T-JSTERA 55-2024 裝配式混凝土橋梁施工 灌漿質(zhì)量檢測沖擊彈性波法

ICS93.040CCSP28Constructionofprefabricatedconcretebridges—Groutingqualityinspection—ShockelasticwavemethT/JSTERA55－2024前言 II 12規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 14基本規(guī)定 15儀器 16準備工作 26.1基準調(diào)試 26.2技術(shù)準備 7現(xiàn)場檢測 37.1方法選擇 7.2測點布置 7.3檢測步驟 8數(shù)據(jù)分析和檢測報告 8.1數(shù)據(jù)分析 8.2檢測報告 附錄A（資料性）套筒灌漿密實性檢測用表 附錄B（資料性）沖擊彈性波檢測數(shù)據(jù)時域分析方法 B.1時域分析法 7B.2分析方法 8附錄C（資料性）沖擊彈性波法檢測套筒灌漿密實性檢測結(jié)果的影響因素 9C.1試件厚度 9C.2套筒布置方式 9C.3箍筋及鋼筋網(wǎng)片 9T/JSTERA55－2024本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由江蘇省交通經(jīng)濟研究會提出并歸口。本文件起草單位：中石化勝利建設(shè)工程有限公司、無錫市交通運輸局、江蘇省交通工程集團有限公司、中交第一航務(wù)工程局有限公司、中國建筑第七工程局有限公司、中鐵十局集團第四工程有限公司、江蘇鎮(zhèn)江路橋工程有限公司、中鐵十局集團有限公司、四川升拓檢測技術(shù)股份有限公司、常州市交通運輸綜合行政執(zhí)法支隊、常州交通建設(shè)管理有限公司、江蘇騰達工程檢測有限公司、中交二公局第三工程有限公司、江蘇森淼工程質(zhì)量檢測有限公司、中交一公局第二工程有限公司、溧陽市交通工程建設(shè)事業(yè)發(fā)展中心、華設(shè)檢測科技有限公司、中鐵大橋局集團有限公司（江蘇廣亞建設(shè)集團有限公司）、中鐵四局集團有限公司。本文件主要起草人：賈麗杰、王國明、孫勁英、趙書鋒、孫超、王振濱、邵浩東、龔玉宇、崔振華、蘇雷成、曹向浦、徐德民、包旭、孫明祥、周躍明、任永泉、施亮、朱蕊、豐榮良、莊云、尹發(fā)聰、任孝忠、魯飛、毛安靜、楊森、袁野、申軍、趙寶根、張惠閔、孫樂泉、楊亞峻、曾騰騰、王成建、占衛(wèi)國、俞科峰、陳光林、黃建科、楊磊、何雨、黃飛、邱俊彥、雷松、湯勤、韓輝、吳偉俊、李杰民、郭瓅琴、賈云清、劉金濤、鄒文軍、廖波、張偉、魏賽賽、江鋮、張亞楠、李毅、吳濤、黃志奕、陳鋒、宋建強、董戈、湯彬偉、徐春風、陳晶晶、蔣蔚、王芮文。1T/JSTERA55－2024裝配式混凝土橋梁施工灌漿質(zhì)量檢測沖擊彈性波法本文件規(guī)定了裝配式混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法灌漿密實性檢測的基本規(guī)定、儀器、準備工作、檢測、數(shù)據(jù)處理和檢測報告等內(nèi)容。本文件適用于公路預(yù)制裝配式橋梁套筒連接灌漿采用沖擊彈性波法的質(zhì)量檢測。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/JSJTQX20-2021電磁感應(yīng)法鋼筋保護層厚度檢測技術(shù)規(guī)定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1沖擊彈性波法一種無損檢測技術(shù)，它利用沖擊器產(chǎn)生瞬時沖擊力，并通過傳感器等接收器捕捉由這些沖擊力引起的彈性波信號，并通過儀器進行信號的解析和輸出。3.2灌漿密實性鋼筋采用套筒灌漿方式連接時，灌漿結(jié)束并穩(wěn)定后，套筒內(nèi)灌漿的充盈狀態(tài)。[來源：T／CECS683-2020，2.0.1，有修改]3.3基準調(diào)試為保證檢測結(jié)果與實際狀態(tài)一致性，沖擊回波儀在檢測之前，對標準件進行檢測，并將儀器檢測結(jié)果與標準件情況進行對比，調(diào)節(jié)儀器相關(guān)參數(shù)，使其一致的過程。4基本規(guī)定4.1沖擊彈性波法檢測套筒灌漿密實性時，灌漿料應(yīng)達到設(shè)計強度，且應(yīng)在灌漿至少3d后進行檢測。4.2在檢測前，應(yīng)對儀器設(shè)備進行基準調(diào)試。5儀器5.1沖擊彈性波法檢測灌漿質(zhì)量的儀器為沖擊回波儀，沖擊回波儀符合下列規(guī)定：2T/JSTERA55－2024a)應(yīng)配置鋼球型沖擊器，沖擊器根據(jù)不同測試條件配備兩種直徑，分別為D17、D30；b)傳感器采用加速度傳感器，耦合方式為高阻尼傳感器支座；c)數(shù)據(jù)采集儀宜具備信號放大功能，且增益可調(diào)；宜配有不少于2通道的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精度應(yīng)不低于16位，采樣頻率應(yīng)不低于100kHz且采樣點數(shù)可調(diào)；d)儀器應(yīng)能實時顯示沖擊時傳感器的輸出時域信號，并應(yīng)具有頻率幅值譜分析功能。5.2儀器應(yīng)具有對信號觸發(fā)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)分析等功能，其中數(shù)據(jù)分析功能包括快速傅里葉變換（FFT）和最大熵法（MEM）頻譜分析，并可以繪制曲線圖。5.3沖擊回波儀工作環(huán)境溫度宜為0℃~40℃,不應(yīng)在機械振動和高振幅電噪聲干擾環(huán)境下使用。5.4儀器校準周期為一年。新購儀器、超過校準有效期限或校準有效期內(nèi)有過系統(tǒng)維修時，應(yīng)由法定計量檢定機構(gòu)進行校準。6準備工作6.1基準調(diào)試6.1.1基準調(diào)試應(yīng)包括波速調(diào)試和缺陷區(qū)域驗證兩部分。波速調(diào)試和缺陷區(qū)域驗證應(yīng)事先分別制作標準件。6.1.2用于儀器讀數(shù)矯正的標準件應(yīng)滿足下列要求：a)校準試件混凝土抗壓強度應(yīng)與待測構(gòu)件強度等級相一致；b)校準試件厚度應(yīng)不小于150mm，長寬尺寸均應(yīng)不小于厚度的6倍；c)校準試件不應(yīng)有內(nèi)部缺陷。6.1.3用于缺陷區(qū)域驗證的標準件滿足下列要求：a)人為設(shè)置套筒灌漿缺陷進行缺陷檢測，檢測套筒應(yīng)不少于3組，每組3根；b)每組3根分別設(shè)計頂部灌漿缺陷，中部灌漿缺陷，頂部和中部灌漿缺陷3種缺陷類型，每處缺陷長100mm，每種缺陷設(shè)計相同的3根套筒用來對比試驗；c)人為設(shè)置缺陷時，宜采用羊皮、泡沫等吸波性良好的材料作為填充物進行，分別在螺紋鋼筋的頂部和中部纏繞羊皮、泡沫等，并且記錄羊皮的位置；d)把纏繞羊皮的鋼筋進行套筒灌漿，待灌漿料凝固后進行檢測。6.1.4波速調(diào)試應(yīng)按如下步驟進行：a)在構(gòu)件測區(qū)內(nèi)布置測點或測線，每測點應(yīng)取2個有效波形，一個孔道所有測點數(shù)據(jù)采集完成后，即可對孔道位置測試數(shù)據(jù)與正?；炷翜y試進行時域頻譜解析，當被測孔道測點彈性波波速相較于正常混凝土測點彈性波波速有延遲時，可判斷該測點處存在灌漿缺陷。b)標準件檢測反射時間應(yīng)按公式（1）計算?！街校篢——沖擊彈性波反射時間，單位為毫秒（msVp——混凝土波速，單位為米/秒（m/s）；H——混凝土結(jié)構(gòu)厚度，單位為米（m）。c)標準件厚度還應(yīng)滿足公式（2）的規(guī)定：×100%≤5%………………3T/JSTERA55－2024式中：Bh——標準厚度，單位為米（mh——直接量測的校準試件的實際厚度，單位為米（m）。d)調(diào)試時，每次選取的測點位置應(yīng)一致；e)如讀數(shù)不滿足上述條件，應(yīng)進行讀數(shù)矯正。6.1.5缺陷區(qū)域驗證方法如下：a)應(yīng)在灌漿料凝固后達到設(shè)計強度后進行檢測；b)在標準件的外壁每隔20mm豎向布置一處測點，每個套筒布置兩列測點；c)對測點進行檢測，每列測點檢測3次；d)判斷灌漿不密實區(qū)域；e)檢測結(jié)果顯示不密實區(qū)域與實際不密實區(qū)域進行偏差檢查，位置偏差應(yīng)不大于10mm。6.2技術(shù)準備6.2.1檢測前應(yīng)調(diào)查、收集所檢測構(gòu)件的基本情況，包括套筒的型號、數(shù)量、布設(shè)位置、結(jié)構(gòu)尺寸、保護層厚度等。6.2.2調(diào)查構(gòu)件所處的環(huán)境條件。6.2.3應(yīng)在同一工程套筒灌漿質(zhì)量檢測前，統(tǒng)一編制檢測方案。包括工程概況、檢測依據(jù)、檢測人員和儀器、測區(qū)劃分、測線布置、檢測方法、檢測步驟、檢測數(shù)量、檢測位置等。6.2.4檢測部位混凝土表面應(yīng)清潔、平整，且不應(yīng)有蜂窩、孔洞等外觀質(zhì)量缺陷。7現(xiàn)場檢測7.1方法選擇7.1.1可采用掃描式檢測和單點式檢測方法。7.1.2掃描式檢測適用于平整的大面混凝土表面，單點式檢測適用于曲面、小接觸面混凝土表面。7.2測點布置7.2.1根據(jù)圖紙上套筒的數(shù)量和型號來布置測點。7.2.2測點應(yīng)避開灌漿口和出漿口，以免因結(jié)構(gòu)和套筒主體不同而產(chǎn)生差異性的檢測結(jié)果。7.2.3測點間距宜為20mm。7.2.4沿套筒走向布設(shè)測線，測線數(shù)量或測點數(shù)量、測線或測點間距可根據(jù)套筒的尺寸確定，并應(yīng)標明測線或者測點的編號和位置。7.2.5測線距構(gòu)件外邊緣或側(cè)表面的最小距離，應(yīng)大于沿沖擊方向構(gòu)件厚度的0.3倍；測區(qū)范圍應(yīng)大于預(yù)估缺陷的區(qū)域。7.3檢測步驟7.3.1應(yīng)根據(jù)圖紙?zhí)崆按_定灌漿套筒在混凝土構(gòu)件中的位置，如無圖紙，應(yīng)采用鋼筋掃描儀進行套筒的定位檢測。掃描方法按T/JSJTQX20-2021執(zhí)行。7.3.2在檢測開始前提前將待檢測套筒的參數(shù)輸入檢測儀器內(nèi)。7.3.3連接儀器，安設(shè)傳感器，并保證傳感器與被測面良好粘結(jié)。7.3.4在被測面上無套筒的位置先進行基準波速的測量，并將基準波速輸入至儀器，進行基準波速測量時，應(yīng)選擇較大的沖擊錘作為沖擊源。4T/JSTERA55－20247.3.5按測線方向施測，見圖1。先將傳感器安設(shè)在1號測點，將激振點設(shè)置在2號測點或測線上其他位置，并應(yīng)保證傳感器與激振點之間的距離應(yīng)不大于構(gòu)件厚度的0.4倍，且宜在40mm～60mm之間。圖1測點布設(shè)圖7.3.6使用激振錘對激振點進行激振，激振應(yīng)符合以下要求：a)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的厚度選擇激振錘，當構(gòu)件厚度在50mm～200mm之間時，應(yīng)選擇D10激振錘；當構(gòu)件厚度在200mm～400mm之間時，應(yīng)選擇D17激振錘；當構(gòu)件厚度在400mm以上時，應(yīng)選擇D30激振錘；b)激振時，每個測點激振2次，每個套筒應(yīng)檢測3次以保證檢測精度；c)對灌漿套筒處混凝土外壁進行激振時，應(yīng)避開灌漿口和出漿口處；d)對構(gòu)件表面激振時，宜1次性激振到位，讓沖擊器自動回彈。7.3.7激振后，沖擊彈性波回波被傳感器采集，并通過數(shù)據(jù)線傳輸給儀器主機進行數(shù)據(jù)初步處理。完成測點1的數(shù)據(jù)采集。7.3.8將傳感器移至2號測點，將激振點設(shè)置在激振點設(shè)置在3號測定或測線上其他位置，重復上述步驟，完成測點2的數(shù)據(jù)采集，以此類推，直至完成整個套筒測點的數(shù)據(jù)采集。7.3.9檢測過程中，應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：a)儀器的采樣頻率應(yīng)大于10倍最高系統(tǒng)響應(yīng)頻率，并應(yīng)滿足檢測精度要求；b)應(yīng)通過設(shè)定采用頻率和采樣點數(shù)來提高信號的檢測精度，檢測精度以分辨率表示。分辨率為采樣頻率與采樣點數(shù)之比；c)采用單點式檢測時，應(yīng)保證傳感器與構(gòu)件表面耦合良好。當檢測面有表面裂紋時，傳感器和激振點應(yīng)位于表面裂紋同側(cè)。5T/JSTERA55－2024d)在測量時要保證外界聲音在40分貝以下，不應(yīng)因外部聲音過大而干擾測量結(jié)果；e)當檢測結(jié)果存在異常時，應(yīng)復測或加密檢測。7.3.10檢測記錄格式見附錄A。8數(shù)據(jù)分析和檢測報告8.1數(shù)據(jù)分析8.1.1采集的數(shù)據(jù)通過儀器自帶軟件進行自動初步分析，分析方法為時域分析法，其原理和方法見附錄B。8.1.2初步分析后的數(shù)據(jù)如出現(xiàn)異常，異常數(shù)據(jù)分析方法可參照附錄B進行分析處理。8.1.3初步分析的數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)人工確認后再進行缺陷范圍的確定。8.1.4對檢測結(jié)果分析時，應(yīng)考慮檢測結(jié)果受多重因素的影響，其影響因素見附錄C。8.1.5數(shù)據(jù)分析時，還應(yīng)注意以下事項：a)當測點距離邊界小于5cm時，該點能量頻譜受試驗試件邊界影響最大；b)當所檢測件長度與試件內(nèi)套筒長度相等時，存在明顯的邊界效應(yīng)，分析時，應(yīng)剔除上、下邊緣處的影響；c)對于所測套筒在構(gòu)件內(nèi)居中布設(shè)時，構(gòu)件是否有鋼筋干擾都不會對沖擊彈性波定性檢測有影響，而對于定量檢測結(jié)果會導致存在誤差；），d)對于雙排梅花型布置和雙排對稱布置的套筒試件，檢測結(jié)果準確性低。8.2檢測報告8.2.1檢測完成后應(yīng)及時出具檢測報告。8.2.2檢測報告宜包括下列內(nèi)容：a)委托單位名稱；b)工程概況，包括工程名稱、結(jié)構(gòu)類型、施工日期等；c)檢測方法及檢測依據(jù)；d)采樣方法、檢測數(shù)量和檢測位置；e)檢測日期、報告完成日期；f)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的參數(shù)；g)檢測結(jié)論。6T/JSTERA55－2024（資料性）套筒灌漿密實性檢測用表表A.1套筒灌漿密實性檢測記錄表工程名稱：工程部位執(zhí)行標準施工日期檢測日期設(shè)計強度等級構(gòu)件名稱檢測環(huán)境/構(gòu)件表面狀態(tài)儀器設(shè)備型號：編號：參數(shù)采樣頻率=Hz；采樣點數(shù)=點；濾波方式：構(gòu)件混凝土波速（m/s）測區(qū)/測點/測線編號計算/沖擊回波測得的厚度值T/m直接測得的實際厚度值H/m結(jié)果圖（振幅譜圖等）編號布位置等情況）檢測部位（測區(qū)、意圖7T/JSTERA55－2024（資料性）沖擊彈性波檢測數(shù)據(jù)時域分析方法B.1時域分析法B.1.1應(yīng)力波在混凝土中傳播時，當在混凝土內(nèi)部遇見空隙時，應(yīng)力波的傳播路徑會發(fā)生改變，進而接收到應(yīng)力波的聲時和振幅都會有所改變，通過分析應(yīng)力波的首波時間、回波時間、振幅的變化等信息，再和正常傳播處對比后，可以因此確定缺陷的位置，該分析方法稱為時域分析法。B.1.2應(yīng)用沖擊回波法檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷首先需要利用激振錘激振待測結(jié)構(gòu)表面，激振產(chǎn)生的縱波會在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部傳播，見圖B.1。圖B.1沖擊彈性波在不同結(jié)構(gòu)物內(nèi)傳播圖B.1.3時域分析法對接收的聲信號采用時域分析法進行分析，縱波在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播過程中，如果遇到尺寸較大的缺陷或邊界，就會因兩種材料的波阻抗不同而發(fā)生反射和透射現(xiàn)象，且波阻抗相差越大，反射越明顯。這樣反射波就會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部多次反射，最終就具備了形成瞬時類諧振的條件，且在結(jié)構(gòu)沖擊表面上的質(zhì)點就會產(chǎn)生振動，這種振動就以位移、速度或者加速度的信號形式被相適應(yīng)的傳感器采集到，并經(jīng)過信號放大器對信號進行放大，就可以得到周期位移時域信號，并可以根據(jù)缺陷會使厚度頻率向低頻漂移這一性質(zhì)來定性和定量的判讀缺陷，見圖B.2。圖中未填充邊框代表實測反射區(qū)域，斜線填充代表灌漿密實反射區(qū)域，當兩者對應(yīng)縱坐標基本相同時，則判斷套筒灌漿密實，輕微壓漿缺陷將會產(chǎn)生提前反射信號，嚴重壓漿缺陷將會產(chǎn)生延后的繞射信號。B.1.4橫坐標代表檢測長度，檢測方向從左往右，縱坐標中厚度代表試件厚度方向，時間代表接收到信號的時間。a)灌漿密實8T/JSTERA55－2024b)灌漿輕微缺陷圖B.2時間差分析法B.1.5時域分析法因混凝土表面粗糙不平，內(nèi)部粗骨料和細骨料不能均勻分布，受混凝土試件厚度影響較大，因此得到的周期位移時域信號誤差大于振動法，另外因為應(yīng)力波經(jīng)過混凝土和鋼筋路徑變化較小，周期位移時域信號變化不明顯，因此無法檢測出套筒內(nèi)鋼筋缺失。B.2分析方法B.2.1檢測曲線信號區(qū)域，無頻率延遲，測得的構(gòu)件厚度卓越周期峰值f（圖A.3中紅色反射區(qū)域）與無套筒部分的構(gòu)件厚度卓越周期峰值f基本相同，或向低頻輕微漂移并出現(xiàn)另一個低頻峰值fs，可判斷孔道內(nèi)壓漿密實；卓越周期沒有明顯變化時，表明套筒灌漿密實。。B.2.2檢測曲線信號區(qū)域有厚度卓越周期降低，測得的構(gòu)件厚度卓越周期峰值明顯小于無套筒部分的構(gòu)件厚度頻率值，或向低頻明顯漂移并出現(xiàn)另一個卓越周期峰值，可判斷套筒內(nèi)壓漿不密實。即：云圖2中藍色線條位置為正常反射時刻，圖B.3中實際反射位置接近正常反射位置，表明壓漿質(zhì)量較好，偏離正常反射位置則表示壓漿存在缺陷；卓越周期有明顯變化，表明套筒灌漿有缺陷。缺陷區(qū)域密實區(qū)域圖B.3數(shù)據(jù)處理云圖T/JSTERA55－2024（資料性）沖擊彈性波法檢測套筒灌漿密實性檢測結(jié)果的影響因素C.1試件厚度C.1.1采用沖擊回波法來檢測混凝土試件內(nèi)灌漿套筒的灌漿情況和檢測的厚度有關(guān)，當信號產(chǎn)生處和信號接收處在0.8m以下時，通常信號接收處放在信號產(chǎn)生處同面，簡稱沖擊回波法，彈性波信號經(jīng)過混凝土試件反射后傳達接收器內(nèi)部。C.1.2當信號產(chǎn)生處和信號接收處厚度在0.8m以上時，通常信號接收處放在信號產(chǎn)生處對側(cè)，簡稱對測法，通常運用在