桥梁CT技术在承秦高速公路及其建桥梁质量控制中的应用

同度物探 2023-11-27 16:20:14

——承秦高速是河北省高速公路网布局规划“五纵、六横、七条线”中的第一条。路线全长196公里,桥梁73座,28981.6延米,桥隧总长度44.5公里,占路线全长48.36%。

——承秦高速公路主要路段位于燕山山区,冬季时间长,混凝土内外温差大,低温下水化过程缓慢,易受冻害,质量保证难度较大。为了打造百年工程,在建设中应用了桥梁CT检测技术,对在建桥梁的混凝土质量进行监控,抽检测了260片梁板,对全线桥梁质量达标起到了促进作用。

选用北京同度工程物探技术有限公司生产的64道桥梁CT系统。

在现场检测过程中,将不同类型的桥梁分解为不同的梁板,在梁板内布置CT检测。在承秦高速中检测对象主要是T型梁和箱梁,检测中T型桥梁分解为顶板和腹板两个面(见图2),箱梁分解为顶板、底板、左腹板和右腹板四个面(见图3)。

图2 预置T型桥梁梁板的分解图

图3 预置箱梁梁板分解图

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现场检测中的观测布置

现场检测的主要是T梁,长30m,高2m。观测系统布置成“L”形,在长边和一短边布置检波器,在另一长边和短边布置激发点,布置传感器间距、激发点间距横向为50cm、纵向加密为25cm(见图4)。

图4 现场观测系统布置

图5 数据采集现场

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混凝土梁体检测实例

用桥梁CT方法对承秦高速承德段23个合同段的260片T梁的整体浇注质量进行了检查。图6是实际检测记录,由记录可清晰地看出最先到达的直达纵波以及后续到达的横波和Lame波。桥梁CT使用直达的波纵走时,记录到时清晰,干扰少,读取准确。

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实例1:1标左幅21-4 T梁检测结果

图7上、下两幅图分别表示1标左幅21-4 T梁顶板和腹板的波速CT图像。图中褐色、黄色区混凝土波速高于4.0km/s,表示混凝土密实、强度高,浇筑质量好;绿色为中等波速区,波速在3.5-4.0km/s之间,浇筑质量较好,达到了C50要求;蓝色以下为低波速区,波速小于3.5km/s,表示混凝土不够密实、浇筑质量较差,强度达不到C50要求。从图像中可以看出该梁板浇筑质量良好,绝大多数区域达到了设计要求,但在承德端的顶板和腹板中存在面积约1.5m²的蓝色低速区域,密实度不够,很可能是震捣不够所致。

04

实例2 1标右幅27-2T梁检测结果

图8上、下两幅图分别为右幅27-2T梁顶板和腹板的波速CT结果,图像绝大部分为绿色和黄色高速区,表明梁板强度基本达到C50的设计要求,且浇注均匀性良好。但在靠距秦皇岛端有长约2m的局部蓝色低速区,总面积约4m²,密实度不足,强度低于C50,推测端部震捣不够。

图8 1标右幅27-2T梁顶板和腹板波速CT图像

从检测结果图上可以看出,桥梁CT方法能够很好地将梁板混凝土浇注的密实性与强度通过云图清晰、准确地展示出来,图像直观,位置准确;对缺陷的位置、范围和程度给出准确判断,便于应用。从承秦高速梁体的检测结果可以看出,多数缺陷分布在梁板两端,推测引起这种现象的原因是由于端部局部振捣不足,现场调查也证实了这一推测。对应标准“在用公路桥梁现场检测技术规程(JTGT 5214—2022)”中层析扫描方法。

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