一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法与流程

本发明涉及钢管混凝土施工，更具体而言，涉及一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法。

背景技术：

1、自密实高性能混凝土是一种高性能混凝土，其最大的优点是：在低水灰比条件下具有较高流动性而不离析、不泌水、不经振捣即可自动填平模板空间的新型混凝土，它解决了工程中浇筑难的问题并且提高了施工进度。此外，已有研究成果表明：自密实高性能混凝土拥有与普通混凝土相差不大的力学性能，但却能解决普通混凝土的诸多问题，自密实混凝土的应用已经成为现代混凝土行业发展水平的一项重要指标。钢管混凝土是一种现在应用较广的组合结构，它的工作原理是通过外包钢管增强对核心混凝土的套箍约束，从而使混凝土处于三向应力状态，因此具有强度高、延性好、耐疲劳且易于施工等优点。20世纪80年代后期随着泵送混凝土的发展，钢管混凝土在高层建筑中的运用迅速增多。但是钢管混凝土也不是十全十美，其最大的缺点是混凝土的浇筑不密实,尤其是在钢管拱桥施工中常常在拱桥顶部形成空洞区。若混凝土填充不密实，会导致钢管与混凝土不能很好地工作，产生钢管混凝土柱内混凝土脱粘，引起构件承载力的下降。当钢管混凝土柱内混凝土饱满密实（即无缺陷）时，钢管混凝土柱承载力实测值与计算极限荷载值很相近。但当钢管混凝土内存在脱粘现象时，构件的承载力随着脱粘宽度的增大而快速降低，且随着长细比的增大而增加，并且使钢管混凝土的侧向变形增大。由于钢管混凝土内部缺陷检测不便。

2、对于现有技术敲击法、钻芯法光纤光栅法。敲击法检测自密实钢管混凝土柱缺陷时，通过敲击声音的不同来判断是否出现空腔，但当钢管厚度过大时，敲击出现声音变化，检测结果往往出现较大的偏差。钻芯法通常是在钢管柱柱芯处进行钻芯。但钻取但钻取位置不能在加劲板与钢管壁处实施，钢管内部空腔缺陷不易发现。自密实钢管混凝土柱通常领先于楼地面层施工，属于在空中作业，检测人员不易就近检测，需要借助专业的工具，不仅费时且环境危险。光纤光栅法是利用光纤的光敏性特征进行损伤检测的方法。光纤光栅法与传统的电检测手段相比，可以进行准分布式测量和点测量，适用于需要长时间监测的结构，但需在结构中预先埋置传感器，且光纤造价昂贵、容易被破坏，所以需要在灌注混凝士时加以保护措施。

3、因此，有必要研究一种自密实钢管混凝土柱缺陷检测的方法。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法。该检测方法检测自密实钢管混凝土柱缺陷时检测难度较小，检测成本低，设备可重复利用性强且检测准确率相较于敲击法和钻芯法高。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

3、一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，包括：

4、s1、调试、准备非金属超声检测仪；

5、s2、设置参数并进入测试界面，在进行超声数据采集前，将接收传感器和发射传感器与被测量对象接触的两个平面用润滑剂耦合，对正贴紧；

6、s3、标准声设置为零，开始采集波形，测得构件的首波声速值；

7、s4、将所有的波速值和声时值导入origin软件中，得到声时和波速的3d波速面图；

8、s5、3d波速面图中图形区域越靠上即波速面图中柱状图数值越大表示钢管混凝土内部越密实，由此识别到缺陷的高度。

9、所述步骤s2中，所述发射传感器和接受传感器的设置点位于被测量对象的两个相对面设置。

10、所述步骤s2中，发射传感器和接收传感器设置点位统称测点，相邻测点之间的距离为10cm。

11、所述步骤s2中，所述测点与被测对象边沿的测试距离为10cm。

12、所述步骤s3中，将发射传感器放在某个发射点上，依次将接收传感器放在各个接收点上，待全部接收传感器接收完毕后，以相同的方式换至下一个发射点再次发射与接收，记录每次测量的首波声时值，直至所有的发射点和接收点都测量完成。

13、所述步骤s5中，综合考虑发射传感器和接收传感器探头耦合不密实、两头压力大小不一致和轴线不齐的误差，当波速小于4.5 km/s时，该测点为异常点。

14、与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

15、本方法通过超声波仪器测得的数据，采用3d波数面法来确定钢管混凝土内部缺陷高度，能够得到更加直观的声时和波速的3d波速面图，准确识别到缺陷的高度；弥补了技术上的空缺，克服了传统超声波检测结果精度低、不直观，且无法识别缺陷位置的问题；本发明还可使经济效益提高，克服了传统检测方法效率低的问题，可大面积推广使用，节省人力物力。

技术特征：

1.一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述发射传感器和接受传感器的设置点位于被测量对象的两个相对面设置。

3.根据权利要求1所述的一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于：所述步骤s2中，发射传感器和接收传感器设置点位统称测点，相邻测点之间的距离为10cm。

4.根据权利要求3所述的一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述测点与被测对象边沿的测试距离为10cm。

5.根据权利要求1所述的一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于：所述步骤s3中，将发射传感器放在某个发射点上，依次将接收传感器放在各个接收点上，待全部接收传感器接收完毕后，以相同的方式换至下一个发射点再次发射与接收，记录每次测量的首波声时值，直至所有的发射点和接收点都测量完成。

6.根据权利要求1所述的一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法，其特征在于：所述步骤s5中，综合考虑发射传感器和接收传感器探头耦合不密实、两头压力大小不一致和轴线不齐的误差，当波速小于4.5 km/s时，该测点为异常点。

技术总结
本发明涉及钢管混凝土施工技术领域，更具体而言，涉及一种超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷的方法。包括：S1、调试、准备非金属超声检测仪；S2、设置参数并进入测试界面，在进行超声数据采集前，将接收传感器和发射传感器与被测量对象接触的两个平面用润滑剂耦合，对正贴紧；S3、标准声设置为零，开始采集波形，测得构件的首波声速值；S4、将所有的波速值和声时值导入origin软件中，得到声时和波速的3D波速面图；S5、3D波速面图中图形区域越靠上即波速面图中柱状图数值越大表示钢管混凝土内部越密实，由此识别到缺陷的高度。克服了传统检测方法效率低的问题，可大面积推广使用，节省人力物力。本发明主要应用于超声检测自密实钢管混凝土柱缺陷方面。

技术研发人员：王志强,耿利民,卢鹏,杜红秀,王艳丽,武麒阳,田文俊,李浩,王波
受保护的技术使用者：山西四建集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13