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混凝土结物[精品]
形状复杂及钢筋密集的混凝土结构物内部缺陷检测方法
一、问题的提出
《超声法检测混凝土缺陷技术规程》中的超声概率法普遍应用于混凝土结构物内部缺陷检测,但受方法原理和测试条件的制约,尚处于定性或半定量的水平,应用实践表明,超声概率判定缺陷有以下几点不足之处:
(1)概率法用以区分正常混凝土的随机波动与缺陷明显异常的判断标准是正态分布的统计规律,要求测试数据组必须具有足够的数量,如果数据组数量不足,或被剔除的异常值较多时,有可能不满足正态分布条件,其判断结果将出现错误。
(2)概率法判断缺陷的标准不可能采用固定的临界指标而是取计算母体的置信区间的临界值。当被测结构普遍质量较差使平均值()偏低而数据离散性大使标准差()偏大时,异常值判断值()将偏小,可能导致漏判,增加了使用方的风险;反之,当被测结构普遍质量较好平均值()偏高而数据离散性小标准差()偏小时,异常值判断值()将偏大,可能导致错判,增加了生产方的风险。
(3)概率法适用于多种测量的声参数,如声速、波幅、主频等,但各种声参数分别判定的结果很可能不一致甚至相左,如何最终判定?
(4)概率法主要使用的声参量是声速和首波波幅,一般很少用到后续波的信息,实际经验表明,波形是否发生畸变对于判断缺陷的存在具有相当大的意义,但由于对波形畸变没有定量化的描述手段,致使很多测试人员忽视了这个重要的信息来源,影响了判断的准确性。
(5)概率法仅用于发现并界定缺陷,对于被测构件整体质量分布不予描述。
将超声概率法应用到形状复杂及钢筋密集的混凝土结构物时,由于结构物的复杂性以及密集钢筋的干扰,更进一步增加了测试难度。梁柱整浇式节点是柱子连接与梁的连接汇集在一起通过后浇混凝土形成刚性节点,是典型的形状复杂及钢筋密集的混凝土结构物。整浇式节点形式复杂多样,内部钢筋密集,容易造成混凝土架空、离析,粗细骨料不均等现象,降低节点承载力,影响整体结构的性能。但是由于节点部位结构复杂,难于具备超声波概率法缺陷检测需要的测试条件,致使节点缺陷超声检测时经常出现错判或漏判的情况。而以漏判现象更为明显,主要原因是:
①节点部位梁柱立体相交,结构复杂,外露测试面受限,布置测点困难,很难采集到具有足够数量的同条件测点数据,另外为减少测试盲区,很多测线只能布置为斜向测试或角测或扫描测试,不同方式测位的相同声参量数据不能合并判断,从而不能保证概率统计法对测点数量的要求。
②结构形状复杂、边界效应影响、内部密集钢筋的干扰等致使声信号的离散性偏大,导致概率法判定缺陷时缺陷判断值过低,甚至低于最小值,导致经常出现漏判现象。
③节点内部钢筋密集,通过缺陷的声线很可能被钢筋“短路”,影响了声参量测量值的真实性,尤其是掩盖了声速受缺陷影响所产生的差异,降低了声速对缺陷的敏感程度。
④各种声参量分别判定的结果不一致,在普通结构物缺陷检测中主要应用的声速和波幅,在节点检测中经常出现判定结果不一致甚至相差很大的现象,致使难于形成最终的判定结论。
康科瑞公司2010年完成的国家十一五项目《既有建筑综合改造关键技术研究与示范》子课题的专题研究《框架结构梁柱节点混凝土密实度及缺陷检测方法研究》,针对梁柱节点缺陷超声检测的特点以及现有概率法在节点缺陷检测中的不足之处,提出了适用于节点缺陷检测的测试方法以及数据分析与缺陷判断方法,并适用于其他形状复杂及钢筋密集的混凝土结构物的内部缺陷超声检测。该方法已申请了国家发明专利。
二、梁柱节点内部缺陷超声检测技术方法说明
将梁柱节点内部缺陷超声检测技术方法简称为“综合判定因子法”,方法流程概括为以下框图:
1、现场测试,检测声参量(声时、幅度),记录波形2、计算测点声参量判定值(声速、波幅、复频差、互相关系数)3、
1、现场测试,检测声参量(声时、幅度),记录波形
2、计算测点声参量判定值(声速、波幅、复频差、互相关系数)
3、计算测点声参量判定因子(无量纲 0~1)
4、计算测点综合判定因子(无量纲 0~1)
5、绘制测位综合判定因子色谱图
6、在测位色谱图上界定可疑缺陷投影图
7、综合各测位可疑缺陷投影图判定可疑缺陷空间位置,结合表观检查、施工情况等信息最终判定缺陷空间位置、范围和性质
性质
为适应节点结构复杂测试面分散的特点,减少测试盲区,测试方法包括对测法、斜测法、角测和扇形扫描测试,角测和扇形扫描测试时各测点的测距或测试角度不等,在数据处理时需要对其波幅进行修正。
图1 对测 斜测 角测 扇形扫描
在每一测点测量声时、波幅、测距,采集波形,波形长度从首波到达时刻起至少包括5个以上完整波形,采集
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