波的波速等可以得到混凝土桥梁的质量情况。在该检测过程应用过程中,为了便于追踪反射波,保障波形的稳定性,检测人员应对接收探头和发射探头之间的距离进行控制。与此同时,在发射探头测区中,反射波法可以对截面相距较近的反射波进行分辨,具有干扰较小的特点。当观测点与发射探头距离较近时,反射波射线方向通常与反射面的法线一致,波形更清晰,可以使检测准确性进一步提高。
声波在混凝土传播过程中,由于波前的阻尼和凝滞等吸收作用以及发散作用,波内压缩部分和稀疏部分之间的辐射和热传导作用,在反射波形成过程中,随着距离的增加,入射波的振幅也会出现按指数规律衰减的情况。与此同时,混凝土裂缝长度和宽度、破碎程度,界面曲率,层理以及节理等因素也会导致振幅出现衰减,因此,在计算过程中,检测人员应综合考虑各种因素,使计算准确性进一步提高。