关于裂缝深度测试的讨论7.18资料

*,/,总页数,6,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,/,总页数,6,*,*,关于单面平测法裂缝深度测试的争论,第一局部 测试仪器,其次局部 测试现场的条件要求,第三局部 现场测试过程,第四局部 测试数据的计算,第五局部 测试结果的判定,第六局部 争论,目 录,2,/6,3,一、测试仪器,图,1.1,、非金属超声检测仪,图,1.2,、厚度振动式换能器,图,1.1,图,1.2,二、测试现场的条件要求,1、依据检测要求和测试操作条件，确定缺陷测试的部位，简称测位。,2、测位混凝土外表应枯燥、清洁、平坦，必要时可用砂轮磨平或用高强度的快凝砂浆抹平，抹平砂浆必需与混凝土结合良好。,3、换能器应通过耦合剂与混凝土测试外表保持严密结合，耦合层内不得夹杂泥砂或空气。,4、检测时应避开超声传播露筋与四周钢筋轴线平行，如无法避开，应使两个换能器连线与该钢筋的最短距离不小于超声测距的1/6。,5、当承受厚度震惊式换能器平测时，宜用钢卷尺测量T、R两换能器的内边缘距离。,4,/6,1,、不跨缝测量,将放射和接收换能器放置在裂缝四周的同一侧，测试标距以两换能器内边缘间距 等于100、150、200、250mm分别读取声时 ，并作记录。,5,/6,三、现场测试过程,2,、跨缝测量,将放射和接收换能器分别放置在以测位裂缝走向为平面对称轴的两个对称点，测试标距以两换能器内边缘间距 等于100、150、200、250mm，如图3.1所示，移动换能器时留意首波相位变化，分别读取声时 ，并作记录。,图3.1 平测法裂缝深度测试测点布置示意图单位：mm,三、现场测试过程,四、测试数据的计算,1、不跨缝测试数据的计算,依据不跨缝测量结果，绘制“时-距”坐标图CECS 21：2023图5.2.1-1或用线性回归分析的方法，求出声时与测距之间的回归直线方程：,每测点超声波实际传播距离 为：,式1中,第i点的超声波实际传播距离(mm)；,第i点的R、T换能器内边缘间距(mm)；,a“时-距”图中 轴的截距或回归直线方程的常数项，(mm)。,8,四、测试数据的计算,不跨缝平测的混凝土声速值为：,或,式,2,中,第,n,点和第,1,点间的测距,(mm),；,第,n,点和第,1,点读取的声时,(s),；,回归系数,9,四、测试数据的计算,规程CECS 21：2023中的线性回归“时-距”图及裂缝深度计算的模型图如下：,10,四、测试数据的计算,2,、,跨缝测试,数据的计算,如CECS 21：2023图5.2.1-2所示，用 值代替 值，得到平测法测试裂缝深度近似计算公式：,式3、4中,不跨缝平测时第i点的超声波实际传播距离(mm)；,第i点计算的裂缝深度值(mm)；,第i点跨缝平测的声时值(s)；,各点计算深度的平均值(mm)；,n 测点数,11,四、测试数据的计算,3,、计算过程常数,a,的意义,规程计算过程的常数a，从式 中可知，其量值为超声波在混凝土中真实传播距离与测试所标测距之间的差值。可以分解为a1、a2两个量，如下简洁示意图：,a1 超声波传递线路弧度引起的增量；,a2 换能器放射、接收起止点不明确引起的增量。,12,四、测试结果的判定,方法一,本方法称为“首波反相法”。,跨缝测量中，当在某测距觉察首波反相时，可用该测距及相邻测距的测量值按式3计算值，取此3点的平均值作为该裂缝的深度值 。,原理：激发弹性波超声波、声波信号在混凝土中传播，穿过裂缝端点时产生衍射，其衍射角度与裂缝深度有肯定几何关系。当放射点和接收点沿裂缝对称布置，从近到远逐步移动，当激振点与裂缝距离与裂缝深度相近时，接收信号的初始相位会发生反转，称为平面裂缝深度测试的相位反转法，假设能准确找出相位变化的临界点，则在该点到裂缝的距离即为裂缝深度值。,实施难点：当裂缝测试区域有过缝钢筋或裂缝局部“连通”时，常常难以觉察反相首波,13,四、测试结果的判定,方法二,本方法为声波反相法的补充。,跨缝测量中如难于觉察首波反相，则以不同测距按式3、式4计算 及其平均值 。将各点测距 与 相比较，凡测距小于 和大于3 ，应剔除改组数据，然后取余下 的平均值，作为该裂缝的深度值 。,说明：依据大量数据的阅历计算，T、R换能器测距过小或远大于裂缝深度，声时测试误差较大，、对计算裂缝深度影响较大，所以对两个换能器的测距作了限制。,14,五、关于规程测试方法的争论,1,、,式,3,近似计算中,代替,对真实结果的影响,下表某构造裂缝深度平测法实测数据:,序号,测距,(mm),不跨缝声时,(us),跨缝声时,(us),1,100,27.2,43.2,2,150,38.8,48,3,200,51.2,68.4,4,250,63.6,76.4,5,300,76.5,88.6,依据规程回归计算，其结果 ，计算深度mm如下：,序号,1,2,3,4,5,计算深度,68.67,56.34,91.26,85.11,91.73,其平均深度,=78.62,，按要求需剔除测试标距为,250mm,、,300mm,两组数据，取余下数据的平均值,，则,最终裂缝深度判定值为,=72.08mm,。,15,五、争论,规程计算模型中，用 代替 进展计算，测试标距为100mm时，这个计算长度增加了8.4%，标距为150mm时，计算长度增加了5.6%，一次类推，在允许范围内测试标距越大，裂缝深度计算准确率越高。依据上述分析，在满足规程声时测试误差要求的前提下，测距最接近3 的那一次测试的结果是否会更接近裂缝深度真实值，而最终结果则不应取测距小于 和大于3 之间的裂缝计算平均值。,16,2,、测试中钢筋的影响,五、争论,规程说明：通过理论计算，当T、R换能器的连线与钢筋的最小距离大于测距的1/6时，可避开钢筋影响。,当声波跨缝在混凝土中传播到达接收器的距离比声波通过钢筋传播到达接收器的传播距离短，前者信号先到达接收器，才能避开钢筋对测试的影响。所以钢筋的影响与裂缝深度相关，规程没有列出计算过程也未对计算参数进展说明，所以在较深裂缝测试时钢筋影响应重新考虑裂缝深度这一计算因素。依据争论数据，当T、R换能器的连线与钢筋的最小距离大于1.5 时，才可避开上述影响。也就是说，测试时T、R换能器的连线与钢筋的最小距离要同时满足上述两个条件，结果才较准确。,17,那么操作计算时，则增加了以下步骤：,首先是测试时必需用钢筋扫描仪，测出测线两侧平行于测线的钢筋位置，尽量让测线布设在两排钢筋的中心，并记录下钢筋到测线的最小距离D；,其次是在结果判定的其次种方法中，从最大测距数据组开头，循环计算，依次比较1.5 和D的大小关系，不满足1.5 D的数据应当剔除。,事实上，桥梁构造中梁体、盖梁、墩柱中钢筋大多较密集，间距10cm15cm的较常见，依据上述要求，在这些构造中，裂缝深度稍大状况下，则测试中不行避开钢筋的影响。,五、争论,18,五、争论,3、裂缝内部走向不垂直于混凝土外表的误差分析,依据声波反相法原理：当准确得出反相临界点的时候，以下图L/2长度即与裂缝深度h值相等。所以用最终计算判定结果的,=L/2=h 构件如下计算模型。,19,如上图中所示，以裂缝混凝土外表裂缝中心为原点，T、R换能器的连线为X轴，建立平面坐标系，对于某一计算结果，假设跨缝实际声波传递为红色线路AC、CD，而计算则是依据蓝色线条AB、BD，则存在实际和理论计算声波跨缝实际传播距离相等的关系,在坐标系中有AC+CD=AB+BD,在裂缝走向不明确状况下，视裂缝端点C为变量，在X-Y坐标系内移动，那么其轨迹为一椭圆。该椭圆方程为：,结果计算中其次中判定方法得出的裂缝计算深度。,x裂缝端点与混凝土外表裂缝中心的X轴偏移量，可在混凝土外表用钢卷尺量出；,y裂缝端点到混凝土外表距离的推定值。,五、争论,20,4、现场条件不抱负时的处理方法,五、争论,南充绕城高速清泉寺大桥简支,T,梁裂缝照片,如右图所示密集裂缝，测试困难有：,1不跨缝测量，取不到多个测距，无法回归计算；,2跨缝测量只能取12个测距；,无法依据规程要求测试和计算。,21,五、争论,依据图CECS 21：2023图5.2.1-2计算模型，直接用 参与计算推定其裂缝深度，公式如下：,上式中 为T、R换能器的中心距，而不是规程中图示的边缘距离。,上述计算只能作为检测过程的参考，满足不了报告要求。,谢 谢！,22,/6,