冲击回波质量检测论文

1冲击回波原理

1.1冲击回波法概述

冲击回波法(impact－echo，IE)是在20世纪80年代中期由美国国家标准技术研究院率先提出，用于对混凝土和砌体结构进行无损评价的方法。冲击回波法是运用冲击回波扫描仪在被测构件的表面运动而发出弹性波，其注浆密实度反映在检测到的缺陷区域反复反射的激振信号中。当注浆质量较差时，检测到的回波在波形上有一定的反映，将出现较明显的反射频谱，同时，反算的弹性波波速也会有所降低。

1.2冲击回波的传播

IE法检测原理:在预应力孔道位置处混凝土表面利用瞬时的机械冲击产生低频的应力波，应力波传播到结构内部，遇到声阻抗有差异的界面如构件底面或缺陷表面时将被反射回来，并在构件表面、内部缺陷表面或构件底部之间来回反射产生瞬态共振，其共振频率能在振幅谱中辨别出来，然后通过对反射回来的应力波进行时域分析与频域分析，就能用于确定构件厚度及其内部缺陷的位置。当在结构表面某一点激发弹性波时，在结构中主要有三种形态的波，即:P波，与正应力传播相关;S波，与剪应力传播相关;R波，与正应力和剪应力的合成相关。

1.3冲击回波的测试

在结构表面激发的冲击弹性波以P波和S波的形式传播到结构内部，而R波则沿结构的表面向外传播。其中，P波和S波在遇到内部缺陷时会产生反射，而当传感器与激发点位置较近时，P波占据了回波的主要成分。

2现场检测及结果分析

内蒙古自治区某一级公路一合同段桥梁共有两种结构形式，分别为20m预应力混凝土装配式箱梁及13m先张法预应力混凝土简支空心板。混凝土强度设计等级为C50。20m预应力混凝土箱梁桥由4片箱梁组成，梁高为1.2m，空心板桥由两块边板和7块中板组成，板高70cm。桥梁设计荷载等级为公路－Ⅰ级。检测时首先在完全灌浆的预应力钢束管道位置和正常混凝土位置(即无波纹管位置)进行测试，获得混凝土内部压浆密实和无预应力管道时的两组冲击回波的标定声时，作为与测点检测结果进行对比的基础，根据标定声时及检测时间云图的分析结果可以预测钢束管道内的压浆质量，判断孔道中是否有空隙存在。对某片20m箱梁中部分波纹管密实度检测的结果如表1所示。表中位置指的是距离箱梁端部的位置以及钢筋的编号。标定声时指的是混凝土密实情况下反射回波在混凝土中传播用的声时，反射声时指的是反射回波在实际波纹管中传播用的声时。

3结语

通过对检测数据和现场钻孔综合分析，冲击回波法用于检测预应力束孔管道压浆密实与否是可行的;冲击回波法可以对束孔管道的压浆质量做出较准确的评价;冲击回波法检测精度与波速P、低频冲击所用钢球直径D和A/D的采样频率等因素密切相关。对预应力混凝土箱梁束孔管道压浆质量的无损检测目前还没有比较成熟的技术方法及相关规范，仍然是一个较新的课题，如何进一步用冲击回波法准确检测预应力管道内的压浆质量，还需要作进一步的试验和理论研究。

作者:张俊光张勇单位:内蒙古自治区交通建设工程质量监督局招商局重庆交通科研设计研究院有限公司