(1)钢混结构病害现状
钢混结构是型钢和混凝土组成的复合受力结构,包括外围钢框架或型钢混凝土、钢管混凝土框架与钢筋混凝土核心筒所组成的框架-核心筒结构,以及由外围钢框筒或型钢混凝土、钢管混凝土框筒与钢筋混凝土核心筒所组成的筒中筒结构。
在施工过程中,若存在钢结构与混凝土接触面贴合不密实或钢结构内部混凝土浇筑存在缺陷,会对结构使用寿命、安全等问题造成影响。
(2)现有测试方案难点及新的解决方法
敲击法(难点:敲击法完全依靠检测人员的经验去判断,难免有误差);超声波法(超声波法是目前研究成果最多的一种检测方法,但在实际检测过程中,信号会沿着钢结构进行传播,无法准确检测出内部缺陷);钻孔法(钻孔法可以准确测量脱空深度,但该方法为有损检测,因而无法大规模应用,只能用做上述检测方法的补充)。
以上几种方法都存在一定的局限性,现场实际检测中存在或多或少的问题。冲击弹性波法是目前较为有效可行的方法。(通过冲击使得结构表面产生振动;结构脱空与否,结构振动信号的相位、幅度、频率等特征信息会发生变化,根据这一系列特征判断钢结构与混凝土接触表面是否存在脱空;采用对测的方式,通过对混凝土内弹性波波速及波幅的计算分析钢管混凝土的内部缺陷)。
(3)检测依据
1、《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011);
2、《公路工程质量检测评定标准》(JTG/F8011-2017);
3、《冲击弹性波法检测混凝土缺陷技术规程》(T/CECS 925-2019)。
(4)测试原理
1、信号特征法
通过冲击使得结构表面产生振动;结构脱空与否,结构振动信号的相位、幅度、频率等特征信息会发生变化,根据这一系列特征判断钢结构与混凝土接触表面是否存在脱空。
图1-5-1钢管或钢板混凝土缺陷模型及测试原理
2、走时成像信号振幅综合迭代
该方法以冲击弹性波作为媒介,以波速和信号幅值作为计算依据,通过交叉测线对被检对象进行全方位扫描,通过对采集数据的反演、重建,得到真实反映结构内部情况分布图像,达到检测结构物内部质量的目的。
图1-5-2走时成像测试原理
(5)工程案例
案例一:某钢管混凝土内部缺陷检测案例 案例二:某钢拱桥钢管混凝土脱空与内部缺陷检测案例 案例三:成都某工程钢管混凝土内部缺陷检测案例