一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法与流程

本发明涉及既有桥梁桩基检测，具体涉及一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法。

背景技术：

1、既有桥梁桩基检测对于桥梁的运维至关重要，目前大量桥梁由建设周期转为维护期，已服役桥梁基础，特别是桩基础性能，是否有缺陷，桩长是否与设计要求一致直接影响桥梁的直接使用，特别是有部分桥梁年代久远，建设单位与运营单位出现变化，很多相关材料缺失，需要补齐和再检测，实际工程中急需既有桥梁桩基完整性检测技术。

2、既有桥梁桩基无损检测目前是世界级技术难题，目前主要有两种解决方案：①在原有桩基检测技术上，改进采集和信号分析方法，如基于低应变反射波法改进形成的桩侧激振法、双速度法、基于侧壁r波波速的检测技术等；②基于新原理、新模型的检测技术，如声波或电磁波等工程ct技术、旁孔透射法、荷载试验法、钻孔雷达法、成桥桩检测技术(pst法)等。尽管国内外学者均开展了相关技术研究，但由于各种检测技术本身原理限制和复杂的工况条件影响，导致在实际应用中成功的案例较少，目前，国内暂未开展系统性地深入研究，在役桩基检测已成为整个检测行业发展的趋势。

3、目前激振方法较为主流，每种直径的桩最佳激振频率有区别，通常检测人员都忽视了最佳频率，而依据经验采用常规检测锤敲击，缺乏科学性。激振频率的选择，特别是不同桩径桩的最佳激振频率直接关系到桩基缺陷及完整性检测结果，不当的检测频率会导致检查结果不准确的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，能够解决现有技术中依据经验采用常规检测锤敲击，会导致不当检测频率会致使检查结果不准确的问题。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、本发明提供一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，包括以下步骤：

4、在既有桩基上选定激振点；

5、获取既有桩基的桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离；

6、基于桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离、激振频率与三维效应系数之间的经验关系，根据桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离和设定三维效应系数，确定最佳激振频率。

7、在一些可选的方案中，根据不同参数的数值模型，采用不同的激振频率激振后的三维效应系数拟合得到经验关系。

8、在一些可选的方案中，所述的根据不同参数的数值模型，采用不同的激振频率激振后的三维效应系数拟合得到经验关系，包括以下步骤：

9、建立不同桩径、上部结构高度和激振点距上部结构距离的数值模型；

10、对于每一数值模型，采用不同的激振频率对数值模型进行激振，获得对应的三维效应系数；

11、根据所有桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离和激振频率对应的三维效应系数进行拟合得到经验关系。

12、在一些可选的方案中，对于每一数值模型，在激振点下方设置第一传感器接收点和第二传感器接收点，并在第一传感器接收点和第二传感器接收点分别设置第一传感器和第二传感器，且使激振点、第一传感器接收点和第二传感器接收点位于同一竖直线上。

13、在一些可选的方案中，在数值模型中上部结构的下方设定距离开设激振窗口，并使激振窗口的下表面为平面。

14、在一些可选的方案中，在激振点对数值模型进行激振，采用第一传感器和第二传感器接收激振点激振后传播下来的波信号，根据第一传感器和第二传感器接收到的信号，获得的三维效应系数。

15、在一些可选的方案中，所述的根据第一传感器和第二传感器接收到的波信号，获得的三维效应系数，包括：

16、根据第一传感器和第二传感器接收到的波信号，收集速度时间信息；

17、根据收集的速度时间信息，绘制两个接收点的速度时程曲线；

18、根据速度时程曲线，得到干扰信号幅值以及桩底信号幅值；

19、根据干扰信号幅值以及桩底信号幅值，确定三维效应系数。

20、在一些可选的方案中，根据公式确定三维效应系数σ，其中，va为干扰信号幅值，vb为桩底信号幅值。

21、在一些可选的方案中，所述经验关系为：

22、σ＝0.439x1+0.134x2-0.085x3+0.0004x4-0.251，其中，x1为桩径，x2为上部结构高度，x3为激振点距上部结构距离，x4激振频率，

23、在一些可选的方案中，所述设定三维效应系数为0.8。

24、与现有技术相比，本发明的优点在于：本技术方法只需要确定桩径、上部结构高度、激振点位置，基于桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离、激振频率与三维效应系数之间的经验关系，在合理范围内取值选择设定三维效应系数，即可确定激振频率的最佳范围。常规方法无法确定不同桩径的合理范围，只能通过不同材质激振锤敲击，依靠传感器收集的数据规律及经验判断频率是否合适，显然传统方法相对来说低效，准确性低，需要采用这类新方法，在检测前确定好相关参数，便于检测快速进行，同时可增加检测的准确度及精度。

技术特征：

1.一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，根据不同参数的数值模型，采用不同的激振频率激振后的三维效应系数拟合得到经验关系。

3.如权利要求2所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，所述的根据不同参数的数值模型，采用不同的激振频率激振后的三维效应系数拟合得到经验关系，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，对于每一数值模型，在激振点下方设置第一传感器接收点和第二传感器接收点，并在第一传感器接收点和第二传感器接收点分别设置第一传感器和第二传感器，且使激振点、第一传感器接收点和第二传感器接收点位于同一竖直线上。

5.如权利要求3所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，在数值模型中上部结构的下方设定距离开设激振窗口，并使激振窗口的下表面为平面。

6.如权利要求4所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，在激振点对数值模型进行激振，采用第一传感器和第二传感器接收激振点激振后传播下来的波信号，根据第一传感器和第二传感器接收到的信号，获得的三维效应系数。

7.如权利要求6所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，所述的根据第一传感器和第二传感器接收到的波信号，获得的三维效应系数，包括：

8.如权利要求7所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，根据公式确定三维效应系数σ，其中，va为干扰信号幅值，vb为桩底信号幅值。

9.如权利要求1所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，所述经验关系为：

10.如权利要求1所述的既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法，其特征在于，所述设定三维效应系数为0.8。

技术总结
本发明涉及既有桥梁桩基检测技术领域，具体涉及一种既有桥梁桩基检最佳测频率快速确定方法。该方法包括以下步骤：在既有桩基上选定激振点；获取既有桩基的桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离；基于桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离、激振频率与三维效应系数之间的经验关系，根据桩径、上部结构高度、激振点距上部结构距离和设定三维效应系数，确定最佳激振频率。能够解决现有技术中依据经验采用常规检测锤敲击，会导致不当检测频率会致使检查结果不准确的问题。

技术研发人员：连萌,黄伟斌,苏舟舟,王健,马啸,陈海涛,唐豹,邓攀
受保护的技术使用者：深圳高速公路集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/27