| 預應力管道註漿質量檢測機 型號：WZJQL-A | 貨號：ZH5856 |
| 產品簡介: 1.橋梁預應力錨索註漿質量檢測原理：利用彈性波的傳播機理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預應力錨索的一端輸入彈性波信號，在錨索的另一端接收此彈性信號，根據彈性波的入射信號和傳播輸出信號，再利用彈性波在此預應力錨索不同結構傳播的傳導函數來計算分析橋梁預應力錨索的註漿質量。 2.橋梁預應力錨索註漿的作用：由於施工的影響，孔內水泥漿固結不良，孔內出現縫隙或空洞，造成水泥砂漿與預應力錨索局部失去良好的固結，註漿過程中殘留水、空氣或通過梁身的混凝土空隙滲入水在固結不良處積聚，與錨索的鋼絞線相互接觸，鋼絞線在水、雜質、水泥與空氣等因素的長期、共同作用下，加快瞭預應力錨索在固結不良處的腐蝕速度，降低瞭錨索的受命周期，最終使錨索失去其功效，改變瞭梁的受力情況，危及結構物的安全。因此，孔內註漿的主要作用是填滿預留孔、趕出孔內空氣、防止預應力錨索的腐蝕。水泥漿與錨索的良好固結，可更有效地保護好錨索。 3.橋梁預應力錨索註漿存在的問題：對預應力錨索孔的註漿飽和度控制，目前主要靠現場監理的旁站來控制，通過觀察註漿過程中，漿液的出漿情況來判別該孔是否飽滿及是否符合要求，目前的判別方法具有很大的主觀性，況且漿液在孔內的流動情況受施工操作、註漿壓力等因素控制，監理難以判別漿液在孔內的固結情況。 4.橋梁預應力錨索註漿質量檢測的作用：檢測橋梁預應力錨索註漿的飽滿程度及漿液與錨索的粘結情況。工藝流程：梁段制作（內設波紋管）——預應力錨索的張拉鎖定——壓力註漿。其結構圖見附圖。波紋管主要由鐵皮或塑料制作，註漿壓力為0.5-1.0Mpa。對純水泥漿的強度要求為梁身強度的0.8倍。 橋梁錨索註漿質量檢測主要作用是填滿預留孔、排出孔內空氣、防止預應力錨索的腐蝕。水泥漿與錨索的良好固結，可有效的保護錨索。對預應力錨索孔的註漿飽和度控制，目前主要靠現場監理的旁站來控制，通過觀察註漿過程中漿液的出漿情況來判別註漿是否飽滿及是否符合要求，判定結果帶有較大的主觀性，況且漿液在孔內的流動情況受施工操作、註漿壓力等因素控制，難以判定漿液在孔內的固結情況。 橋梁預應力錨索註漿質量檢測機，是一種專用於錨索孔內註漿質量智能檢測設備。檢測機主要由超磁致聲波發射震源，檢波器、主機和分析處理軟件組成。發射震源在錨索一端激發產生彈性波，檢波器在錨索另一端接收傳播的信號，檢測機對信號進行分析與存儲，自動判定錨索的註漿密實度。由於施工的影響，孔內水泥漿固結不良，孔內出現縫隙或空洞，造成水泥砂漿與預應力錨索局部失去良好的固結，註漿過程中殘留水、空氣或通過梁身的混凝土空隙滲入水在固結不良處積聚，與錨索的鋼絞線相互接觸，鋼絞線在水、雜質、水泥與空氣等因素的長期、共同作用下，加快瞭預應力錨索在固結不良處的腐蝕速度，降低瞭錨索的受命周期，最終使錨索失去其功效，改變瞭梁的受力情況，危及結構物的安全。因此，孔內註漿的主要作用是填滿預留孔、趕出孔內空氣、防止預應力錨索的腐蝕。水泥漿與錨索的良好固結，可更有效地保護好錨索。 主要用途： 檢測橋梁預應力錨索註漿飽滿度及漿液與錨索的粘結情況。 機器特色： 1.采樣精度高：機器AD采樣精度為24位； 2.功耗低，連續工作時間長：機器工作電壓僅6伏，功耗0.8瓦，電池充電一次可以使用30小時； 3.儲量大：可存儲2.4萬條實測數據； 4.對比性好：采樣重復性好，大屏幕顯示，同時顯示三條曲線； 5.便攜性好：主機尺寸230mm×180mm×65mm，重2.0kg，可單人工作 6.界麵美觀友好：機器中文界麵，輸入簡單快捷； 7.直接將檢測結果導入到EXCEL數表，打印檢測結果圖表； 8.結果報告輸出模式和內容可根據需要定制，靈活方便。 主要技術參數： 1.采樣精度高：機器AD采樣精度為24位； 2.電池規格：NI--MH鎳氫電池，6V/6AH； 3.激發震源：可配沖擊震源、大功率超磁聲波發射震源； 4.固態電子盤容量：128M； 5.液晶顯示：8寸全反，顯示精度640×480象素； 6.人機接口：觸摸屏 一、預應力梁錨索註漿質量檢測原理： 利用彈性波（超音波）的傳播機理和超磁致彈性波震源的特性，用超磁致彈性震源從預應力錨索的一端輸入彈性波（超音波）信號，在錨索的另一端接收此彈性信號，根據彈性波的入射信號和傳播輸出信號，再利用彈性波在此預應力錨索不同結構傳播的傳導函數來計算分析橋梁預應力錨索的註漿質量。 二、超音波傳播的基本原理 波分為機械波和電磁波兩大類，超音波是機械波的一種，是機械振動在連續介質（氣體、液體、固體）中的傳播過程，所以，機械振動是超音波產生的根源。波是振動的傳播過程，當振動在彈性介質（氣體、液體、固體）中傳播時便產生波叫做彈性波，聲波、超音波屬於彈性波，本節重點討論彈性波的性質和傳播規律，首先由彈性介質中的波動方程出發。 （一）彈性介質中的波動方程及其解 當波在無限大各向同性彈性介質中沿χ方向傳播時，遵從下麵的波動方程 d2ξ/dt2=c2d2ξ/dχ2 （2-1） 其中ξ為介質質點振動位移，c為與介質有關的常數。 在不考慮介質吸收的情況下，方程（2-1）的解為 ξ(χ，t)=Amcosω（t-χ/t） （2-2） 其中Am為振幅，ω為角頻率，方程（2-2）表示在波的傳播方向上距離原點為χ的質點在時刻t的瞬時位移，其中c代表波的傳播速度。波在一周期時間T內所傳播的路程叫做波長，以λ表示。若波的頻率為f，則λ，f，c，T之間的關系為 λ=c/f=cT （2-3） 令k=ω/c=2π/λ，叫做波數，則（2-2）也可寫為 ξ(χ，t)=Amcos（ωt-kχ） （2-4） （二）波的傳播特性 波在傳播過程中有其本身的特性，如遇到障礙物時會發生衍射，幾個波地同一介質中相遇時會出現乾涉和疊加現象。 1.波的衍射 當波在彈性介質中傳播時，波前在介質中達到的每一點都可以看作新的振源，這叫做惠更斯原理，當一個任意形狀的波的傳播遇到帶有小孔a的障礙物A時，若小孔a將成為在障礙物另一方傳播著的振動之源。半圓形的波B由小孔向前進行，它與傳來的波的形狀無關，小孔好象一個新的振動中心，振動從這裡向另一方傳播。 2.波的疊加和乾涉 在彈性介質中，如果由不同波源發出的兩個不同波系，在某一區域內重疊，而後又分離開，則此後每一波系的傳播情形就和它自己的路程上未曾與另一波系相遇一樣。這種波的傳播互不相乾的現象叫做疊加。向水中投兩個石塊，在兩石落下處的周圍都發射以石塊落點為圓心的圓形波群，在傳播中兩個圓形波群相遇後彼此相穿，而後分離開又成為相互獨立的圓形波群。這便是水波的疊加現象。 在波重疊的區域，振動相互重疊，發生波的合成，結果在某些地方振動較強，而在另外一些地方振動較弱，在此情形下，介質中每一點的合振動將為達到這一點的一切振動之和。 當振源的振動有相同的頻率，相同的振動方向和相同的相位（或一定的相差）時，這樣的振源叫相乾振源，這時將發生相乾振源的乾涉現象。 設兩相乾振源產生的波的方程式為 ξ1=A1cosωt ξ2=A2cosωt 則在距兩振源分別為r1和r2處的一點相遇時，合成波為 ξ =ξ1+ξ2=Acos（ωt+φ） （2-5） 其中 A=[A21+A22+2A1A2cos2π(r1-r2)/λ]1/2 （2-6） φ=tan-1（(A1sin2πr1/λ+A2sin2πr2/λ) /(A1cos2πr1/λ+A2cos2πr2/λ)） (2-7) 由（2-6）可知，合成振幅A的值由A1，A2 和兩振源相遇點的相位差ΔΦ決定。當 Δφ=2π(r2-r1)/λ=±2mπ （2-8） m= 0,1,2,……時，振幅最大。 最大值條件又可以寫為 ∣r2-r1∣=mλ （2-9） 當 Δφ=2π(r2-r1)/λ=±（2m+1）π （2-10） 時，振幅最小。 最小值條件為 ∣r2-r1∣=±（2m+1）λ/2 （2-11） 總之，兩個相乾波源在介質中某點相遇而發生乾涉時，當兩波到該點之程差等於波長的整數倍時，振幅有最大值；當程差為1/2波長的奇數倍時，振幅有最小值。 3.駐波 兩個振幅和頻率都相同的相乾波在同一直線上相向傳播時迭加的合成波叫駐波，它是乾涉現象的特殊情形，設兩相乾波分別為 ξ1=A1cos（ωt+kχ） ξ2=A2cos(ωt+kχ) χ為波的傳播距離，則合成波位移為 ξ=Acoskχcosωt （2-12） 若固定某點χ，在不同時刻t來觀察，則 當 ωt =nπ,即 t=nT/2 時，ξ 最大； 當 ωt =（2n+1）π/2 ,即 t=（2n+1）T/4 時，ξ=0 。 若在某一時刻，而觀察不同的點時，則 當 kχ=nπ,即 χ=nλ/2 時，ξ 最大； 當 kχ=（2n+1）π/2 ,即χ=（2n+1）λ/4 時，ξ=0 。 式中 n=0，1，2，3，…… 所以，無論在任何時刻，在χ=nλ/2的這些點上合成位移總是最大；而在χ=（2n+1）λ/4的各點，合成位移總是為0，前者各點稱為波腹，後者諸點叫做波節，波線上其它各點位移在最大值與零之間，好象波線是在做分段運動，故稱之為駐波。兩個相鄰波腹或波節間的距離為半波長。 4.多普勒現象 當振源或測量波動的機器相對於介質運動時，機器接收到的波的頻率與振動頻率不同的現象叫做多普勒現象。若振動頻率為f，周期為T，機器接到的頻率為fd，機器和振源相對於介質的運動速度分別為 u和v，c為波在介質中的傳播速度，則多普勒現象引起的接收頻率fd 以下式表示 fd=（c+v）f/(c-u) (2-13) 機器接收頻率與振源頻率之差為 Δf= fd –f=(v+u)f/(c-u) (2-14) 多普勒現象在超聲檢測和雷達測飛行目標中有廣泛的應用。 三.超聲檢測方法 超聲檢測是無損檢驗的最重要的一種手段，由於檢測原理和使用的波型、接收與發射方法、顯示方式以及耦合型式的不同，實現檢測的手段和方法眾多，其歸納和分類方式也不同，一般按聲波的種類來區分有連續波和脈沖波，在連續波方法中，又分為穿透法和諧振法；在脈沖法中，可分為脈沖穿透法和脈沖反射法。在進行檢測之前，要根據被檢測對象訴特點，選擇合適的檢測方法。 （一）穿透法 穿透法又叫透射法，是最早采用的一種超聲檢測方法。 1.穿透法工作原理 穿透法是將兩個探頭分別置於試件的兩個相對麵，一個探頭發射超音波，另一個探頭接收透射法，根據超音波穿透試件後的時間、能量變化情況來判斷試件內部質量。如試件內無缺陷；聲波穿透後衰減小，則接收信號較強；如果試件內有小缺陷存在，聲波被缺陷遮擋，使之在缺陷後形成陰影，接收探頭隻能收到較弱信號；若試件中缺陷麵積大於聲束截麵時，全部聲波束被缺陷遮擋，則接收探頭收不到發射信號。這種根據接收探頭接收到的超音波能量大小（即缺陷遮擋聲能造成的聲陰影大小）來評定缺陷量值大小的檢測方法，稱為穿透法。 在穿透法探傷中，可以采用連續波和脈沖波兩種不同的方式。 2.穿透法的優缺點 1）穿透法探傷的主要優點 ① 工件中不存在盲區，適宜探測薄壁工件。 ② 與缺陷取向無關，根據缺陷遮擋聲能變化而判斷有無缺陷，設備簡單速度快。 ③ 聲波通過單聲程傳播，適合檢測高衰減的材料。 2）穿透法的缺點 ① 不能確定缺陷的深度位置，僅能判斷缺陷的有無和大小。 ② 對發射和接收探頭的相對位置要求嚴格。 四.檢測實施圖 橋梁後張法預應力孔道灌漿存在的問題及應對措施 預應力孔道灌漿是將水泥漿註入預留的預應力混凝土孔道中，使水泥漿充分包裹預應力筋。 預應力的灌漿作用主要有三點： A、保護預應力鋼筋使其免遭銹蝕，保證預應力混凝土結構或構件的安全壽命; B.使預應力鋼筋與混凝土良好結合, 保證預應力的有效傳遞,使預應力鋼材與混凝土共同工作 ; C.消除預應力混凝土結構或構件在反復荷載作用下，由於應力變化對錨具造成的疲勞破壞，提高結構的可靠度和耐久性； 1.孔道灌漿的現狀 在我國所使用的灌漿料一般為純水泥漿，灌漿工藝一般壓力灌漿或真空輔助壓漿。在施工現場，孔道灌漿是後張法預應力工藝的重要環節。須註意灌漿用水泥標號應符合設計或規劃要求。施工中嚴格控制水泥漿水灰比，灌漿前用壓力水沖洗孔道，灌漿順序應先下後上，曲線孔道應從最低點開始向兩端進行，在最高點設排氣管。孔道末端應設置排氣孔。每條孔道宜一次灌成，中途不應停頓。 2.存在的質量問題 理論上，按照國內外灌漿工藝及質量控制措施，能較好地保證灌漿的密實度。但是，在實際的現場施工中還存在著以下一些因素，會導致灌漿質量問題： 2．1 壓漿不飽滿 壓漿不飽滿，即為水泥漿未充滿整個孔道，造成質量缺陷的主要原因為： 2.1.1出漿孔開的位置不對，未開在孔道的最高點，因而在出漿孔有漿體外溢時，誤以為孔道漿體已充滿；再者由於漿孔淤塞，殘留空氣無法排出，導致壓漿失效，也會造成孔道已壓實的假相。因此，預應力筋孔道，尤其對曲線、豎向孔道，出漿孔一定在孔道的最高點。 對於特殊部位仍按一般的操作進行灌漿，導致灌漿不密實。 2.1.2施工人員責任心不強，在壓漿時未等出漿孔冒出濃漿即停止壓漿。 2.1.3分兩次壓漿時，由於第一次壓漿不當，導致無法第二次壓漿，又沒有采取必要的措施就放棄壓漿。 2.1.4壓漿過程中，由於機械故障等原因，導致壓漿中止，但對前麵灌漿後的孔道又未及時清洗，致使再次壓漿時，由於管道、進出漿口等原因，無法壓漿。 2．2 孔道成形質量問題 目前管道成形多采用預埋金屬波紋管法，金屬波紋管有其自身的優點，但由於生產工藝自身的限制，波紋管肋和肋之間如果壓箍不緊密就會有空隙存在，因此金屬波紋管的密封性能較差。並且在施工現場由於固定波紋管會使波紋管受拉側出現縫隙，或者由於振搗混凝土不慎而造成波紋管的破壞。總之由於種種原因導致波紋管出現的縫隙會使混凝土水泥漿滲入管道中，這樣不但直接影響混凝土的水化，更嚴重的是堵塞金屬波紋管道，直接影響灌漿質量。 2.3 漿體質量問題 根據規范要求，用於壓漿的水泥漿，3h後泌水率不宜超過2％，24h後，泌水應能夠被水泥漿完全自我吸收。但實際上，即使泌水經過24h被水泥漿完全吸收，也會在硬化後的水泥石中留下空隙或孔洞，這種空隙或孔洞不但會影響水泥漿與預應力筋的粘結性能，也會使腐蝕物質深入並接觸搗預應力筋，因此，最關鍵的是不讓泌水出現，或者直接將泌出的水排出。 2.4 應對措施 通過對灌漿質量通病原因的分析，可以看出，最主要的是人為因素和技術因素所導致灌漿質量問題。因此在應對措施中應有針對性的進行改進。 2.4.1人為因素 在壓漿不飽滿的原因中，絕大部分是由於施工人員責任心不強，不重視壓漿所導致。因此，要建立專門的壓漿施工隊伍或對施工人員進行壓漿專業培訓，使他們能夠嚴格執行壓漿的各個步驟。並且在施工現場建立工序負責制度，使各個環節有專人負責，責任到人，以確保工程質量。 2．4．2 技術因素 （1） 控制金屬波紋管的施工質量 佈置波紋管時首先用鋼筋加工井字架作為波紋管的定位架，縱向間距為1m，橫向位置按設計圖紙上的坐標定位，波紋管中穿有內襯管，以保證波紋管成孔質量；在波紋管接頭處一定要將波紋管接口用小錘整平，以防在穿束時引起波紋管翻卷導致管道堵塞；澆築混凝土前應檢查波紋管是否有孔洞或變形，接頭處是否用膠帶密封好，在與錨墊板接頭處，一定要用膠帶或其它東西堵塞好以防水泥漿滲進波紋管或錨孔內；澆築混凝土時應盡量避免振搗棒直接接觸波紋管，以防漏漿堵孔。 (2) 孔道形成的質量控制： 預應力孔道的形成應符合設計要求，預應力筋的孔道，可選用預埋金屬螺旋管（波紋管）法、膠管抽芯法、鋼管抽芯法等。管道的內橫截麵積至少應是預應力筋凈截麵積的二倍。制孔管應有足夠的強度，以防止管壁變形；管節連接應平順，相臨制孔管的接頭要錯開；管道安裝位置要準確，應采用定位鋼筋固定安裝，定位鋼筋的間距：鋼管不大於1m，金屬螺旋管不大於0.8m，膠管不大於0.5m，曲線管道應適當加密。 采用抽芯法制孔時，當結構混凝土澆築完成後，抽芯時間應通過實驗確定，一般以其強度達0.4~0.8MPa時為宜，抽拔時不應損傷結構混凝土。若發現孔道堵塞或有殘留物或與鄰孔有串通，則應及時進行處理。采用膠管抽芯法時，膠管內應插入芯棒，以增加剛度和控制其位置；采用鋼管抽芯法時，鋼管表麵應光滑，焊接接頭應平順。結構混凝土澆築完後，應定時轉動鋼管，防止鋼管與混凝土粘結。管道安裝完畢後，應防止水和其他雜物進入． （3） 出氣孔的質量控制 出氣孔的制作與安裝，為瞭保證孔道灌漿密實、不間斷，能按設計要求正確建立預應力，須在構件兩端及跨中處應設置出氣孔， 出氣孔的一般作法是在螺旋管上開口，用帶嘴的塑料弧形壓板與金屬螺旋管綁紮牢固。該出氣孔的缺陷在於：一是弧形壓板與伸出樓板麵的塑料管連接處容易滑脫，造成水泥漿從此處進入金屬螺旋管; 二是塑料管上頭不能封堵，灌漿時，水泥漿從該處流出不能節制。為瞭解決以上問題，可參照塑料排氣孔的作法，用2mm厚鐵皮按照金屬螺旋管的弧度彎壓成弧長為л/2的弧度板，在金屬螺旋管上端和弧度板對應開可以插進D20鍍鋅管的開口，將D20鍍鋅管和弧形板焊接，D20鍍鋅管伸進弧形板內壁長度為金屬螺旋管的壁厚;外伸長度為：梁的保護層厚度3cm + 樓地麵保護層厚度3cm = 6cm；並在外伸口內徑割絲，用相應封堵堵塞。 在金屬螺旋管就位牢固後，將出氣孔弧形壓板用海綿片覆蓋,用鐵絲和金屬螺旋管紮牢。 （4）灌漿質量的控制 水泥漿的要求: ①水泥的強度等級不宜低於42.5，水泥漿的強度不低於30Mpa； ②水泥漿的水灰比一般為0.4~0.45。當摻減水劑時可減少到0.35，水及減水劑應對預應力鋼材無腐蝕作用； ③水泥漿的泌水率最大不得超過3%；拌和後3小時，泌水率應控制在2%以內，24小時後泌水應全部被漿吸回； ④水泥漿的稠度應控制在14~18之間； ⑤水泥漿中可摻入適量的膨脹劑，摻膨脹劑後最大自由膨脹率應小於10%； ⑥水泥漿拌和時間應不少於2min，直至獲得稠度均勻的水泥漿； ⑦從拌水泥漿到壓漿的時間間隔視氣溫而定，一般在30~45min，並應經常攪拌，不得通過加水來增加其流動度。 壓漿前的檢查。孔道應沖洗乾凈，積水應排除，錨具周圍的間隙和孔洞應填封，以防冒漿。 壓漿時的檢查: ①壓漿應緩慢、均勻，不得中斷，壓漿應使用活塞式壓漿泵，壓漿的最大壓力宜控制在0.5~0.7MPa，當孔道較長時，最大壓力宜為1Mpa； ②壓漿應從最低點進入，最高點排氣和泌水，壓漿宜先壓註下層孔道； ③采用純水泥漿時，孔道應兩端先後各壓漿一次，間隔時間一般為30~45min； ④鄰近孔道壓漿要連續進行，一次完成； ⑤壓漿應達到另一端出漿飽和，並且排氣孔排出的與壓註的漿液有相同的稠度； ⑥壓漿時及壓漿後的48小時內，混凝土溫度不得低於5℃，否則應有保溫措施，當氣溫高於35℃時，應采取降溫措施或在夜間壓漿。 |  |
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