橋梁檢測中錨桿無損檢測技術應用

黃坤 彭漢彬

摘 要：在橋梁檢測項目開展的過程中，采用錨桿無損檢測技術它能夠對橋梁中存在的病害問題辨別方便后期維修工作的開展。因此本文結合實際在分析錨桿無損檢測技術特點與使用范圍的基礎上，依托某項目橋梁實例對錨桿無損檢測技術在橋梁項目檢測過程中的要點進行了深入探究，希望通過本文的分析之后，可以給該領域的研究者提供參考。

關鍵詞：橋梁檢測;錨桿檢測技術;應用

中圖分類號：U416 文獻標識碼：A

1 技術特點與使用范圍

1.1 原理

如果橋梁工程項目中的結構中的圓柱直徑d遠遠小于長度L，即L>>d，技術分析環節，可以通過應用圓柱來實施彈性波中的一維桿件理論分析與研究。錨桿是錨筋與錨固材料進行膠結后所形成的，能夠了解到和巖土所存在的彈性波差異，因此利用彈性波理論實現無損檢測作業，將錨桿作為彈性桿件的部分，就能夠掌握錨桿質量參數，就能夠總結出強度性能參數，然后對于該參數在具體工程中的應用是否符合要求。錨固系統內有波阻抗差異較大的結構，比如空漿、密實度不足等問題，彈性波在穿越該位置之后就會產生反射的情況，并且通過設備來進行反射信號頻率、幅度、反射波時間等數據，就能夠了解到錨桿固定的狀態形式，可以及時了解內部缺陷問題，就能夠獲得相應處理措施，可以保證結構質量合格，可以達到橋梁工程的應用標準[2]。

1.2 錨桿檢測儀的用途范圍

①錨固質量監測。當前承包商能夠進行錨固工作完成后就開始檢查，同時給用戶提供必要的錨固標準和依據。灌漿質量不達標的錨桿可以直接檢測出，承包商和用戶可以利用安裝完成的巖石錨桿來實現性能測試。②有用的評價工具。絕大部分的用戶在進行新的錨固工作結束后，就可以自行檢查，然后將錨固不合格的部件全面檢測，工程人員可以在施工中利用錨桿飽滿度儀進行驗收錨桿質量檢查。③有助于安全施工。通過錨桿飽滿度儀進行監測，以確保各個錨固結構的安全性、可靠性，確保巖洞的安全性合格。④改進錨桿和錨固的方法。從現場的試驗分析可以發現，錨桿的應用狀況并不能達到相應的標準和要求，而應用該技術后可以消除這一問題，生產單位能夠自行檢測產品的性能，然后進行錨固方法的選擇和確定。⑤錨桿檢測儀并不進行價格比較昂貴的破壞性試驗就能夠得到相應的性能，比如開挖取芯、液壓拉拔等。

2 工程概況

某橋梁工程項目的上部結構形式設計為137.16 m+3 m×250 m+137.16 m連續梁結構形式，橋梁施工長度為1 024.32 m，按照左右兩幅進行設計，每幅的箱梁都設計為單箱單室的預應力結構形式，上部結構位置寬度是15 m、底部高度為7 m，梁體高度4.3 m～13.8 m。本橋梁于2009年建成通車使用。從大量的運行資料分析，同時和養護工作人員進行了必要的溝通和交流，發現整個橋梁中都存在底部預應力鋼筋脫落的情況和問題，在運營之后已經連續實施了三次大修。在進入到2013年后，橋梁中發生了比較嚴重的坑槽等災害問題，分析之后發現，很多都是由于豎向預應力鋼筋露頭所出現的問題。

3 工程應用情況

3.1 檢測儀器設備

通過應用JL-MG（C）錨桿（索）質量檢測儀來實施橋梁的質量檢測，采樣間距3 μs～200 μs，可以根據具體情況做出必要的調整;儀器數字采樣AD精度為24位，浮點放大處理，在操作中通過應用專業超磁致聲波發射儀器為振動源進行作業。

3.2 工程檢測情況

在該橋梁檢測過程中應用錨桿無損檢測技術的時候，首先需要結合項目的實際情況進行錨桿無損檢測的模擬試驗，通過模擬試驗確定好各項數據之后進行后續工作的開展。

3.2.1 模擬試驗

本次橋梁工程項目中應用錨桿無損檢測模擬試驗的方式，錨桿模型根據廠房內的錨桿設計方案來制作，主要方法如下所示：應用7 m長的?50 mmPVC管模擬錨桿孔，先將?25 mm 6 m長的鋼筋插入，同時應用卡位器來實現固定處理，外表面露出20 cm，同時要做好缺陷位置確定，然后注入M25砂漿，保證工藝和現場一致。在進行檢測的過程中，測試波速取4 800 m/s，應用的是超磁致振源，通過調整激振力以做好最佳能量參數的調整。整個試驗階段，通過監理做好全面的監控與管理。

3.2.2 現場檢測

模擬試驗作業工作完成后，工程單位要結合具體的情況進行錨桿全部抽檢檢測，得到的效果是比較好的，將存在問題的結構部分進行補強處理，下面為具體獲得的波形變化趨勢。

1）錨固質量最好的錨桿在圖1中所示，是主變洞離地4.5 m高的位置上巖壁所能夠檢測之后確定的錨桿波形，其直徑為25 mm，設計長度是6.0 m，實際測量長度為5.99 m，外露0.1 m。按照圖中變化趨勢分析發現，錨桿波形的衰減速度是很快的，傳播階段沒有存在畸變的情況，波形衰減規律變化是比較高的，桿底反射性并不明顯，波形也會和基線變化形式相差無幾，這說明整體注漿性能良好，飽滿度達到95%，最終確定錨桿質量優良。

2）錨固質量一般的可見圖2中所示，在主變運輸洞與地面2.5 m高位置上巖壁所能夠檢測確定的波形，錨桿設計長度為4.5 m，實測為4.48 m，外露0.29 m。圖內可以發現錨桿波形在系統內衰減速度比較快，桿底反射情況比較明顯。波形逐步的接近于基線的位置，就表示其注漿施工的質量比較高，計算該位置上的注漿飽和度為88%，經過充分分析確定該位置上的錨桿質量為中等。

3）錨固質量差的錨桿。事故閘門和地表面的距離在2 m的部位上的錨桿進行波形檢測，錨桿設計長度尺寸為6.0 m，實際測量為6.04 m，其中露出表面的高度為0.29 m。從圖中分析可以發現，錨桿在錨固結構的位置上衰減的速度比較慢，桿底反射情況相對較為強烈，表示該位置上注漿性能比較差，計算確定其飽和度為81%。除此之外，在1.5 m、4.0 m的位置上，發現錨桿缺陷發射與入射波疊加，波形畸變的問題比較嚴重，就表示其有明顯的缺陷。

3.2.3 巖壁梁錨桿檢測

該工程中的巖壁量錨桿設計長度為8 m、10 m兩種，前者為32 mm的直徑，段長為6.8 m。外表面露出1.2 m;后者的直徑為36 m，段長結構為8 m，外表面露出2 m。

當前檢測的數量為1 106根錨桿，其中8 m長374根，10 m長732根。具體波形圖可見下圖3。

從上圖變化趨勢分析發現，波形圖與普通砂漿錨桿有著一定的差異，其波形在錨固系統內衰減性比較差，所以波形畸變比較嚴重，但是呈現出規律性的變化，自由端反射波與入射波存在疊加的情況，出現了多次規律性的疊加反射，所以要進行注漿性能的判斷有著較高的難度。錨桿設計長度為8.0 m，經過測量之后為8.08 m，外露長度為1.26 m，該桿底反射問題并不明顯，波形最終趨勢接近于基線，說明其注漿性能較好，飽滿度為94%。經過綜合分析，確定該錨桿部分符合要求。

3.3 關鍵技術研究

經過詳細的檢測之后，可以得出如下結論：

1）無損檢測操作的核心工作就是確定最佳技術參數，比如采樣間隔等，這樣操作的目的是確定最高的檢測效率與精度參數，其應該綜合分析錨桿的設計長度參數，然后通過合理的設定要求做出必要的調整，以達到檢測精度的要求。

2）外露段與錨固段波速的數據確定是極為重要的一部分工作，所以波速的確定要達到精確度的要求，這樣可以做好錨桿結構的分析，很多情況下都是利用模擬試驗之后確定的，但是需要結合實際需要做出必要的調整，以保證最終結論符合要求。

3）測試工作開始前，要采取必要的措施將端頭的結構部位全部清理干凈，能夠達到錨桿與噴護體掛網不會存在連接的情況，同時應該避免給周邊結構產生任何振動或者噪音干擾的問題。信號采集的過程中，應該將質量比較好的信號保留，否則就要進行激振器的移動，然后再次測量。錨桿外露長度可以通過卷尺來進行檢測，同時要做好記錄，為波形數據的準確確定提供基礎條件。

4）水泥卷錨固劑在施工階段應該實施全面的錨桿質量檢查，了解到具體的工程要求，如果存在誤差與影響。錨固劑的施工錨桿結構的密實度很差，就會存在內部氣泡空腔等缺陷，檢測時如果有嚴重的缺陷，容易導致反射波疊加的情況，和桿底反射充分的融合，就無法獲取精確性的判斷。

5）巖壁錨固系統運行化解，如果錨固質量相對較好，錨桿的長度也可以符合技術標準，檢測階段就無法得到相應的反射波信號數據，導致結果準確度比較差。對于自由端的錨桿長度在1 m以上的情況，判斷出現的誤差會比較嚴重。因為自由端長度比較長，聲波在自由端內傳遞環節會出現多次反射的情況，和桿底反射波存在疊加的情況，和入巖砂漿錨固缺陷的反射波重疊，進而導致無法有效的判斷。

6）結合具體的檢測結論和測試技術參數，然后進行5根桿體數據的檢測信息對比分析，了解到其中的4根墩頂預應力鋼筋出現了結構影響的情況，無法檢測確定整體結構質量問題，跨中比較短的位置上1根預應力鋼筋確定為合格。

4 結語

錨桿支護在橋梁中為隱蔽性的工作，對于錨固質量影響因素比較多，會導致其系統出現嚴重的質量問題，一旦發生質量缺陷，會造成巨大的安全事故，產生極大的損失和應用。錨桿無損檢測應用到橋梁工程中，可以檢測確定各項質量問題，但是復雜波形的情況，不同檢測人員判定結論是不同的，錨固質量準確評價是極為關鍵的，要檢測人員掌握足夠的技術，可以做好各項數據分析和控制工作。因此，錨桿質量控制環節，無損檢測要嚴格落實，但是不能完全的取代事前控制措施，還是要做好質量監督與管理，以提升錨固質量水平，滿足橋梁的運行應用需要。

參考文獻：

[1]吳軍，彭志勇.道路橋梁檢測中的無損檢測技術應用[J].建筑工程技術與設計，2018，6（29）：2022.

[2]樊克松.錨固體錨固質量無損檢測的試驗研究[D].河南理工大學，2015.

[3]周葉飛.橋梁檢測參數與預應力損失的敏感性分析[J].赤子，2014，14（04）：302.