本發(fā)明涉及土木工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備及檢測方法。

背景技術(shù)：

后張拉預(yù)應(yīng)力混凝土梁因其具有跨度長、質(zhì)量輕、整體性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來在橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，特別是用作橋梁結(jié)構(gòu)。我國新建的橋梁95％以上都是預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的核心為預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系的安全性、可靠性和耐久性決定了預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的安全性和耐久性。

鋼絞線的腐蝕會帶來鋼絞線預(yù)應(yīng)力的喪失，鋼絞線預(yù)應(yīng)力的喪失會造成很嚴(yán)重的質(zhì)量問題。而鋼絞線在張拉后的銹蝕速度為張拉前的6倍，因此，張拉后的鋼絞線特別需要孔道壓漿來予以保護(hù)。

預(yù)應(yīng)力孔道壓漿主要有兩個(gè)方面的作用：一是保護(hù)鋼絞線免遭銹蝕，提高預(yù)應(yīng)力體系的耐久性；二是保證預(yù)應(yīng)力筋和結(jié)構(gòu)共同工作。可見，壓漿的密實(shí)度質(zhì)量好壞將直接影響預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的承載能力、抗裂性能和耐久性。

波紋管預(yù)埋在梁體內(nèi)部，屬于隱蔽工程，無法運(yùn)用目視檢測技術(shù)對其內(nèi)部的壓漿質(zhì)量進(jìn)行觀察?，F(xiàn)有的檢測方法有：

1、鉆探取芯法，此法不僅檢測范圍有限，而且會對梁體造成一定的損傷，影響橋梁的使用性能。

2、物理法，如申請?zhí)枮?01510430064.X的發(fā)明申請公開了一種鋼管混凝土柱密實(shí)度檢測裝置及檢測方法，該裝置包括固定架、支撐軸、敲擊錘以及用于記錄敲擊聲音的錄音設(shè)備，所述固定架可拆卸式套設(shè)于鋼管外圍，所述支撐軸水平固定于所述固定架上，所述敲擊錘包括第一手柄和第一榔頭，所述第一手柄的末端安裝于所述支撐軸上，并能夠在豎直面上繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)，所述第一榔頭固定于所述第一手柄的頂端，當(dāng)所述敲擊錘高于所述支撐軸所在的平面時(shí)，所述敲擊錘的重心位于所述支撐軸的外側(cè)。此方法利用敲擊錘對鋼管上各檢測點(diǎn)進(jìn)行能量一致的敲擊，并用錄音設(shè)備記錄敲擊的聲音，雖無需破壞鋼管，但誤差比較大。

3、紅外熱成像、沖擊回波法和超聲波法等無損檢測法，詳情如下：

申請?zhí)枮?01110342911.9提供一種橋梁預(yù)應(yīng)力孔道灌漿密實(shí)度無損檢測的方法，按以下步驟操作：a、對于灌漿材已經(jīng)固化的預(yù)應(yīng)力梁；b、把加速度傳感器用信號電纜連接到測試儀；c、在一端的鋼絞線端面激振；d、對兩個(gè)傳感器采集的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT頻譜分析；e、根據(jù)頻譜分析結(jié)果，分別計(jì)算出重心頻率fW和頻率傳遞函數(shù)ζVC；f、將激振端和接收端互換，重復(fù)c-e各步驟的過程；g、利用同種型號的錨索，再進(jìn)行一定數(shù)量的測試和標(biāo)定。

申請?zhí)枮?01210061216.X的發(fā)明專利提供了一種利用超聲波檢測鋼筋砼墻體及構(gòu)件砼密實(shí)度的方法，步驟如下：1)在鋼筋砼墻體及構(gòu)件上鉆通孔；2)將正面網(wǎng)格板和背面網(wǎng)格板靠在鋼筋砼墻體及構(gòu)件的側(cè)面上并固定，超聲波發(fā)射探頭和超聲波接收探頭吸附在鋼筋砼墻體及構(gòu)件上；3)超聲波發(fā)射探頭與萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸出端子一一對接，萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端子連接超聲儀的輸出線端子；超聲波接收探頭并聯(lián)后連接超聲儀的輸入線端子；4)轉(zhuǎn)動(dòng)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)上的旋轉(zhuǎn)鈕，通過超聲儀檢測鋼筋砼墻體及構(gòu)件的砼密實(shí)度。

申請?zhí)枮?01020692512.6的實(shí)用新型申請?zhí)峁┮环N橋梁孔道密實(shí)度檢測儀，包括超磁致震源、檢波器和主機(jī)，超磁致震源與檢波器分別與主機(jī)連接；所述的主機(jī)包括電源、信息處理模塊與殼體；所述信息處理模塊包括分析軟件、與分析軟件連接的存儲模塊、與存儲模塊連接的輸入模塊與導(dǎo)出模塊、與導(dǎo)出模塊連接的信號轉(zhuǎn)化模塊以及與信號轉(zhuǎn)化模塊連接的顯示模塊；所述殼體包括液晶顯示屏和插線口，所述液晶顯示屏為觸摸屏，液晶顯示屏與顯示模塊連接，插線口與導(dǎo)出模塊連接。

此些方法均因梁體內(nèi)構(gòu)造的復(fù)雜性(如鋼筋網(wǎng)的錯(cuò)綜復(fù)雜，混凝土塊內(nèi)的缺陷以及波紋管內(nèi)的鋼絞線等等)難以從復(fù)雜的反射波中分辨出目標(biāo)波形，且此些方法均存在一定的局限性(如電磁波受金屬的干擾嚴(yán)重，超聲波難以穿透塑料波紋管)，因此，檢測結(jié)果準(zhǔn)確度不高。

因此，行業(yè)急需一種適用范圍廣、檢測精度高的無損檢測方法以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種結(jié)構(gòu)精簡、適用范圍廣、檢測精度高以及操作方便的無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備，具體技術(shù)方案如下：

一種無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備，包括相互獨(dú)立設(shè)置的檢測設(shè)備以及坐標(biāo)紙；

所述檢測設(shè)備包括用于發(fā)生電磁波的發(fā)射天線、用于接收反射回來的電磁波的接收天線、用于控制所述發(fā)射天線進(jìn)行電磁波發(fā)射的信號發(fā)生觸發(fā)器以及用于顯示接收到的電磁波的信號的輸出顯示部件。

為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，還包括均設(shè)置在所述輸出顯示部件之前的A/D轉(zhuǎn)換器以及數(shù)據(jù)處理部件，所述A/D轉(zhuǎn)換器用于將所述接收天線所接收到的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)處理部件用于將所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行處理；所述輸出顯示部件用于將經(jīng)過數(shù)據(jù)處理部件后的電磁波的信號進(jìn)行輸出顯示。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號包括電磁波的波速、電磁波的強(qiáng)度、電磁波的頻率以及電磁波的波譜特征；所述輸出顯示部件包括液晶顯示屏；所述坐標(biāo)紙的材質(zhì)選用耐磨經(jīng)用的材質(zhì)。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，還包括與所述坐標(biāo)紙配合使用的卡尺。

應(yīng)用本發(fā)明的無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備，具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備包括檢測設(shè)備以及坐標(biāo)紙，所述檢測設(shè)備包括發(fā)射天線、接收天線、信號發(fā)生觸發(fā)器、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)處理部件以及輸出顯示部件。整體結(jié)構(gòu)精簡；通過信號發(fā)生觸發(fā)器控制發(fā)射天線發(fā)射電磁波，接收天線接收電磁波并發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，數(shù)字信號進(jìn)一步經(jīng)數(shù)據(jù)處理部件處理后由輸出顯示部件進(jìn)行顯示，適用范圍廣、檢測精度高以及操作方便。

(2)本發(fā)明中所述A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號包括電磁波的波速、電磁波的強(qiáng)度、電磁波的頻率以及電磁波的波譜特征，通過多指標(biāo)進(jìn)行控制，檢測精準(zhǔn)度高；所述輸出顯示部件包括液晶顯示屏，實(shí)用性強(qiáng)；所述坐標(biāo)紙的材質(zhì)選用耐磨經(jīng)用的材質(zhì)，既能適用于各種不同表面的結(jié)構(gòu)物，又能延長其使用壽命。

(3)本發(fā)明中還包括與所述坐標(biāo)紙配合使用的卡尺，卡尺和坐標(biāo)紙的配合便于沿直線進(jìn)行測量，從而進(jìn)一步提高檢測的精確度。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的方法，具體技術(shù)方案如下：

一種無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的方法，包括以下步驟：

步驟一：制作壓漿密實(shí)得預(yù)應(yīng)力管道試塊，通過上述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備進(jìn)行檢測，所述輸出顯示部件顯示反射回來的電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)；

在結(jié)構(gòu)物的表面用記號筆標(biāo)識出代表預(yù)應(yīng)力管道走向的標(biāo)示線；在結(jié)構(gòu)物的表面選定多條垂直于所述標(biāo)示線的檢測線；

步驟二：采用上述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備沿各條所述檢測線進(jìn)行探測，所述輸出顯示部件顯示反射回來的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)；

步驟三：將步驟二中電磁波的最終信號數(shù)據(jù)與步驟一中電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓漿不密實(shí)的疑似區(qū)域；

步驟四：在所述步驟三所得疑似區(qū)域處鋪設(shè)好坐標(biāo)紙；沿坐標(biāo)紙上的線條走向，對所述疑似區(qū)域進(jìn)行多次橫向檢測和多次豎向檢測，通過所述輸出顯示部件顯示出疑似區(qū)域的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)，其中，相鄰兩次橫向檢測和相鄰兩次豎向檢測的間距為1-50厘米；

步驟五：將疑似區(qū)域的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)與步驟一中電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出所述疑似區(qū)域處預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度情況。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，所述發(fā)射天線所發(fā)射的電磁波的預(yù)設(shè)頻率為500MHz-3GHz。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述步驟二和所述步驟四中，反射回來的電磁波經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)處理部件處理，具體是：

步驟a：所述A/D轉(zhuǎn)換器將所述接收天線所接收到的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號包括電磁波的波速、電磁波的強(qiáng)度、電磁波的頻率以及電磁波的波譜特征；

步驟b：所述數(shù)據(jù)處理部件對步驟a所得數(shù)字信號進(jìn)行處理，具體是：先將數(shù)字信號中屬于預(yù)設(shè)頻率范圍以外的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，再將數(shù)字信號中所包含的噪聲進(jìn)行抑制、消除以及平滑化處理。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述步驟三中將步驟二的最終數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較具體是：先將步驟二所得最終數(shù)據(jù)的電磁波的波形強(qiáng)度和電磁波的相位變化與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的波形強(qiáng)度和相位變化進(jìn)行比較，若波形強(qiáng)度和相位變化的重合程度大于等于98％，則判定檢測區(qū)域?qū)儆诿軐?shí)區(qū)域，否則，判定檢測區(qū)域?qū)儆谝伤撇幻軐?shí)區(qū)域。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，對所述疑似區(qū)域進(jìn)行多次橫向檢測和多次豎向檢測時(shí)均將所述卡尺與所述坐標(biāo)紙配合使用。

以上技術(shù)方案中優(yōu)選的，所述步驟五中將疑似區(qū)域的電磁波的最終數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較具體是：將疑似區(qū)域的電磁波的最終數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的電磁波的波速、電磁波的頻率、電磁波的波形強(qiáng)度以及電磁波的相位變化分別進(jìn)行比較，獲得四者重合率的加權(quán)平均數(shù)，即可得到疑似區(qū)域處預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度情況。

應(yīng)用本發(fā)明的無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的方法，具有以下效果：(1)利用電磁波在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的獨(dú)特衰減規(guī)律，針對不同部位的預(yù)應(yīng)力管道選用不同頻率的天線，實(shí)用性強(qiáng)；(2)充分考慮傳統(tǒng)電磁波探測手段的優(yōu)缺點(diǎn)，利用傳統(tǒng)的垂直于探測目標(biāo)走向的探測方法，對預(yù)應(yīng)力管道整體進(jìn)行快速、高效的初檢后，再結(jié)合本發(fā)明獨(dú)特提出的對疑似區(qū)域的單獨(dú)檢測和數(shù)據(jù)處理，最終得出預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的檢測結(jié)論，檢測精準(zhǔn)度高；(3)本發(fā)明不對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)物造成任何損壞，在較短時(shí)間內(nèi)可以完成對結(jié)構(gòu)物內(nèi)部預(yù)應(yīng)力管道壓漿密實(shí)度的檢測數(shù)據(jù)收集，檢測方法簡單、有效，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，滿足現(xiàn)有技術(shù)中所有采用后張法的預(yù)應(yīng)力混凝土工程的管道壓漿密實(shí)度的檢測。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是實(shí)施例1無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備中檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是采用圖1的檢測設(shè)備檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度時(shí)的示意圖；

圖3是采用圖1的檢測設(shè)備和坐標(biāo)紙對疑似區(qū)域檢測時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、檢測設(shè)備，11、發(fā)射天線，12、接收天線，13、信號發(fā)生觸發(fā)器，14、A/D轉(zhuǎn)換器，15、數(shù)據(jù)處理部件，16、輸出顯示部件，2、坐標(biāo)紙；

A、結(jié)構(gòu)物，B、標(biāo)示線，C、檢測線，D、疑似區(qū)域。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

實(shí)施例1：

參見圖1-圖3，一種無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備，包括檢測設(shè)備1、坐標(biāo)紙2以及卡尺。

所述檢測設(shè)備1包括用于發(fā)生電磁波的發(fā)射天線11、用于接收反射回來的電磁波的接收天線12、用于控制所述發(fā)射天線11進(jìn)行電磁波發(fā)射的信號發(fā)生觸發(fā)器13、用于將所述接收天線12所接收到的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器14、用于將所述A/D轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理部件15以及與所述數(shù)據(jù)處理部件15連接的輸出顯示部件16。

所述A/D轉(zhuǎn)換器14轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號包括電磁波的波速、電磁波的強(qiáng)度、電磁波的頻率以及電磁波的波譜特征。

所述輸出顯示部件16包括液晶顯示屏。

所述坐標(biāo)紙2的材質(zhì)選用耐磨經(jīng)用的材質(zhì)，其結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有技術(shù)中的坐標(biāo)紙相同。

應(yīng)用上述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備進(jìn)行無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的方法具體包括以下步驟：

步驟一：制作壓漿密實(shí)得預(yù)應(yīng)力管道試塊，通過上述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備進(jìn)行檢測，所述輸出顯示部件顯示反射回來的電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)；

在結(jié)構(gòu)物A的表面用記號筆標(biāo)識出代表預(yù)應(yīng)力管道走向的標(biāo)示線B；在結(jié)構(gòu)物A的表面用記號筆標(biāo)識出多條垂直于所述標(biāo)示線B的檢測線C(根據(jù)實(shí)際情況不標(biāo)識出檢測線C也可以)；

步驟二：采用無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備沿各條所述檢測線C進(jìn)行探測，所述輸出顯示部件16顯示反射回來的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)；

步驟三：將步驟二中電磁波的最終信號數(shù)據(jù)與步驟一中電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，獲得預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)的壓漿不密實(shí)的疑似區(qū)域D；

步驟四：在所述步驟三所得疑似區(qū)域D處鋪設(shè)好坐標(biāo)紙2；沿坐標(biāo)紙上的線條走向，對所述疑似區(qū)域D進(jìn)行多次橫向檢測和多次豎向檢測(檢測時(shí)均將所述卡尺與所述坐標(biāo)紙2配合使用，便于檢測部件沿坐標(biāo)紙上的直線進(jìn)行檢測，提高檢測精確度)，通過所述輸出顯示部件16顯示出疑似區(qū)域的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)，其中，相鄰兩次橫向檢測和相鄰兩次豎向檢測的間距為1-50厘米；

步驟五：將疑似區(qū)域的電磁波的最終信號數(shù)據(jù)與步驟一中電磁波的標(biāo)準(zhǔn)最終信號數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，得出所述疑似區(qū)域D處預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度情況，具體是：將疑似區(qū)域的電磁波的最終數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的電磁波的波速、電磁波的頻率、電磁波的波形強(qiáng)度以及電磁波的相位變化分別進(jìn)行比較，獲得四者重合率的加權(quán)平均數(shù)，即可得到疑似區(qū)域D處預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度情況。

上述無損檢測預(yù)應(yīng)力管道的壓漿密實(shí)度的設(shè)備進(jìn)行檢測時(shí)，所述發(fā)射天線11所發(fā)射的電磁波的預(yù)設(shè)頻率為500MHz-3GHz。

上述步驟二和所述步驟四中，反射回來的電磁波經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器14和數(shù)據(jù)處理部件15處理后再經(jīng)過所述輸出顯示部件16進(jìn)行輸出顯示，具體是：

步驟a：所述A/D轉(zhuǎn)換器14將所述接收天線12所接收到的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，所述數(shù)字信號包括電磁波的波速、電磁波的強(qiáng)度、電磁波的頻率以及電磁波的波譜特征；

步驟b：所述數(shù)據(jù)處理部件15對步驟a所得數(shù)字信號進(jìn)行處理，具體是：先將數(shù)字信號中屬于預(yù)設(shè)頻率范圍以外的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，再將數(shù)字信號中所包含的噪聲進(jìn)行抑制、消除以及平滑化處理。

所述步驟三中將步驟二的最終數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較具體是：先將步驟二所得最終數(shù)據(jù)的電磁波的波形強(qiáng)度和電磁波的相位變化與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中的波形強(qiáng)度和相位變化進(jìn)行比較，若波形強(qiáng)度和相位變化的重合程度大于等于98％，則判定檢測區(qū)域?qū)儆诿軐?shí)區(qū)域，否則，判定檢測區(qū)域?qū)儆谝伤撇幻軐?shí)區(qū)域。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。