摘要：本文首先介紹了國內預應力橋梁混凝土工程對橋梁結構的影響，我們引入聲波CT檢測混凝土質量的技術方法，結合工程實例，檢測了銅陵長江公路大橋混凝土工程重要構件混凝土質量的優劣，并對檢測區域的混凝土，進行外觀檢查。通過驗證，表明聲波CT技術檢測混凝土質量的準確性和可行性，值得推廣和學習。
　　關鍵詞：預應力混凝土橋梁，聲波CT
　　1.引言
　　預應力橋梁結構混凝土工程如橋墩、橋臺、梁板等大多數為混凝土結構，所以混凝土結構的質量直接關系到預應力橋梁結構的安全，混凝土結構物任何一部分出現質量問題，都會危及整個預應力橋梁結構的安全，因此必須加強預應力橋梁結構混凝土工程的質量檢測。目前聲波CT檢測預應力橋梁結構混凝土工程是先進的無損檢測方法之一，該方法通過對所測混凝土實體的聲學參數的統計分析，判定混凝土結構的質量優劣。并圈定混凝土結構低強度區域的部位、范圍、程度；為整治預應力橋梁結構的病害和施工質量控制、工藝改進提供依據。
　　2．預應力橋梁結構混凝土工程質量檢測技術—聲波CT
　　2.1聲波CT工作原理
　　聲波CT是利用聲波穿透工程介質，通過聲波走時和能量衰減的觀測對工程結構成像。聲波在穿透工程介質時，其速度快慢與介質的彈性模量、剪切模量、密度有關。介質密度大、強度高的其模量大，波速高、衰減小，；破碎疏松介質的波速低、衰減大；波速可作為混凝土強度和缺陷評價的定量指標。聲波CT特別適用于研究工程介質力學強度的分布，在工程檢測中常被用來探查混凝土強度、空洞、不密實區等結構缺陷。聲波CT具有分辨率高、可靠性好、圖像直觀的特點，已被越來越廣泛地應用于工程結構檢測和工程病害診斷中。
　　混凝土的聲波速度可以作為評價混凝土抗壓強度與密實度的定量指標。混凝土的波速與混凝土抗壓強度有正相關關系，已有大量理論研究和測試對比數據和回歸關系。可用于在建橋梁的質量控制和運行橋梁的病害診斷，檢測的分辨率可達分米級。
　　2.2觀測系統布置
　　根據預應力橋梁混凝土結構的具體情況，常用的測線布置方式如圖1所示，白色點為接收點，黑色點為激發點。理論及實踐都證明，三側激發一側接收，所得反演效果最好，射線密度達到要求。一般檢測過程中測線都采用該方式布置。根據預應力橋梁結構的頂板、底板、腹板和隔板臨空面不同，采用適合的測線布置方法。激發點間距和接收點間距都是30cm。
　　
　　圖1聲波CT測線布置圖
　　2.3觀測系統完備性評價
　　觀測系統完備是聲波CT結果可靠性的基本保障。觀測系統的完備性是通過單元的射線密度和射線正交性來衡量的。因而，射線密度和射線正交性就成了表征觀測系統完備性的兩個重要指標，他們是觀測系統可靠性評價的有效方法。為保證聲波CT結果的可靠性和分辨率，要求研究區內每個單元體內的射線超過40條，同時要求每個單元體內通過的射線其交角至少有一組大于60°，其交角的正弦值大于0.87。
　　2.4后期成像
　　所用軟件為TDSoft的《工程CT》，該軟件有模塊化設計、文件格式要求清晰、處理速度快等優點。軟件共有數據輸入、射線追蹤、速度反演三個主模塊和正交性分析一個輔助模塊組成。最后通過網格化、成圖、白化、導出DXF格式等多個步驟的處理，最終得到混凝土聲波CT波速反演圖。
　　3.實際工程中的應用
　　3.1工程介紹
　　銅陵長江公路大橋位于安徽省銅陵市羊山磯下游600m處，橋型為預應力鋼筋混凝土雙塔索面斜拉橋，主橋總長1152m，80+90+190+432+190+90+80(m)的7孔連續布置，由主跨432m的雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋和連續T型剛構的邊跨所組成（圖2所示）。該橋橋塔采用H型門式結構，箱形斷面，塔高153.65m。斜拉索為扇形布置，每個索面有26對索，索距8m。主梁為預應力混凝土梁板式結構，橋寬23m，梁高2m。該橋于1991年12月開工建設，1995年12月26日竣工通車。
　　圖2銅陵長江公路大橋橋型布置圖(單位：dm)
　　3.2檢測結果分析
　　采用聲波CT反演成像技術對銅陵長江公路大橋銅陵側變截面梁段I-I斷面底板混凝土，1個剖面進行了檢測驗證。將采集的數據運用CT軟件處理，得到混凝土聲波CT波速反演圖。下圖對銅陵長江公路大橋銅陵側變截面梁段I-I斷面底板混凝土聲波CT波速反演圖進行結果分析。
　　
　　圖3底板混凝土聲波CT波速反演圖
　　聲波CT反演圖檢測結果表明，該梁段底板混凝土平均波速為4.33km/s，變異系數為0.159，混凝土質量一般；底板距橫隔板12.0-6.0m,離左腹板6.0-10.0m范圍和距橫隔板21.5-5.0m,離左腹板1.0-4.0m范圍(有混凝土掉快)，存在較大面積的低波速區域，低波速區域的面積為6.0m2,波速低于4.0km/s，混凝土質量相對較差，對橋梁局部結構有一定影響。
　　存有混凝土掉快現象的底板部位與混凝土聲波CT反演圖中，某低波速區域與橋梁結構混凝土掉塊部位相互驗證。可見圖4
　　
　　圖4聲波CT反演圖中低波速區域對照現場底板檢測照片
　　5.結論
　　通過對銅陵長江公路大橋混凝土工程混凝土質量的檢測，并通過對所檢混凝土外觀檢查驗證，充分說明了聲波CT技術對檢測混凝土質量的準確性和有效性。該技術的成功應用，將有力的推動聲波CT成像技術在預應力混凝土橋梁混凝土結構無損檢測中的廣泛應用。
　　
　　參考文獻:
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