拱桥拱肋钢管混凝土质量的超声波检测

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发布时间：2021-09-16

资料介绍

拱桥拱肋钢管混凝土质量的超声波检测
童寿兴,商涛平
(同济大学混凝土材料研究国家重点实验室,上海　200092)
摘　要:工程检测实例表明钢管混凝土超声法检测是可行的,分析了钢管与混凝土胶结脱空
的原因及防止措施。
关键词:超声检验;钢管混凝土;换能器;桥;胶结质量
中图分类号:TG115. 28 　　　文献标识码:A 　　　文章编号:100026656 (2002) 1120464202
ULTRASONIC TESTING OF THE QUALITY OF THE STEEL PIPE ARCH
FILLED WITH CONCRETE
TONG Shou2xing , SHANG Tao2ping
(State Key Laboratory of Concrete Materials Research , Tongji University , Shanghai 200092 , China)
Abstract : An engineering testing showed the feasibility of ultrasonic method to evaluate the quality of the steel pipe arch
filled with concrete. The cause of disintegration between steel pipe and concrete was analyzed and the preventive measures were al2
so discussed.
Keywords :Ultrasonic testing ; Steel pipe concrete ; Transducer ; Bridge ; Bonding quality
某工程的主桥上部是一个下承式系杆拱桥,跨
径75. 0m ,拱高12. 5m ,桥宽10. 5m。它由主拱圈、拱
上风撑、系梁、端横梁、中横梁、桥面板及吊杆组成。
主撑拱肋的拱脚和端横梁是一个整体,通过拱脚预
埋件与拱圈连接为整体组成无铰拱。
主拱肋是钢管混凝土结构,钢管直径<1. 0m ,由
16mm厚的Q235 钢板分段卷制焊接成形。钢管内
混凝土是C50 微膨胀混凝土。
为了解钢管内混凝土的泵注密实性及混凝土与
钢管内壁的胶结质量,采用超声波脉冲法对该工程主
拱肋钢管混凝土的施工质量进行非破损检测鉴定。
1 　钢管混凝土检测基本原理
在钢管混凝土超声波检测中,超声波沿钢管壁
传播时,其信号对检测是否有影响是检测人员所关
注的问题,也是能否采用超声脉冲法检测钢管混凝
土质量的关键所在。
当超声波换能器布置为直接对穿法检测时,超
声波在钢管混凝土中径向传播的时间tc 与绕钢管
收稿日期:2001208217
壁半周长传播时间tsp 的关系根据实验模拟声波传
播的距离及实例结果[1 ] 可以归纳如下
tc =
2 R
Vc
(1)
tsp =
π·R
Vsp
(2)
即tsp =
π·Vc ·tc
2Vsp
(3)
式中　R ———钢管的半径
Vc ———超声波在钢管混凝土中的传播速度
Vsp ———超声波绕钢管壁的传播速度
该工程钢管混凝土的设计强度等级为C50 ,采
用525 号普通硅酸盐水泥、中砂、5～25mm 碎石,掺
Ⅱ级低钙灰、高浓高效泵送剂及U 型膨胀剂。钢管
混凝土实测超声声速Vc ≈4. 5kmPs ,钢管的声速Vsp
≈5. 4kmPs ,即
tsp = 1. 3 tc (4)
由式(4) 可见,只要钢管混凝土内部是密实的,
且混凝土与钢管内壁胶结良好,则采用对穿法检测
时,接收信号的首波是沿钢管混凝土径向传播的超