钢管混凝土拱桥拱肋缺陷超声波定量检测技术初步研究

摘要

钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁建设中发展起来的新型桥梁结构，具有自重轻、强度大、抗变形能力强、承载能力大的优点，并且用料省、安装重量轻、施工方便、工期短、养护工作量小，是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。据统计，近年来我国各地相继建成的钢管混凝土拱桥200多座，在钢管混凝土拱桥设计与施工方面有许多成功的经验。 钢管混凝土拱桥改变了以往柱托梁、梁托板的形式，它那巨大的横梁和桥面板是由锚固在钢管拱上的高强度吊杆将其吊起，悬浮在空中，钢管拱的顶面将受到巨大的压力，为了提高钢管拱的抗压能力，把高强度的混凝土用高压泵送到钢管中，并使其充满整个钢管，浇注后的管内混凝土则是隐蔽的，肉眼无法直接观察混凝土是否存在脱粘或脱空和空洞缺陷，因此对浇注后的拱肋进行检测是非常必要的。 在深入调研相关资料和现有研究成果的基础上，本文对超声波用于钢管砼拱脱粘厚度和砼空洞尺寸的定量检测开展了研究，并在实桥拱肋缺陷定量检测上得到了应用，也得到了一些有益的结论。本文具体的研究内容是： (1)参阅国内外有关钢管混凝土拱桥设计、施工和检测的文献资料，调研超声波的物理基础，并将两部分内容进行总结和归纳作为本文的理论基础。 (2)通过理论研究得出钢管混凝土拱肋缺陷厚度定量检测的分析原理及其使用条件，并提出超声检测的基本方法与步骤。 (3)在实验室内进行超声检测技术试验研究，包括仪器稳定性的标定测试，空气、混凝土块和空钢管的超声测试，钢管混凝土模型的超声测试研究。 (4)超声波定量检测技术在依托工程上的应用。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1钢管混凝土拱桥的应用

1.2钢管混凝土拱桥检测技术研究的意义

1.3钢管混凝土拱肋缺陷常用检测技术研究概述

1.4钢管混凝土拱肋缺陷超声波定量检测技术研究概述

1.4.1脱空缺陷弦长判别法

1.4.2用超声波检测钢管混凝土缝隙宽度的原理

1.5本文的研究目的和内容

第二章超声波检测的理论基础

2.1超声波检测原理

2.2超声检测的优点与局限性

2.3超声波的物理基础

2.4超声波的传播

2.5本章小结

第三章钢管砼拱桥拱肋缺陷超声定量检测技术原理

3.1钢管混凝土拱肋缺陷厚度定量检测分析原理及使用条件

3.1.1钢管砼内部砼空洞和脱空缺陷厚度超声定量检测理论公式

3.1.2超声波定量检测的理论公式的使用条件

3.2超声检测基本方法与步骤

3.2.1仪器及其相应指标

3.2.2检测方法

3.2.3钢管混凝土模型内部缺陷检测的基本步骤

3.2.4钢管混凝土实桥拱肋检测的基本步骤

3.3本章小结

第四章实验室内超声检测技术试验研究

4.1非金属超声仪CUT201数据稳定性试验研究

4.1.1两种耦合剂下测得的零声时对比

4.1.2对一个立方体混凝土块进行测试研究

4.2实验室内三个对象的测试研究

4.2.1对空气的测试研究

4.2.2对混凝土块的测试研究

4.2.3空钢管的测试研究

4.2.4本节测试研究结论

4.3钢管混凝土模型试验研究

4.3.1模型制作

4.3.2模型密实处混凝土和实桥管内混凝土均匀性测试研究

4.3.3钢管砼节段模型缺陷测试研究

4.3.4钢管混凝土模型缺陷定量测试结果汇总

4.3.5本节模型测试研究结论

4.4本章小结

第五章超声波定量检测技术在依托工程上的应用

5.1海口大桥概况

5.2海口大桥检测工作介绍

5.3海口大桥实桥检测资料整理

5.4本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的论文