超声波定量检测钢管混凝土结构脱空缺陷的试验研究

摘要

本文针对钢管混凝土结构脱空缺陷定量检测目前还没有成熟技术手段的现状,以一座钢管混凝土拱桥为对象,选择技术和经济方面都比较可行的超声波检测法,开展了定量检测钢管混凝土结构脱空缺陷的室内足尺模型试验。取得了以下两方面的研究成果:(1)通过空管模型试验并结合超声波传播理论,首次提出超声波在空钢管壁中沿弧长传播的实际路径,是以与钢管外壁切线成α的入射角度进入钢管,通过钢管内壁反射回到钢管外壁,如此反复,折线前进传播.传播时间的计算公式为:ts=l/2vsCOSα,式中,l为钢管的弧长,Vs为超声波在钢管中的声速,α为入射角。在此基础上,推导出了超声波绕射通过单个脱空缺陷的总声时计算公式,以及定量检测单个脱空缺陷厚度上限hmax的计算公式。(2)在实验室内制作了4个有脱空缺陷的直径为700m的钢管混凝土足尺模型,开展了共10个横截面的脱空缺陷定量测试研究,测试值与真实值之间的最大绝对误差为1.5mm,有4个截面的绝对误差超过1.0mm,有6个截面的绝对误差不超过0.7mm,其中5个测试截面的绝对误差不超过0.4mm。