全長波速法

全長波速法（FLPV）是指利用波的傳播特性，通過計算波動信號（一般指衝擊彈性波波動信號）貫穿整個預應力灌漿孔道的平均波速值，來評價灌漿飽滿度的一種方法。該方法最早由日本學者鐮田敏郎教授於2001年提出，儘管存在理論基礎不嚴密等諸多問題，但其作為一種較為直觀的測試方法，特別是在測試灌漿密實度很低的時候，仍然有一定的套用價值。

基本介紹

• 中文名：全長波速法
• 外文名：The full-length wave velocity method
• 提出者：鐮田敏郎教授
• 提出時間：2001年
• 目的：檢測預應力孔道內壓漿是否飽滿
• 範疇：無損檢測技術

定義

全長波速法是通過測試彈性波經過錨索的傳播時間，並結合錨索的距離計算出彈性波經過錨索的波速。通過波速的變化來判斷預應力管道灌漿密實度情況。一般情況下波速與灌漿密實度有相關性，隨著灌漿密實度測增加波速是逐漸減小，當灌漿密實度達到100%時，測試的錨索的P波波速接近混凝土中的P波波速。全長波速法具有靈活、迅速、檢測效率高的特點，但無法準確定位缺陷具體位置。

預應力梁灌漿密實度檢測，一般情況下波速與灌漿密實度有相關性，隨著灌漿密實度增加波速是逐漸減小，當灌漿密實度達到100%時，測試的孔道中錨索的P波波速接近混凝土中的P波波速（約為4.0Km/s~4.5Km/s）。反之，當灌漿密實度為0時，測試的孔道中錨索的P波波速接近鋼絞線的P波波速（約為5.01Km /s）在全長波速法（FLPV）法中，基準波速是非常重要的參數。一般來說，基準波速可取鋼筋混凝土的波速（一般4.3Km/s）。但是，在採用特製灌漿料時，如果灌漿料的波速快於混凝土的波速，則應採用灌漿料中的波速。而灌漿料的波速則應通過試塊加以測試標定。

預應力孔管道壓漿的檢測的意義及特點

隨著我國交通基礎設施建設事業的飛速發展，預應力混凝土結構因其顯著的技術經濟優勢在橋樑結構中得到了廣泛的套用。在預應力混凝土結構橋樑中，預應力體系的優勢是建立在預應力筋與混凝土黏結完好的基礎上，預應力孔道注漿效果的好壞將直接影響到整個預應力混凝土結構的安全性、可靠性和使用壽命。預應力孔道壓漿是否密實一直是施工控制的重點。

現有施工工藝中存在局限性和施工工人的操作不當，使得預應力孔道灌漿質量存在諸多缺陷，預應力孔道內部如果存在裂縫、空隙等缺陷，將會導致預應力筋局部得不到保護而鏽蝕、預應力筋不能很好的與混凝土牢固黏結為一個整體，從而使預應力鋼筋達不到設計要求，影響預應力筋的壽命，結構承載力下降，有的甚至使結構破壞。造成這種現象的原因很多：工人灌漿技術的不成熟、孔道堵塞、水泥漿的膨脹率和稠度指標控制不好、壓漿時壓力不夠或封睹不嚴、灌漿漿體的流動度和泌水率未達到設計要求等。

預應力孔道灌漿工程屬於隱蔽工程，施工工藝的不完善導致了孔道灌漿質量的各種缺陷，同時對灌漿質量的檢測要求就更高。由於預應力鋼筋的高強度工作，所以預應力筋的破壞對整個構件甚至是整個工程都是起著決定性的作用。因此對預應力構件的質量檢測就變得不可或缺了，施工中也存在著多種檢測手段。如何採用有效的檢測方法，對構件進行精確的檢測意義重大。無損檢測顧名思義是指在不損壞被檢測構件的前提下，通過藉助先進的技術和設備器材，對被檢測構件的內部質量、材料性質及各種性能進行測試，以達到可靠的檢測效果的一類檢測方法。對於現存的各種檢測手段，鑽孔取樣由於對原構件的破壞作用，在工程檢測中較少用到，一般只在局部構件的檢測中起到檢驗無損檢測方法的一種手段。現階段施工中主要還是使用無損檢測技術，正是由於無損檢測方法的不損壞被檢測物體的整體形態、內部結構及使用功能和性能的特點，使的無損檢測技術得到了廣泛的套用。在檢測預應力孔道灌漿質量時，無損檢測可以較準確的獲得檢測結果並不破壞被檢測構件，對被檢測的構件可以採用抽樣檢測或者整批檢測，靈活性和可靠性較高。另一方面對同一構件可以採用不同的檢測方法來檢驗，更能提高檢測結果的可靠性，但較為不經濟。總的來說，無損檢測技術較為靈活方便、高效快捷的特點，能在整個構件工作的過程中進行實時監控。為生產的安全和效率提供保障。

無損檢測技術

無損檢測技術是新興的綜合性套用檢測技術，它是利用被檢測構件的某些物理性質因可能存在的缺陷或差異而引起物理量發生變化的現象，在不損壞被檢測物體的整體形態、內部結構及使用功能和性能的條件下，綜合套用物理方法檢測構件的物理量的變化，從而達到評價被檢測物體的質量和安全性能的目的。無損檢測技術是檢測中一門特殊的檢測學科，在發展現代工業中對於控制和監控各類產品質量，保證產品、材料安全使用及結構可靠性起著關鍵作用。無損檢測技術能對各種工程材料、結構構件及零部件等進行缺陷探測，一方面無損檢測的目的是對這些缺陷進行定性的分析，即判斷是否存在缺陷；另一方面還需要對存在的缺陷進行定量的判斷，如缺陷的大小、類別、形狀、分布和位置等。根據這些定性與定量的分析，來達到對被檢測物體的質量保證、安全保障和使用壽命的監督作用。同時在節約能源及資源、提高成品率、降低成本和工程監控起到積極的促進作用。21世紀以來，無損檢測技術愈來愈受到人們的重視，這歸根於無損檢測技術在20世紀的快速發展。隨著工業生產與科學技術的發展，材料學、物理學等學科的深入研究，檢測技術和電子技術的不斷進步，計算機套用技術的不斷提高，以及工業生產和其他行業對無損檢測技術的需求的不斷增長，無損檢測技術的發展與套用得到了普遍的提高。在上世紀60年代至70年代，是無損檢測技術發展的高峰期，其特點是各種理論知識得到充實和實踐，各種無損檢測的新技術和新方法不斷出現。

在土木工程當中套用的無損檢測技術主要有超音波檢測法、衝擊回波檢測法、紅外線檢測法、雷達法、聲發射檢測法、微波法和光纖感測等。而作為混凝土內部缺陷和性能的無損檢測技術，超音波無損檢測技術主要用於檢測混凝土的強度和缺陷檢測、橋樑檢測和材料性能檢測等；衝擊回波法無損檢測技術一般用於檢測混凝土結構的厚度和裂縫等；紅外線檢測技術則是對建築材料的質量進行評價和成像；雷達法主要為探地雷達無損檢測，它主要套用於鋼筋的位置確定和成像等；聲發射檢測技術用於混凝土失效分析和裂縫及變形檢測等、微波法則用於混凝土濕度檢測及牆體成像；光纖感測技術主要用於評估結構的完整性及構件內部應力狀態的檢測等。

作為土木工程中的無損檢測，從實際工程套用的角度來說，主要有以下三種形式：一是在生產過程中對工程質量實行全程監控，在保證工程質量的同時對施工安全也起到積極維護的作用。二是對竣工驗收起到一個大致的標準作用，即在形成了行業的統一標準後，成為各工程方對工程驗收的一種有效手段。它主要是檢測工程是否達到設計要求，以後是否能安全使用等。三是對已經竣工並投入使用的工程進行監測，這一過程主要是對工程在使用過程中是否出現危險性的缺陷，工程是否滿足安全使用要求等進行監測。這種在役檢測能有效的減少和控制危害性事故的發生，起到一個提前檢測、提前預防、提前控制的作用。無損檢測技術具有以下特點：

1 ）無損於構件或構築物的組分；

2 ）直接在構件或構築物上進行檢測，可現場直接測試評定工程質量；

3 ）可在同一構件上按不同齡期、溫度變化、凍融、腐蝕、硬化等條件進行測試，這樣可避免因試件變異所帶來的測試誤差，使試驗結果有良好的可比性；

4 ）既可對小構件進行質量檢測，又可對大體積的混凝土結構作表層或內部的質量檢測，且簡便快速。

其他方法

探地雷達法

探地雷達的基本原理是：脈衝電磁波信號遇到介電常數不同的界面時，會產生反射，根據有無反射信號可以判斷介質分布；進一步分析反射信號的波形、振幅的變化可以推斷出介質的空間位置、結構、形態等。當孔道灌漿不密實時，不密實部分一般會由空氣或水填充，它們與混凝土、鋼筋的介電常數有很大差異，有很強的反射信號；有空洞存在時，雷達波衰減較慢，甚至出現振幅增大的特點；不密實處由水填充時，會有強烈的反射信號，振幅衰減很快。預應力孔道一般都是由預埋在梁體內的金屬波紋管成型的，再加上樑體內縱橫分布的鋼筋，這對電磁波會產生很大幹擾，雖然有學者進行過模擬（正演和實測，但用探地雷達檢測孔道灌漿質量局限性還是較大，檢測效果還有待進一步驗證。

衝擊回波法

衝擊回波法的定位測試是沿著孔道的上方或側方，以掃描的形式連續測試 （ 激振和拾振 ），通過反射信號的特性來測試孔道內注漿的狀況。當孔道注漿存在缺陷時，一方面激振的彈性波在缺陷處會產生反射，同時在底部反射回來的彈性波的傳播時間也會比注漿密實的地方為長。因此，可以通過彈性波從測試結構底端發射回來的時間來判斷預應力孔道的注漿密實情況，時間的變化可以對測試信號進行頻譜分析反映出來。

超音波法

利用超音波檢測孔道灌漿飽滿度的方法來源於檢測混凝土缺陷。超聲脈衝波在混凝土中傳播，通過分析其聲速（聲時）、波幅和頻率等聲學參數的變化來判斷缺陷情況。當混凝土密實，超音波波速快，首波信號的波幅和頻率大；當混凝土存在蜂窩、空洞或裂縫等缺陷時，超音波在缺陷界面發生反射、散射和繞射等現象，導致聲學參數產生明顯變化。 通過諸多學者大量的試驗測試，用超音波檢測孔道灌漿飽滿度是可行的，並且得出波幅值是判斷孔道灌漿密實度的主要依據。

射線法

射線有較強的穿透性和直線性。當射線穿過物質時，該物質的密度越大，射線強度減弱得越多，即射線能穿透該物質的強度就越小。因此，在梁、板的兩邊分別發信和受信，通過像片中感光的濃淡程度即可測試孔道的灌漿密實度。但其測試設備較為龐大，測試費用高，且有一定的危險性，所以不適宜大範圍使用。

全長衰減法

此方法主要是通過能量（振幅）判斷灌漿越密實度：如果孔道灌漿密實度較高，能量在傳播過程中逸散的越多，衰減較大；如果孔道灌漿密實度較低，能量在傳播過程逸散較少，衰減較小。通過精密地測試能量的衰減，即可推測灌漿質量。