福建省建筑工程质量检测中心有限公司 福建 361006
摘要：桥梁工程结构比较复杂，并且某些工程位于地下，对其质量与健康程度进行检测具有一定难度。利用传统方法开展检测工作，存有一定局限性。而无损检测技术的应用则可以有效弥补传统检测工作的不足。超声波无损检测技术，其特点体现在结果的准确度高，应用灵活性好，成本低。在实际工作中得到了大规模的应用。虽然技术也具有一定的局限性，但是在应用与发展的过程中，会逐渐的成熟。
关键词：桥梁；桩基检测；超声波；技术运用
1超声波检测原理与方法
声波属于弹性波的一种，如果将混凝土看作是弹性体，声波在混凝土中传播则条符合弹性波传播的相关规律。设备探头发射的声波会在接收与发送点之间形成复杂声场，声波会依据不同的路径进行传播，而其中则必定会存在一条最短的路径。如果被测量体的内部存在缺陷，混凝土介质的连续性就会受到破坏，传播的路径会受到影响，经过计算波速会降低。如果被测量物体的内部存有缝隙或者是蜂窝，缺陷界面就会发生漫射与散射，所接收到的信号，波幅会降低，频率减小。直达波信号与脉冲波信号间会存在相位差，叠加并相互干扰，所接收到的信号波形会发生变化。而利用超声波进行检测就是利用信号在存在缺陷的介质中传播中，相关测量参数的变化，通过分析，确定缺陷的位置所在。
超声波脉冲穿过混凝土，如果混凝土的质量均匀，内部不存在缺陷，不同的截面所测得的声值是相同的。如果其内部有缺陷存在，穿越时间就会明显增加。实验已经证明了声速变化规律性非常强，能够在一定程度上反映出被测量物体的质量。鉴于此，声速值可以做为缺陷判定的重要参数。
波幅作为脉冲穿过混凝土后衰减程度指标，数值越低则证明被测物体对脉冲的衰减越大。从衰减的原因可知，如果混凝土中存在离析区，低强度区，夹泥，蜂窝缺陷时，就会产生散射，吸收衰减，波幅就会明显的下降。衰减与混凝土质量具有某种关系，该指标对于缺陷区域的反映要比声声速值更加敏感。也是缺陷判断的重要参数之一。
对于通过波幅衰减，声速确定的异常区域，结合到PSD曲线进行分析，斜率法则作为辅助异常判据。如果PSD值在某处测量点出现了明显的变化，则可以初步判定该区域为缺陷区。
2现场检测
2.1声测管的埋设要求
声测管是声波透射法测桩时，径向换能器的通道，其埋设数量决定了检测剖面的个数，同时也决定了检测精度。声测管的材质尽量选择使用金属管，声测管内径通常比径向换能器的直径大10～20mm即可。
2.2超声波法试验检测流程
现场的检测过程一般首先是采用平测法对全桩各个检测剖面进行普查，找出声学参数异常的测点。然后对声学参数异常的测点采用加密平测测试、斜测或扇形扫测等细测方法进一步检测。
平测：
2.3检测结果处理及判断
2.3.1声速与混凝土强度的联系
声速反映了混凝土的弹性性质，混凝土的弹性性质与混凝土的强度具有相关性，因而混凝土声速与强度之间存在相关性。另一方面，对组成资料相同的构件（混凝土），其内部越细密，孔隙率越低，则声波波速越高，强度也越高。可是用波速来计算混凝土强度是不可取的，规范也不要求推定强度。
2.3.2声速与混凝土缺点的联系
超声脉冲波在混凝土中传达速度的快慢，与混凝土的密实度有直接联系，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实。当有空泛或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超声脉冲波只能绕过空泛或裂缝传到达接纳换能器，因而传达的旅程增大，测得的声时必定偏长或声速下降。
2.3.3声幅与混凝土质量的联系
声幅是表征声波穿过混凝土后能量衰减程度。声幅强弱与混凝土的粘塑性有关，混凝土中存在低强度区、离析区以及存在夹泥、蜂窝等缺点时，吸收衰减和散射衰减增大，声幅显着下降。
2.3.4波形与混凝土质量的联系
通过缺点反射或绕过缺点传达的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后相互搅扰，致使接纳信号的波形发作畸变。①正常波形特征：a.首波峻峭，振幅大；b.榜首周波的后半周即到达较高振幅，接纳波的包络线呈半圆形；c.榜首个周期的波形无畸变。②缺点波形特征：a.首波陡峭，振幅小；b.后续周期起伏增加得仍不行；c.波形有畸变；d.缺点严峻时，无法接纳声波。
2.4几种声学参数的比较
（1）声速的测试值较为稳定，结果的重复性较好，受非缺陷因素的影响小。（2）声幅（首波幅值）对混凝土缺陷很敏感，它是判定混凝土质量的另一个重要参数。（3）声频的变化能反映声波在混凝土中的衰减状况，从而间接反映混凝土质量的好坏。（4）波形也是反映混凝土质量的一个重要方面，它对混凝土内部的缺陷也较敏感，在现场检测时，还应注意观察整个接收波形形态的变化，作为声波透射法对混凝土质量进行综合判定时的一个重要的参考。
2.5桩身完整性类别判定
声波透射法桩身完整性类别分类特征是根据以下几个因素来划分的：（1）缺陷空间几何尺寸的相对大小；（2）声学参数异常的相对程度；（3）接收波形畸变的相对程度；（4）声速与低限值比较。
3超声波检测系统的主要功能及应用趋势
超声波检测应用的技术主要是脉冲式反射的检测方法。该技术能够就缺陷部位进行准确定位，灵敏度非常高。传统依靠工作人员进行检测可能会存在缺陷在，而技术利用则可以有效的弥补。技术标准得以完善。该项检测技术的适应性与灵活性好，适用于无损检测工作的要求。并且一台仪器可以检测多种波形。依据检测技术的要求，可以实现缺陷检查，操作界面切换显示等功能。能够对技术人员的操作进行相应简化，其高灵敏度的特点能够确保其在工作过程中及时发现存在的问题，对技术人员工作进行补充，便于检修工作开展。
超声波无损检测技术的应用，需要理论知识作为基础支撑，检测工作对工艺流程与方法有较高的要求。标准与规范的存在能够确保检测工作的结果更加的准确。当检测出缺陷时，工作人员需要通过非接触的方式对，运用相关技术以提升检测工作的效果。
结束语
综上所述，在桥梁基桩完整性检测中，运用超声波检测办法可以精确地检测出混凝土桩基的完整性、强度等级、均匀性等目标。在运用超声波法对桥梁基桩完整性进行检测时，首要要对超声波检测法的检测原理进行清晰，并严厉依照规范要求进行处理，对数据进行合理分析，确保检测的精确度，从而为桥梁桩基工程质量检测提供判断根据。
参考文献
[1]邬万枫.超声波法在桥梁桩基检测中的应用[J].信息化建设,2016,01:158-159.
[2]潘慧明.超声波透射法在桥梁桩基完整性检测中的试验研究[J].西南公路,2016,01:47-51.
论文作者:张民程
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/29
标签：混凝土论文; 声速论文; 缺陷论文; 声波论文; 超声波论文; 波形论文; 脉冲论文; 《防护工程》2017年第17期论文;