桥梁检测中锚杆无损检测技术应用

黄坤 彭汉彬

摘 要：在桥梁检测项目开展的过程中，采用锚杆无损检测技术它能够对桥梁中存在的病害问题辨别方便后期维修工作的开展。因此本文结合实际在分析锚杆无损检测技术特点与使用范围的基础上，依托某项目桥梁实例对锚杆无损检测技术在桥梁项目检测过程中的要点进行了深入探究，希望通过本文的分析之后，可以给该领域的研究者提供参考。

关键词：桥梁检测;锚杆检测技术;应用

中图分类号：U416 文献标识码：A

1 技术特点与使用范围

1.1 原理

如果桥梁工程项目中的结构中的圆柱直径d远远小于长度L，即L>>d，技术分析环节，可以通过应用圆柱来实施弹性波中的一维杆件理论分析与研究。锚杆是锚筋与锚固材料进行胶结后所形成的，能够了解到和岩土所存在的弹性波差异，因此利用弹性波理论实现无损检测作业，将锚杆作为弹性杆件的部分，就能够掌握锚杆质量参数，就能够总结出强度性能参数，然后对于该参数在具体工程中的应用是否符合要求。锚固系统内有波阻抗差异较大的结构，比如空浆、密实度不足等问题，弹性波在穿越该位置之后就会产生反射的情况，并且通过设备来进行反射信号频率、幅度、反射波时间等数据，就能够了解到锚杆固定的状态形式，可以及时了解内部缺陷问题，就能够获得相应处理措施，可以保证结构质量合格，可以达到桥梁工程的应用标准[2]。

1.2 锚杆检测仪的用途范围

①锚固质量监测。当前承包商能够进行锚固工作完成后就开始检查，同时给用户提供必要的锚固标准和依据。灌浆质量不达标的锚杆可以直接检测出，承包商和用户可以利用安装完成的岩石锚杆来实现性能测试。②有用的评价工具。绝大部分的用户在进行新的锚固工作结束后，就可以自行检查，然后将锚固不合格的部件全面检测，工程人员可以在施工中利用锚杆饱满度仪进行验收锚杆质量检查。③有助于安全施工。通过锚杆饱满度仪进行监测，以确保各个锚固结构的安全性、可靠性，确保岩洞的安全性合格。④改进锚杆和锚固的方法。从现场的试验分析可以发现，锚杆的应用状况并不能达到相应的标准和要求，而应用该技术后可以消除这一问题，生产单位能够自行检测产品的性能，然后进行锚固方法的选择和确定。⑤锚杆检测仪并不进行价格比较昂贵的破坏性试验就能够得到相应的性能，比如开挖取芯、液压拉拔等。

2 工程概况

某桥梁工程项目的上部结构形式设计为137.16 m+3 m×250 m+137.16 m连续梁结构形式，桥梁施工长度为1 024.32 m，按照左右两幅进行设计，每幅的箱梁都设计为单箱单室的预应力结构形式，上部结构位置宽度是15 m、底部高度为7 m，梁体高度4.3 m～13.8 m。本橋梁于2009年建成通车使用。从大量的运行资料分析，同时和养护工作人员进行了必要的沟通和交流，发现整个桥梁中都存在底部预应力钢筋脱落的情况和问题，在运营之后已经连续实施了三次大修。在进入到2013年后，桥梁中发生了比较严重的坑槽等灾害问题，分析之后发现，很多都是由于竖向预应力钢筋露头所出现的问题。

3 工程应用情况

3.1 检测仪器设备

通过应用JL-MG（C）锚杆（索）质量检测仪来实施桥梁的质量检测，采样间距3 μs～200 μs，可以根据具体情况做出必要的调整;仪器数字采样AD精度为24位，浮点放大处理，在操作中通过应用专业超磁致声波发射仪器为振动源进行作业。

3.2 工程检测情况

在该桥梁检测过程中应用锚杆无损检测技术的时候，首先需要结合项目的实际情况进行锚杆无损检测的模拟试验，通过模拟试验确定好各项数据之后进行后续工作的开展。

3.2.1 模拟试验

本次桥梁工程项目中应用锚杆无损检测模拟试验的方式，锚杆模型根据厂房内的锚杆设计方案来制作，主要方法如下所示：应用7 m长的ϕ50 mmPVC管模拟锚杆孔，先将ϕ25 mm 6 m长的钢筋插入，同时应用卡位器来实现固定处理，外表面露出20 cm，同时要做好缺陷位置确定，然后注入M25砂浆，保证工艺和现场一致。在进行检测的过程中，测试波速取4 800 m/s，应用的是超磁致振源，通过调整激振力以做好最佳能量参数的调整。整个试验阶段，通过监理做好全面的监控与管理。

3.2.2 现场检测

模拟试验作业工作完成后，工程单位要结合具体的情况进行锚杆全部抽检检测，得到的效果是比较好的，将存在问题的结构部分进行补强处理，下面为具体获得的波形变化趋势。

1）锚固质量最好的锚杆在图1中所示，是主变洞离地4.5 m高的位置上岩壁所能够检测之后确定的锚杆波形，其直径为25 mm，设计长度是6.0 m，实际测量长度为5.99 m，外露0.1 m。按照图中变化趋势分析发现，锚杆波形的衰减速度是很快的，传播阶段没有存在畸变的情况，波形衰减规律变化是比较高的，杆底反射性并不明显，波形也会和基线变化形式相差无几，这说明整体注浆性能良好，饱满度达到95%，最终确定锚杆质量优良。

2）锚固质量一般的可见图2中所示，在主变运输洞与地面2.5 m高位置上岩壁所能够检测确定的波形，锚杆设计长度为4.5 m，实测为4.48 m，外露0.29 m。图内可以发现锚杆波形在系统内衰减速度比较快，杆底反射情况比较明显。波形逐步的接近于基线的位置，就表示其注浆施工的质量比较高，计算该位置上的注浆饱和度为88%，经过充分分析确定该位置上的锚杆质量为中等。

3）锚固质量差的锚杆。事故闸门和地表面的距离在2 m的部位上的锚杆进行波形检测，锚杆设计长度尺寸为6.0 m，实际测量为6.04 m，其中露出表面的高度为0.29 m。从图中分析可以发现，锚杆在锚固结构的位置上衰减的速度比较慢，杆底反射情况相对较为强烈，表示该位置上注浆性能比较差，计算确定其饱和度为81%。除此之外，在1.5 m、4.0 m的位置上，发现锚杆缺陷发射与入射波叠加，波形畸变的问题比较严重，就表示其有明显的缺陷。

3.2.3 岩壁梁锚杆检测

该工程中的岩壁量锚杆设计长度为8 m、10 m两种，前者为32 mm的直径，段长为6.8 m。外表面露出1.2 m;后者的直径为36 m，段长结构为8 m，外表面露出2 m。

当前检测的数量为1 106根锚杆，其中8 m长374根，10 m长732根。具体波形图可见下图3。

从上图变化趋势分析发现，波形图与普通砂浆锚杆有着一定的差异，其波形在锚固系统内衰减性比较差，所以波形畸变比较严重，但是呈现出规律性的变化，自由端反射波与入射波存在叠加的情况，出现了多次规律性的叠加反射，所以要进行注浆性能的判断有着较高的难度。锚杆设计长度为8.0 m，经过测量之后为8.08 m，外露长度为1.26 m，该杆底反射问题并不明显，波形最终趋势接近于基线，说明其注浆性能较好，饱满度为94%。经过综合分析，确定该锚杆部分符合要求。

3.3 关键技术研究

经过详细的检测之后，可以得出如下结论：

1）无损检测操作的核心工作就是确定最佳技术参数，比如采样间隔等，这样操作的目的是确定最高的检测效率与精度参数，其应该综合分析锚杆的设计长度参数，然后通过合理的设定要求做出必要的调整，以达到检测精度的要求。

2）外露段与锚固段波速的数据确定是极为重要的一部分工作，所以波速的确定要达到精确度的要求，这样可以做好锚杆结构的分析，很多情况下都是利用模拟试验之后确定的，但是需要结合实际需要做出必要的调整，以保证最终结论符合要求。

3）测试工作开始前，要采取必要的措施将端头的结构部位全部清理干净，能够达到锚杆与喷护体挂网不会存在连接的情况，同时应该避免给周边结构产生任何振动或者噪音干扰的问题。信号采集的过程中，应该将质量比较好的信号保留，否則就要进行激振器的移动，然后再次测量。锚杆外露长度可以通过卷尺来进行检测，同时要做好记录，为波形数据的准确确定提供基础条件。

4）水泥卷锚固剂在施工阶段应该实施全面的锚杆质量检查，了解到具体的工程要求，如果存在误差与影响。锚固剂的施工锚杆结构的密实度很差，就会存在内部气泡空腔等缺陷，检测时如果有严重的缺陷，容易导致反射波叠加的情况，和杆底反射充分的融合，就无法获取精确性的判断。

5）岩壁锚固系统运行化解，如果锚固质量相对较好，锚杆的长度也可以符合技术标准，检测阶段就无法得到相应的反射波信号数据，导致结果准确度比较差。对于自由端的锚杆长度在1 m以上的情况，判断出现的误差会比较严重。因为自由端长度比较长，声波在自由端内传递环节会出现多次反射的情况，和杆底反射波存在叠加的情况，和入岩砂浆锚固缺陷的反射波重叠，进而导致无法有效的判断。

6）结合具体的检测结论和测试技术参数，然后进行5根杆体数据的检测信息对比分析，了解到其中的4根墩顶预应力钢筋出现了结构影响的情况，无法检测确定整体结构质量问题，跨中比较短的位置上1根预应力钢筋确定为合格。

4 结语

锚杆支护在桥梁中为隐蔽性的工作，对于锚固质量影响因素比较多，会导致其系统出现严重的质量问题，一旦发生质量缺陷，会造成巨大的安全事故，产生极大的损失和应用。锚杆无损检测应用到桥梁工程中，可以检测确定各项质量问题，但是复杂波形的情况，不同检测人员判定结论是不同的，锚固质量准确评价是极为关键的，要检测人员掌握足够的技术，可以做好各项数据分析和控制工作。因此，锚杆质量控制环节，无损检测要严格落实，但是不能完全的取代事前控制措施，还是要做好质量监督与管理，以提升锚固质量水平，满足桥梁的运行应用需要。

参考文献：

[1]吴军，彭志勇.道路桥梁检测中的无损检测技术应用[J].建筑工程技术与设计，2018，6（29）：2022.

[2]樊克松.锚固体锚固质量无损检测的试验研究[D].河南理工大学，2015.

[3]周叶飞.桥梁检测参数与预应力损失的敏感性分析[J].赤子，2014，14（04）：302.