桥梁结构质量现场检测

50/50第二章桥梁结构质量现场检测2。1概述２0世纪中叶以来,随着科学技术的快速发展，特别是随着我国公路建设投资规模的加大,桥梁建设事业得到了突飞猛进的发展,先后在长江、黄河、珠江等河流上建成了一大批大跨径，深水基础的桥梁,各种桥式的跨径纪录不断刷新，使我国在长大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续刚构桥建设方面跨入世界先进行列。由于桥梁建设规模越来越大，大型桥梁在国民经济和社会生活中的地位与作用越来越重要，人们对这些大型桥梁的施工质量,安全性以及正常使用功能日渐关注,围绕桥梁结构质量检测开展了大量的工作，并逐渐形成了一套系统.桥梁结构质量检测的主要内容桥梁检测的工作内容比较多，涉及到很多方面。从方法上来讲，分为静载试验、动载试验和无损检测；从时间上来看，分为短期试验和长期试验；从进行的时期来看，分为施工过程中的检测、施工完成(成桥）的检测和运营阶段的检测；从结构的施工方法上来看，分为预制结构(混凝土预制板或梁、钢桥节段等）的质量检测和现场浇注混凝土结构的质量检测。但是，不管分类方法如何，它们都属无损检测。其主要内容包括:材料和结构的外形外观检查、混凝土和钢结构用材料的力学性能、混凝土和钢结构的无损检测、钢结构的焊缝焊接质量、结构的变形与受力状态以及既有桥梁结构健康监测系统等。桥梁无损检测技术的现状传统的桥梁检测方法主要依赖于动静载试验和检测人员的现场目检,辅以混凝土硬度实验、超声波探测、腐蚀作用实验等多种检测手段。观察法是桥梁检测中最古老的方法，主要依赖于专家的感性和定性的经验分析，常会因为专家的主观意愿而有失客观，不能完全正确评判结构的损伤状况。静载试验是一种经常被采用的桥梁检测方法，由试验测得的挠度和应变，辅以检测人员的现场目测，来综合评判桥梁的现时状况。裂纹的探测是桥梁检测中一个重要的方面，常用的方法有:液体渗透、磁分子、涡流仪、超声波和声发射等.探测钢桥体积缺陷一般用X射线摄像法，检测混凝土桥的总体技术是荷载试验和模态分析,其局部检测技术有超声波、冲击反射、磁电阻抗、锈蚀势能、远红外热像、地面渗透雷达、Ｘ射线摄像和声发射等。桥梁无损检测技术的最新发展及展望近年来，致力于桥梁检测,研究人员提出了许多成功的方法对桥梁进行非破坏性评估。一些新的方法被广泛应用于桥梁检测，如利用相干激光雷达测试桥梁下部结构的挠度，利用全息干涉仪和激光斑纹测量桥体表面的变形状态,利用双波长远红外成像检测桥梁混凝土层的损伤,利用磁漏摄动检测钢索、钢梁和混凝土内部的钢筋等等.随着振动实验模态分析技术的发展，运用振动测试数据进行结构动力模型修正理论得到了充分的发展，为桥梁结构的安全检测开辟了新的途径.最近，美国联邦公路总署对公路桥梁无损检测技术提出了一个比较大的研究与开发计划,涉及到许多新技术和研究课题。已经启动的研究项目有：１）先进的桥梁测试和健康监测系统，包括全桥监测系统的无线电发送、用精确的差分式全球定位系统（ＧPS)测量桥梁变形、用TRIP钢（这种钢具有特殊的化学成分，其在晶体结构中经受与应变峰值成比例的恒定变化,其从非磁性变化为磁性)传感器对桥梁超载进行测量和监测等.2）先进的疲劳裂纹探测和评估磁铁，包括检测桥梁裂纹用的新型超声波和磁分析仪系统、热成像系统、便携式声发射系统、无线应变测量系统、微波探测和定量分析、无源疲劳荷载测量设备和电磁一声发射传感器等。３）先进的锈蚀探测和评估技术，包括磁漏探测技术、探测后张法压浆空隙的冲击一反射系统、埋入式锈蚀微传感器及以磁为基础的测量系统。4)用强迫振动响应法定量评估桥梁下部结构、用激光振动计测量斜拉索索力及量化的无损检测方法。此外，该研究计划还包括许多探索性研究，如声发射技术的基础性研究,磁力控制传感器的研究,光纤和其他微传感器的研究，用微波技术对疲劳裂纹进行探测和定量分析的研究等等。这些研究工作必将为桥梁无损检测技术开拓新的发展空间，推动无损检测技术的飞跃.无损检测方法必须建立在被检测的某些性能与适当的物理量之间相互关系的基础上。一般采用两种方法，一是建立在大量试验基础之上的归纳法，即是用回归分析方法确定检测性能与要评价量之间的经验关系。这种方法不仅工作量巨大,受限制的客观因素多，而且常有一定的主观盲目性，主要用于无损检测技术的初期的理论研究。另一种是以基础科学的基本原理为依据的演绎法,以要评价量与物理量之间的理论联系为基础进行逻辑推理，从理论上确定其间的相互关系，然后再作适当的试验验证。这种方法已经被认为是无损检测技术理论研究方向极具前途的方向。近年来，高灵敏传感系统（如红外、微波、射线等系统）的不断出现，使无损检测技术的传感系统向多元化、智能化的方向发展，使检测仪器向专用化、小型化、一体化、集约化的方向发展.另外，由于科学技术的发展，学科交叉的现象日益普遍，特别是将一些高新技术的最新研究成果应用于无损检测技术的研究,必将推动该技术的飞速发展，这也是值得我们关注的一个方向。本章主要介绍混凝土桥梁的无损检测，半破损检测，通过无损和半破损检测技术来检测混凝土的强度、弹性模量、裂缝的深度。钢筋位置和保护层厚度等；钢结构的无损检测，通过超声波探伤、射线探伤来检测材料内部及表面缺陷；预应力混凝土结构的检测，主要对施加预应力的材料、张拉设备及张拉控制方法等进行检测,从而评定预应力混凝土结构的质量。2。2混凝土结构无损检测混凝土结构无损检测技术是桥梁检测技术中一项重要的内容。所谓混凝土无损检测技术，是在不破坏混凝土内部结构和使用性能的情况下,利用声、光、热、电、磁和射线等方法，测定有关混凝土性能的物理量,推定混凝土的强度、缺陷等的测试技术.混凝土无损检测技术与破坏试验方法相比，具有不破坏结构的构件、不影响其使用性能、可以探测结构内部的缺陷、可以连续测试和重复测试等特点。应用混凝土无损检测技术、可以检测混凝土的强度、弹性模量、裂缝的深度和宽度，可以检查钢筋的直径、位置和保护层厚度,并可以探知混凝土的碳化程度、钢筋的锈蚀程度和混凝土构件的尺寸等参数。混凝土无损检测技术,对于进行施工质量检查与管理，进行既2.2.1混凝土结构无损检测技术的形成与发展无损检测技术是指在不影响结构或构件性能的前提下，通过测定某些适当的物理量来判断结构或构件某些性能的检测方法.无损检测技术是多学科紧密结合的高技术产物，现代材料学和应用物理学的发展为无损检测技术奠定了理论基础,而现代电子技术和计算机科学的发展又为无损检测技术提供了现代化的测试工具。桥梁工程中无损检测技术的形成和发展与混凝土无损检测技术的发展密切相关。早在２0世纪３０年代初，人们就已开始探索和研究混凝土无损检测方法,并获得迅速发展.1930年首先出现了表面压痕法；1９３5年格里姆（Ｇ。Ｇrimｃt)、艾德（J．Ｍ.Ide)用共振法测量混凝土的弹性模量；１９49年加拿大的莱斯利（Ｌeslie）和奇斯曼(Chｅesman）、英国的琼斯(Ｒ.Ｊｏnｅs）等运用超声脉冲法获得成功,这些研究为混凝土无损检测技术奠定了基础。随后，许多国家也相继开展了这方面的研究，并取得了丰硕的研究成果，从而形成了一个较为完整的混凝土无损检测体系。桥梁无损检测技术正是在此基础上发展而形成的,并在实际工程应用中得到了快速发展。20世纪8０年代以来，这方面的研究工作方兴未艾,尤其值得注意的是,随着科学技术的发展，无损检测技术突破了原有的范畴,出现了许多新的测试方法，例如微波吸收、雷达扫描、红外热谱以及脉冲回波等新技术。随着无损检测技术的日臻成熟，许多国家开始了这类检测方法的标准制定工作，如美国的AＳTＭ、英国的BSI均颁布了有关标准,这些工作对无损检测技术的工程应用起到了良好的促进作用.进入20世纪90年代，随着现代传感与通信技术的发展，无损检测技术更是出现了前所未有的发展势态，先后涌现出一大批新的检测方法和检测手段,使无损检测技术向着智能化、快速化、系统化的方向发展。２.２.2混凝土结构无损检测技术的适用范围混凝土结构无损检测技术在桥梁工程中应用的主要目的有结构混凝土的强度、内部缺陷及其它性能检测。1．结构混凝土的强度检测在工程实践中，需要运用无损检测方法推定混凝土的实际强度，主要有如下几种情况：1)在施工过程中，由于管理、工艺或意外事故等原因影响了混凝土质量,或预留试块的取样、制作、养护、抗压试验等不符合有关技术规程或标准的规定,以致预留试件的强度不能代表结构混凝土的实际强度时,可以采用无损检测方法推定混凝土强度，作为混凝土合格性评定及验收依据。2)当需要了解混凝土在施工期间的强度增长情况，以便进行拆模、吊装、预应力筋张拉或放张等后续工序时，可运用无损检测方法连续监测结构混凝土强度的发展，以便及时调整施工进程。同时，无损检测方法也可作为施工过程中质量控制的重要手段。３）对于既有桥梁结构，在使用过程中，有些桥梁已不能满足当前通行荷载的要求,有些桥梁由于各种自然原因而产生不同程度的损伤与破坏，有些桥梁由于设计或施工不当而产生各种缺陷。对于这些桥梁的维修、加固、改建,可通过无损检测方法推定混凝土强度，以便提供加固、改建设计时的基本强度参数和其它设计依据.2．结构混凝土内部缺陷的检测所谓混凝土的缺陷，是指那些在宏观材质不连续、性能参数有明显变异，而且对结构的承载能力和使用性能产生影响的区域。即使整个结构的混凝土的普遍强度已达到设计要求,这些缺陷的存在也会使结构整体承载力严重下降，或影响结构的耐久性。因此，必须探明缺陷的部位、大小和性质，以便采取切实的处理措施,排除工程隐患.混凝土缺陷的成因十分复杂,检测要求也各不相同。混凝土缺陷现象大致有:内部空洞、蜂窝麻面、疏松、断层(桩)、结合面不密实、裂缝、碳化、冻融、化学腐蚀等。混凝土缺陷的无损检测方法主要有超声脉冲法、脉冲回波法、雷达扫描法、红外热谱法、声发射法等等。除了强度和缺陷检测以外，混凝土还有许多其它性能可用无损检测方法予以测定。其它性能主要是指与结构物使用功能有关的各种性能。主要有碳化深度、保护层厚度、受冻层深度、含水率、钢筋位置与钢筋锈蚀状况、水泥含量等。现代工程结构物所处的环境越来越复杂，对其它性能的要求越来越高,人们也越来越清楚地认识到其它性能与强度相关性的局限性很大,强度高未必其它性能就好,因此,其它性能的无损检测技术正引起重视。常用的检测方法有共振法、敲击法、磁测法、电测法、微波吸收法、中子散射法、中子活化法、渗透法等。2。2。3混凝土强度的无破损法混凝土的强度是指混凝土受力达到破坏极限时的应力值。因此，要准确测量混凝土的强度，必须把混凝土试件或构件加载至破坏极限，取得试验值后试件已被破坏。而结构混凝土强度的无破损测试方法,就是要在不破坏结构或构件的情况下，取得破坏应力值,因此只能寻找一个或几个与混凝土强度具有相关性,而测试时又无损于混凝土受力功能的物理量作为混凝土强度的推算依据.所以无破损检测方法所得强度值，实际上是一个间接推算值,它和混凝土实际强度的吻合程度，取决于该物理量与混凝土强度之间的相关性。无破损法以混凝土强度与某些物理量之间的相关性为基础，检测时在不影响结构或构件混凝土任何性能的前提下，测试这些物理量，然后根据相关关系推算被检测混凝土的标准强度换算值,并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度。属于这类方法的有回弹法,超声脉冲法、射线吸收与散射法、成熟度法等等.这类方法的特点是测试方便、费用低廉，但其测试结构的可靠性主要取决于被测物理量与强度之间的相关性。因此,必须在测试前建立严格的相关公式或校准曲线。由于这种相关关系往往受许多因素的影响。所以，所建立的相关公式有其局限性，当条件变化时应进行种种的修改，以保证检测结果的可靠性.如上所述，混凝土强度的无破损检测方法有回弹法、超声波法、超声回弹综合法、射线吸收与散射法等。不同检测方法的检测原理、检测精度和检测技术要求都是不同的,实际检测时，应综合考虑各种因素选择一种或几种方法。目前常用方法是回弹法和超声回弹综合法,下面简单介绍如下。（一）回弹法检验混凝土强度１．回弹法的基本原理回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面,并以重锤被反弹回来的距离（称回弹值指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。２．回弹法检测混凝土强度的原则回弹法检测混凝土强度是对常规检验的一种补充，当对构件怀疑时，例如，试件与结构中混凝土质量不一致，对试件的检验结果有怀疑或供检验用的试件数量不足时，可采用回弹法检测，并将检测结果作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。另外，施工阶段，如构件拆模、预应力张拉或移梁、吊装时，回弹法可作为评估混凝土强度的依据。回弹法的使用前提，是要求被测结构或构件混凝土的内外质量基本一致。因此，当混凝土表层与内部质量有明显差异，例如遭受化学腐蚀或火灾、硬化期间遭受冻伤等或内部存在缺陷时,不能用回弹法评定混凝土强度。3。回弹法的测强曲线回弹法测定结构混凝土强度的基本依据，就是回弹值与混凝土抗压强度之间的相关性。这种相关性以基准曲线或经验公式的形式予以确定。基准曲线的制定方法,是在试验室中制作一定数量的,考虑不同强度、不同原材料条件、不同期龄等各种因素的立方体试块，测定其回弹值、碳化深度及抗压强度等参数，然后进行回归分析。求得拟合程度最好，相关系数大的回归方程,作为经验公式或画出基准曲线。因为混凝土强度与回弹值、碳化深度相关关系，受许多因素的影响，在制定曲线的过程中,所考虑的影响因素越多，曲线的适应性和覆盖面越大,但其离散性也越大,推算混凝土强度的误差也越大。当被测试的结构混凝土的各种条件越接近于制定基准曲线时所顾及的各种条件,测试误差越小。为了提高回弹法测强的精度,目前常用的基准曲线可分为三种类型:1）专用测强曲线专用测强曲线是针对某一工程、某一商品混凝土供应区的特定的原材料质量、成型和养护工艺，测试龄期条件而制定的基准曲线,由于专用曲线所考虑的条件可以较好地与被测混凝土相吻合，因此，影响因素的干扰较少，推算强度的误差较小。当被测结构混凝土的各种条件与专用曲线相一致时,应优先使用专用曲线进行强度推定。２)地区测强曲线地区测强曲线是针对某一省、市、自治区或条件较为类似的特定地区而制定的基准曲线。它适应于某一地区的情况，所涉及的影响因素比专用曲线广泛,因此，其误差也稍大。3）通用测强曲线为了便于应用,在允许的误差范围内，应尽量扩大基准曲线覆盖面。我国在制定《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》时，在全国广泛布点,进行了研究。最后选定的回归方程和有关指标如下: (2—1)式中:Ｒn——测区混凝土的抗压强度，MＰa，精确至０.1ＭＰa;-—测区混凝土平均回弹值，精确至0。1；-—测区混凝土平均碳化深度，mm，精确至0.５mm.4．回弹法测试混凝土强度的原则1)检测结构或构件混凝土强度可采用下列两种方式,其适用范围及构件数量应符合下列规定:①单个检测,适用于单独的结构或构件的检测;②批量检测,适用于在相同的生产工艺条件下,混凝土强度等级相同，原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致且龄期相近的同类构件。按批进行检测的构件，抽检数量不得少于同批构件总数的30％且测区数量不得少于10０个。抽检构件时，有关方面应协商一致，使所选构件具有一定的代表性。２）每一构件的测区，应符合下列要求：①每一结构或构件测区数不应少于1０个，对某一方向尺寸小于4。5ｍ且另一方向尺寸小于０.３m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；②相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于０.５m，且不宜小于0．2m；③测区应选在使回弹仪处于水平方向，检测混凝土浇筑侧面，当不能满足这一要求时，可选在使回弹仪处于非水平方向，检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；④测区宜选在构件的两个对称可测面上,也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在构件的受力部位及薄弱部位必须布置测区,并应避开预埋件;⑤测区的面积宜控制在0。０4m2;⑥检测面应为原状混凝土表面，并应清洁、平整，不应有疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑；⑦对于弹击时会产生颤动的薄壁、小型构件应设置支撑固定.３）结构或构件的测区应标有清晰的编号,必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况.４)当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，试件数量应不少于６个.计算时，测区混凝土强度换算值应乘以修正系数。修正系数可按式(2—2）或式（2—2′）计算:(２-2）(２-２′）式中:η——修正系数，精确至0.01;、——分别为第i个混凝土立方体试件(边长为150ｍm)或芯样试件（φ100ｍm×10０mm）的抗压强度值，精确到0.1MPａ；-—对应于第ｉ个试件的回弹值和碳化深度值，由《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(ＪGJ/Ｔ23—20０1）》附录A可查得的混凝土强度换算值;n--试件数。5)检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件混凝土检测面,缓慢施压，准确读数,快速复位。7）回弹值测量完毕后，应选择不小于构件数的３0％测区数在有代表性的位置上测量碳化深度值。8）测量碳化深度值时，可用合适的工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度大于混凝土的碳化深度。然后除净孔洞中的粉末和碎屑，不得用水冲洗.立即用浓度为1％酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离多次,取其平均值,该距离即为混凝土的碳化深度值。每次读数精确至0.5ｍm。5。回弹值的计算1）计算测区平均回弹值时,应从该测区的1６个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，然后将余下的10个回弹值接下列公式计算：（2-3）式中:Rm-—测区平均回弹值,精确至0。1；Rｉ—-第i个测点的回弹值.2)回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时,应按下列公式修正:（２－4）式中：Rma——非水平方向检测时测区的平均回弹值,精确至0.1；Raa—-非水平方向检测时回弹值的修正值,按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JＧＪ/T2３-20０1）》中附录C查用。３)回弹仪水平方向检测混凝土浇筑表面时，应按下列公式修正：（2-5)（2—5′）式中：、——水平方向检测混凝土浇筑表面、底面时，测区的平均回弹值,精确至0.1;、——混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ／T23—20０１)》中附录D查用。4)如检测时仪器非水平方向且测试面非混凝土的浇筑侧面,则应先对回弹值进行角度修正,然后再对修正后的值进行浇筑面修正。6。混凝土强度的推算1）结构或构件第i个测区混凝土强度换算值，可按式(2-４）或（2—5（5′））求得的平均回弹值Ｒm及求得的平均碳化深度值dm由《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23－２001)》中附录Ａ查得。有地区或专用测强曲线时，混凝土强度换算值应按地区或专用测强曲线换算得出。2)由各测区的混凝土强度换算值可计算得出结构或构件混凝土的强度平均值。当测区数不少于10个时，还应计算强度标准差。平均值及标准差应按下列公式计算：（２－6)（2-7）式中：——构件混凝土强度平均值,MPa，精确至0。1MPa；n——对于单个检测的构件,取一个构件的测区数；对于批量检测的构件，取被抽取构件测区数之和；-—构件混凝土强度标准差,ＭPａ,精确至0。0１MPa。3)构件混凝土强度推定值的确定①当按单个构件检测中，以最小值作为该构件的混凝土强度推定值(2—8）②当按批量检测时，应按下式公式计算:（２-9）（2－10)式中：——该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值，MPa,精确至０.１ＭPa。取公式(2-9）或（2—１0）中的较大值为该批构件的混凝土强度推定值.4）对于按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列情况之一时，则该批构件应全部按单个构件检测.①当该批构件混凝土平均值小于25MPa时②当该批构件混凝土强度平均值不小于２5ＭPa时（二）超声回弹综合法检测混凝土强度超声回弹综合法检测混凝土强度,是目前我国使用较广的一种结构混凝土强度非破损检验方法。它较之单一的超声或回弹非破损检验方法具有精度高、适用范围广等优点。但是,它也是对常规检验补充的一种办法,当对结构的混凝土强度有怀疑时，可按此办法进行检验,以推定混凝土的强度,作为处理其质量问题的依据。在有条件的情况，可用钻芯取样法作校核。应用超声回弹综合法，应尽量建立专用测强曲线并优先使用。在缺少该类曲线时，可采用通用测强曲线。1．测区回弹值及声速值的测量原则1)测区布置规定:（1)当按单个构件检测时，应在构件上均匀布置测区，每个构件上的测区数不少于10个；（２)对同批构件按批抽样检测时，构件抽样数应不少于同批构件的3０％，且不少于10件，每个构件测区数不应少于10个；（3）对长度小于或等于2ｍ的构件,其测区数可适当减少，但不应少于3个。2）当按批抽样检测时,符合下列条件的构件才可作为同批构件：（1）混凝土强度等级相同；（2）混凝土原材料、配合比、成型工艺、养护条件及龄期基本相同；（３）构件种类相同；(4）在施工阶段所处状态相同。３）构件的测区，应满足下列要求:（1）测区布置在构件混凝土浇注方向的侧面；（2）测区均匀分布,相邻两测区的间距不宜大于２m；(3）测区避开钢筋密集区和预埋件；（4)测区尺寸为2００ｍm×2０0ｍｍ；(5）测试面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢,并避开蜂窝、麻面部位，必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处,并擦净残留粉尘。4）结构或构件上的测区应注明编号,并记录测区位置和外观质量情况。５）结构或构件的每一测区，宜先进行回弹测试，后进行超声测试.6）非同一测区内的回弹值及超声声速值，在计算混凝土强度换算值时不得混用.２．回弹值的计算超声回弹综合法中回弹值的测试和计算与回弹法相同。3．超声声速值的测量与计算1）超声测点应布置在回弹测试的同一测区内。２）测量超声声时值时，应保证换能器与混凝土耦合良好.3）测试的声时值应精确至０.1μs，声速值应精确至0。01ｋｍ/s。超声测距的测量误差不大于±1%.4）在每个测区内的相对测试面上，应各布置３个测点，且发射和接收换能器的轴线应在同一轴线上。５）测区声速应按下列公式计算：υ=l/ｔm（２-１1）tm=(t1＋ｔ2+t３）/３（2-12）式中：υ—-测区声速值，km/s;l——超声测距，mm;tｍ-—测区平均声时值，μｓ；t1，ｔ2，t3-—分别为测区中3个测点的声时值。６）当在混凝土浇灌的顶面与底面测试时，测区声速值应按下列公式修正:υa=βV(２—１3)式中：υa—-修正后的测区声速值，kｍ/s;β——超声测试面修正系数。在混凝土浇注面的顶面及底面测试时,β=１。034;在混凝土侧面测试时，β=1。4.混凝土强度的推定1)构件第i个测区的混凝土强度换算值应采用修正后的测区回弹值Rａi及修正后的测区声速值υai优先采用专用或地区测强曲线推定.当无该类测强曲线时,可按《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程（CEＣS02∶88）》中附表2－１和附表2—2查阅混凝土强度或按下列公式计算：（1）粗骨料为卵石时（２—14）（2）粗骨料为碎石时(2—1５）式中：——第i个测区混凝土强度换算值，MPa,精确至0。１MPａ;υａｉ——第i个测区修正后的超声声速值,ｋｍ/s,精确至0。01km/s;Ｒａｉ-—第ｉ个测区修正后的回弹值,精确至０.1。2）当结构所用材料与制定的测强曲线所用材料有较大差异时,须用同条件试件块或从结构构件测区钻取的混凝土芯样进行修正，试件数量应不少于3个。此时，得到的测区混凝土强度换算值应乘以修正系数。修正系数可按下列公式计算.同条件立方试块时(２—１6）(2)有混凝土芯样试件时（２-１７)式中:η—-修正系数，精确至小数点后两位；——第i个混凝土立方体试块抗压强度值（以边长为150ｍm计），MPa，精确至0.1ＭPa；——对应于第i个立方体块或芯样试件的混凝土强度换算值,MPa，精确至0.1MPa;-—第i个混凝土芯样试件抗压强度值(以Φ100mm×１0０mm计），ＭPa，精确至０。1MＰａ；n-—试件数.３）结构或构件的混凝土强度推定值可按下列条件确定。（１）当按单个构件检测时，单个构件的混凝土强度推定值取该构件各测区中最小的混凝土强度换算值。(2）当按批抽样检测时，该批构件的混凝土强度推定值应按下列公式计算：（2－1８)式中各测区混凝土强度换算值的平均值及标准差，应按下列公式计算:（2-１９） （2-20）（3)当同批测区混凝土强度换算值标准差过大时,该批构件的混凝土强度推定值也可按下列公式计算:(2—2１)式中:--该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算的平均值MＰa；——第ｉ个构件中的最小测区混凝土强度换算值,ＭPa;ｍ——抽取的构件数.４)当属同批构件按批抽样检测时，若全部测区强度的标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测：（1）当混凝土强度等级低于或等于C20时：>4.5MPa；（2）当混凝土强度等级高于C２0时：＞5。５ＭＰa。2。2.4混凝土缺陷的无破损检测法混凝土是多相复合体系，在混凝土中存在着许多各相之间的界面。如果把混凝土内部构造分成微观、细观、宏观三个层次，则混凝土中存在着微观缺陷、细观缺陷和宏观缺陷。一般认为,微观和细观缺陷是由于材料形成过程中的必然产物，是混凝土的固有缺陷。而宏观缺陷是由于成型过程振捣不实，或因为受力及腐蚀性破坏所造成的大缺陷。这类缺陷包括蜂窝、孔洞、裂缝、不密实区、腐蚀破坏层等。在采用无破损检测技术时,主要检测这类缺陷。超声法检测混凝土缺陷在混凝土结构物的施工及使用过程中，往往会造成一些缺陷和损伤,形成这些缺陷和损伤的原因是多种多样的.一般而言,主要有四方面的原因：其一是施工原因,例如振捣不足,钢筋网过密而骨料最大粒径选择不当、模板漏浆等所造成的内部孔洞、不密实区、蜂窝及保护层不足、钢筋外露等；其二是由于混凝土非外力作用所形成的裂缝,例如在大体积混凝土中因水泥水化热积蓄过多,在凝固及散热过程中的不均匀收缩而造成的温度裂缝，混凝土干缩及碳化收缩所造成的裂缝；其三是长期在腐蚀介质或冻融作用下由表及里的层状疏松；其四是受外力作用所产生的裂缝，例如因龄期不足即行吊装而产生的吊装裂缝等。这些缺陷和损伤往往会严重影响结构物的承载能力和耐久性，因此是事故处理、施工验收、旧的建筑物安全性鉴定、进行维修和补强设计时必须检测的项目。目前，对混凝土内部缺陷的存在、大小、位置和性质进行无破损检测的手段有超声脉冲法和射线法两大类,其中射线法因穿透能力有限，以及操作中需解决人体防护等问题，在我国使用较少。目前最有效的方法是超声脉冲法。1．混凝土超声探伤采用以下四点作为判别缺陷的基本依据.１)根据低频超声在混凝土中遇到缺陷时的绕射现象,按声时及声程的变化,判别和计算缺陷的大小.2）根据超声波在缺陷界面上产生反射，因而到达接收探头时能量显著衰减的现象判断缺陷的存在及大小。3）根据超声脉冲各频率成分在遇到缺陷时被衰减的程度不同，因而接收频率明显降低，或接收波谱产生差异，也可判别内部缺陷.4）根据超声波在缺陷处的波形转换和叠加，造成接收波形畸变的现象判别缺陷。以上四点可以单独运用，也综合运用。2。声学参数测量测量之前应视测试距离(以下简称测距）大小将仪器的发射电压调在某一档，并以扫描基线不产生明显噪音干扰为前提，将仪器“增益"调至较大位置保持不动。1)声时测量时,应将发射换能（以下简称T换能器)和接收换能器(以下简称R换能器）分别耦合在测区同一测点对应位置上，用“衰减器”将接收信号首波调至一定高度,再调节游标脉冲,用其前沿对准首波前沿基线弯曲的起始点，读取调节游标脉冲,用其前沿对准首波前沿基线弯曲的起始点,读取声时值ｔi(精确至0．1μs）.该测点混凝土声时值应按下式计算:tct＝ｔi—to（2-２2）式中：tct——第i点混凝土声时值，μs;ti--第i点测读声时值,μs；to——声时初读数，μs，当采用厚度振动式换能器时,可参照仪器使用说明书测得，当采用径向振动式换能器时,可按“时—距”法测得。(1)刻度法:将衰减固定在某一衰减位置，从仪器波屏上读取首波幅度(格数）；（2)衰减值法：采用衰减器将首波幅调至一定高度（如5mm或刻度一格），读取衰减器上的dB值。3)频率测量时，应先将游标脉冲调至首波前半个周期的波谷（或波峰）读取声时值t1（μs)，再将游标脉冲调至相邻的波谷（或波峰），读取声值t2（μs），由此即可按下式计算出该点（第ｉ点）第一周期波动的频率fi（精确至0。1kHz）。（2－23）４)波形观察时主要观察接收信号的波形是否畸变或观察包络线的形状,必要时可描绘或拍照.3．换能器的布置方法1）两只换能器对面布置（直接传播），见图2－1，称直穿法;2）两只换能器在相邻面布置（半直接传播）,见图2—1，称斜穿法；3）两只换能器布置在同一表面（间接传播或表面传播）,见图2－1,称平测法。图2－1探头的布置方法4.混凝土缺陷检测1)混凝土均匀性检测构件内部或各构件之间的混凝土不均匀性可引起脉冲速度的差异，这种差异又和质量的差别相连。脉冲速度的测量为研究均匀性提供了手段.而为达到目的，就得选定足以均匀地布置该混凝土结构一定体积的若干测点,测点间距一般为２０0~５0０ｍm，测点布置时应避开与声波传播方向相一致的钢筋。各测点的声速值按下式计算:（２－24)式中：υｉ——第i点混凝土声速值，kｍ／s;Lｉ——第i点声径长度或称测距值，mm；ｔci——第i点混凝土的声时值，μs。各测点混凝土的声速平均值mｖ和标准差Sv及离差系数Cｖ分别按下式计算:（2-25）（2-26)（2-２7）式中：mv——声速平均值，kｍ／s;n——测点数；υｉ—-第i点的声速值，km／ｓ；Ｓｖ——声速标准差；Cv——声速离差系数.根据声速的标准差和离差系数,可以相对比较相同测距的同类结构或各部位混凝土均匀性的优劣。2）混凝土不密实区和空洞检测进行混凝土不密实区和空洞检测时，结构的被测部位及测区应满足以下要求:(1)被测部位应具有一对（或两对)相互平行的测试面；(2）测区的范围应大于有怀疑的区域；（３)在测区布置测点时,应避免T、R换能器的连线与附近的主钢筋轴线平行.根据被测结构实际情况，可按下列方法之一布置换能器：（1)结构具有两对互相平行的测试面时可采用对测法，其测试方法如图2－2所示。在测区的两对相互平行的测试面上，分别画间距为２０0~300mm的网络，并编号确定对应的测点位置；（２）结构中只有一对相互平行的测试面时可采用斜测法。即在测区的两个相互平行的测试面上，分别画出交叉测试的两组测点位置，如图2-３所示；图２-2对测法换能器布置图图2—3斜测法换能器布置立面图（3）当结构的测试距离较大时，为了提高测试灵敏度，可在测区适当位置钻出平行出侧面的测试孔。测孔直径45~50mm，深度视测试需要而定，结构侧面采用厚度振动换能器，用黄油耦合。测孔中有用径向振动式换能器，用水耦合，换能器布置如图2-4所示。图2-4钻孔测法换能器布置图每一测点的声时、波幅、频率和测距的测量，应分别按规定进行.测区混凝土声时（或声速）、波幅、频率测量值的平均值（ｍx）和标准（Sx）应按下式计算：（２—28）(2-29）式中：Ｘi——第i点的声时(或声速）、波幅、频率的测量值；ｎ——个测区参与统计的测点数。测区中的异常数据可按以下方法判别:（1）将一测区各测点的声时值由小至大按顺序排列，即ｔ1≤t2≤…≤tn≤tｎ+1……,将排在后面明显大的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最小的一个（假定tn）连同其前面的数据按式(２—２８)和式(2-29）,计算出ｍt及Sｔ,并代入式（２-3０），计算出异常情况的判断值（Ｘo）。Xｏ=mｔ+λ1St（2-30）式中：λ１——异常值判定系数,应按表2—1查。把Xo值与可疑数据中最小值（tn）相比较，若tn大于或等于Xo，则ｔn及排在其后的各声时值均为异常值；当tn小于Xo时，应再将tｎ+1放进去重新进行统计计算和判别。(２)将一测区各测点的波幅、频率由大到小按顺序排列,即X1≥X2≥…≥Ｘn≥Xn+1……,将排在后面明显小的数据视为可疑，再将这些可疑数据中最大的一个（假定Xn)连同其前面的数据按式（２－28)和式（2-29）计算出ｍx及Sx值,并代入式（2－３1）计算异常情况的判断值(Ｘo）。Xｏ＝ｍx-λ1·Sx（2—31）将判断值(Xｏ）与可疑数据的最大值（Xn)比较，如Xn小于或等于Ｘｏ，则Xｎ及排列于其后的各数据均为异常值;当Xn大于Ｘo，应再将Xn＋1放进去重新进行统计计算和判别。若耦合条件保证不了测幅稳定，则波辐值不能作为统计法的判别。统计数的个数ｎ与对应的λ1值表2－1n１41６18２0222426283０λ11.471。53１.５９1.641.69１。731077１。８01．８3ｎ３２3436３８404２444６48λ11.861。8９1．9２１.94１.9６1．9８2.002.022．04n５0525456586062６４６６λ1２.052.０7２。0９2。102.122.１3２.１42。152。１7n６8707４７8８0８１8８9095λ１２.182。1９２。212。232．2４2.262.２82。２92.3１n１0010511０115120１2５1３0１3５14０λ12.32２。342．36２.382.402.４12．４22。4３２．４５n１4515０１5５１6０１7018０１９０200２10λ12.４62．48２。４9２。5０2。522.542．562。572.５９(4）空洞尺寸估算方法如图2－5所示，设检测距离为l,空洞中心（在另一对测试面上,声时最长的测点位置）距一个测试面的垂直距离为ｌh，声波在空洞附近无缺陷混凝土中传播的时间平均值为mta,绕空洞传播的时间(空洞处的最大声时）为ｔh，空洞半径为r.根据lｈ/ｌ值和(th－ｍtａ）／ｍｔa×100％值，可由表2-2查得空洞半径r与测距l的比值,再计算空洞大致尺寸r.如被测部位只有一对可供测试的表面，空洞尺寸可用下式计算:（２－32)式中:r——空洞半径,ｍｍ；l——T、R换能器之间的距离;ｔh——缺陷处的最大声时值，μs；mta——无缺陷区的平均声时值,μs.图2-5空洞尺寸估算原理空洞半径ｒ与测距ｌ的比值表2-2ｚxｙ0。05０.080．100．１2０．140．160。1８0。２0０。220.2４0.2６０.２80.3０0.１０（０.9）1。4２３．７７6．２６0．15（0．85）１。00２。５64。065.978.３90.2(0.8）0.７82.023。184.626.368.4410。９13.9０。25(0。75)0。671。7２2.６93。90５。3４７．０38．98１1。21３.816．80。3（０．7)０.6０1．５32。４０3.464。7６6。21７。9１９.３8１2.014。41７.120。123．60。3５（0。６5）0.５51。4１2．213.１9４．35５.70７．259.０010。９１3。115。518.１21．０0。４（0.６）０．521.342。093．024.１2５。39６。８４８.4810．312.31４.5１6。9１9。80.45（0．55）0.501.302。0３2．92３.995。２26．628.209．9511。914.0１６。318。80.50.５０1。282．0２2。893.945．1６6.55８。119。841１.813。316.118.6注：表中x=（th－mtａ）/tta×100％；y=lｈ/l；ｚ=r/l。３）深裂缝检测裂缝检测的目的是掌握对结构承载力和耐久性有影响的裂缝的分布、长度、宽度、深度和发展方向等。一般认为裂缝深度小于5０0ｍm的裂缝为浅裂缝，常用检测方法有对测法、斜测法和单面平测法等；裂缝深度大于50０mｍ的裂缝为深裂缝，检测方法有孔中对测、孔中斜测和孔中平测等.混凝土桥梁，若出现深裂缝，对结构的受力和耐久性的有很大的影响，因此，掌握裂缝详细情况很有必要.(1）被检测结构应满足下列要求：a.允许在裂缝两旁钻测试孔；b．裂缝中不得充水或泥浆。(2)被测结构上钻取的测试孔应满足下列要求：b．对应的两个测试孔，必须始终位于裂缝两侧，其轴线应保持平行;ｃ。两个对应测试孔的间距宜为２0０0mm,同一结构的各对应测孔间距相同;ｄ．如图2—6a）所示,宜在裂缝一侧多钻一个较浅的孔,测试无缝混凝土的声学参数，供对比判别之用。（3)深裂缝检测选用频率为2０~４０kHz的径向振动式换能器,并在其接线上作出等距离标志(一般间隔１0０～５0０mm）。（4)测试前应先向测试孔中注满清水，然后将T和R换能器分别置于裂缝两侧的对应孔中，以相同高程等间距从上至下同步移动，逐点读取声时、波幅和换能器所处的深度。见图２—6b)。(5)以换能器所处深度（d）与对应的波幅值（A）绘ｄ-A坐标图，如图2—7所示.随着换能器的下移,波幅逐渐增大，当换能器下移至某一位置后,波幅达到最大值并基本稳定，该位置所对应的深度便是裂缝深度dc。图2—６钻孔测裂缝深度图2—7d—A坐标图

2.３混凝土结构半破损检测半破损法以不影响结构或构件的承载能力为前提，在结构或构件上直接进行局部破坏性试验，或直接钻取芯样进行破坏性试验，然后根据试验值与结构混凝土标准强度的相关关系，换算成标准强度换算值，并据此推算出强度标准值的推定值或特征强度.属于这类方法的有钻芯法、拔出法、拔脱法、板折法、射击法、就地嵌注试件法等,这类方法的特点是以局部破坏性试验获得结构混凝土的实际抵抗破坏的能力，因而直观可靠,测试结果易为人们所接受。其缺点是造成结构物的局部破坏,需进行修补，因而不宜用于大面积的全面检测。钻芯法在我国已广泛应用,并已制订了《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（ＣECS03：88).该法由于要造成结构或构件局部破坏，不宜在同一结构中大面积使用，因此，国内外都主张把钻芯法与其它非破损方法结合使用.一方面利用非破损方法检测混凝土的均匀性，以减少钻芯数量,另一方面又利用钻芯法来校正非破损法的检测结果，以提高可靠性。射击法采用一种为温泽探针(Wiｎdorpｒｏde）的射击装置，是将一硬质合金棒打入混凝土中,用棒的外露长度作为阻力的度量.这种方法适宜于混凝土早期强度发展情况的测定，也适用于同一结构不同部位混凝土强度的相对比较，但试验结果受骨料影响十分明显。此外，美国ＡSTＭC873所采纳的就地嵌注试件法（Cast-in-ｐlａcecylinｄers）也可属于这类方法。它是将试验模嵌入结构或构件中一起浇注成型。以使试件与结构具有同等成型和养护条件,然后取出试件进行抗压试验,试验具有较好的代表性。下面简要介绍钻芯法和拔出法.２。3.1钻芯取样法检测混凝土强度钻芯取样法检测混凝土强度指从混凝土结构物中钻取芯样,测定混凝土的劈裂抗拉强度或抗压强度，作为评定结构的主要品质指标。但是由于结构或构件部位的条件、所处位置及受力状态的影响，钻取芯样的数量通常比较少,在一定程度上可作为抽检混凝土抗压强度、均匀性和内部缺陷的指标.其检测原则如下：1．芯样钻取在钻取芯样前应考虑由于钻芯可能导致对结构的不利影响，应尽可能避免在靠近混凝土构件的接缝或边缘钻取，且基本上不应带有钢筋。芯样直径应为混凝土所有集料最大粒径的3倍,一般为１50mm或100mｍ。任何情况下不小于集料最大粒径的2倍。钻出后的每个芯样应立即清楚地标上记号，并记录芯样在混凝土结构中钻取的位置。钻取的芯样数量应满足下列规定:1）按单个构件检验时，每个构件钻取芯样不少于３个，对较小构件至少应取2个;2。钻取芯样检查每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等，并估计集料的最大粒径、形状种类及粗细集料的比例与级配，检查并记录存在的气孔的位置、尺寸与分布情况,必要时应进行拍照。在芯样的中间及两端1/4处按两个垂直方向测量三对数值确定芯样的平均直径d，精确至mｍ。如有必要，应测定芯样的表观密度。３．试件的制作抗压试验用的试件长度(端部加工后)不应小于直径,也不应大于直径的２倍.芯样端面必须平整,必要时应磨平或用抹顶等方法处理。芯样两端平面应与轴线垂直，误差不应大于1°.4．芯样抗压强度按下式计算：（2—33)式中:-—混凝土芯样抗压强度，ＭPa;Ｐ—-极限荷载，Ｎ；A-—受压面积,ｍm２;d——芯样截面的平均直径,mm；α——不同高径比芯样试件混凝土强度换算系数,见《钻芯法检测混凝土强度技术规程》中表6。0。２。结果计算精确至０.1MPa.混凝土圆柱体强度与立方体强度的关系由表2—３给出.圆柱体试件与方块试件抗压强度关系表表2－3混凝土等级２8d抗压强度（MPa）圆柱体Φ1５0mm×３０0ｍｍ方块1５0mm×150ｍm×１50mmＣ2。５/2.52.０２．5C４/5４。０5。0C6/７。５6。07.5C8／108.01０。０C10/1２。510。012.５Ｃ16／2016．0２0.0C20／252０。025。0C２5/3025。０30．0Ｃ3０/353０.0３5。０C3５/４03５。０40．０C4０/454０．0４5。0C４5/5045．050。0C50/555０．055.0注：上表遇中间值换算时，可直线插入。

２.３．2后装拔出法检测混凝土强度后装拔出法检测混凝土强度，是指在硬化混凝土表面进行钻孔、磨槽、嵌入锚固件,使用拔出仪进行拔出试验，测定极限拔出力,并根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系检测混凝土强度。拔出试验装置基本组成见图２－8。图２-8拔出试验装置基本组成1－拉杆；２-胀簧;3—胀杆；４-反力支承１—拉杆；2—胀簧;3－胀杆；４－反力支承；5—时中圆盘当对构件或结构混凝土强度有怀疑时,或对旧结构混凝土强度检验时,可用本方法进行检测，检测结果可作为评价混凝土强度的依据。当检测部位混凝土表层与内部质量应一致,若存在明显差异时,应清除薄弱层后再作检测.1。建立测强曲线的基本要求1）混凝土所用水泥应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》和《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》的规定；混凝土所用的砂、石应符合行业标准《普通混凝土碎石或卵石质量标准及检测方法》和《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》的规定。2）建立测强曲线试验用混凝土，不宜少于6个强度等级，每一强度等级混凝土不应少于6组，每组由１个至少可布置３个测点的拔出试件和相应的３个立方体试块组成。3)每组拔出试件和立方体试块，应采用同盘混凝土，在同一振台上同时振捣成型，同条件自然养护.4）拔出试验应按下列规定进行：（1)拔出试验的测点应布置在试件混凝土成型侧面；(2）在每一拔出试件上，应进行不少于3个测点的拔出试验,取平均值为该试件的拔出力计算值F，精确至０．１kN。(3）3个立方体试块的抗压强度代表值，应按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GBJ107-87）确定。5）测强曲线应按下述步骤进行计算：(１）将每组试件的拔出力计算值及立方体试块的抗压强度代表值汇总，按最小二乘法原理进行回归分析.（２)推荐采用的回归方程式如下：（２－3４)式中:——混凝土强度换算值，MPa,精确至0.1MＰａ；F——拔出力,ｋN，精确至0.1kN;A、B——测强公式回归系数。（３）回归方程的相对标准差er,可按下式计算：（2—35）式中:——相对标准差;--第i组立方体试块抗压强度代表值，ＭPa，精确至0．1ＭPａ；——由第i个拔出试件的拔出力计算值Fｉ按式（２-34）计算的强度换算值，MPa,精确至0．1MPa；n--建立回归方程式的试块（试件）组数。６）经上述计算，如回归方程式的相对标准差不大于12％时，可报请当地主管部门审定后实施。2．拔出试验基本要求1)试验前宜具备下列有关资料：（1）工程名称及设计、施工、建设单位名称;（2）结构或构件名称、设计图纸及图纸要求的混凝土强度等级；（3）粗骨料品种及最大粒径；（4)混凝土浇筑和养护情况以及混凝土的龄期；（5）结构或构件存在的质量问题。2）拔出试验前，对钻孔机、磨槽机、拔出仪的工作状态是否正常及钻头、磨头、锚固件的规格、尺寸是否满足成孔尺寸要求,均应检测.3）结构或构件的混凝土强度可按单个构件检测或同批构件按批抽样检测。4)符合下列条件的构件可作为同批构件：（1)混凝土强度等级相同；（2）混凝土原材料、配合比、施工工艺、养护条件及龄期基本相同；(３）构件种类相同；（4）构件所处环境相同；５）测点布置应符合下列规定（１）按单个构件检测时，应在构件上均匀布置３个测点.当3个拔出力中的最大拔出力和最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％时，仅布置3个测点即可；当最大拔出力或最小拔出力与中间值之差大于中间值的１5％（包括两者均大于中间值的15%)时，应在最小拔出力测点附近再加2个测点。（2)当同批构件按批抽样检测时，抽检数量应不少于同批构件总数的30％，且不少于10件，每个构件不应少于3个测点。(３）测点宜布置在构件混凝土成型的侧面,如不能满足这一要求时，可布置在混凝土成型的表面或底面。(4）测点应避开接缝、峰窝、麻面部位和混凝土表层的钢筋、预埋件。6)测试面应平整、清洁、干燥，对饰面层、浮浆等应予清除,必要时进行磨平处理。７）结构或构件的测点应标有编号，并应描绘测点布置的示意图。8）在钻孔过程中,钻头应始终与混凝土表面保持垂直，垂直度偏差不应大于3°。9）在混凝土孔壁磨环形槽时，磨槽机的定位圆盘应始终紧靠混凝土表面回转，磨出的环形槽形状应规整。1０）成孔尺寸应满足下列要求：(1）钻孔直径d1应比规定值大0.1mm，且不宜大于1。0mm；（２）钻孔深度h1应比锚固深度ｈ深２0~30mm;(3）锚固深度h应符合规定，允许误差为±0。8mm;（４）环形槽深度ｃ应为3．6～4.５ｍm.３。混凝土强度换算及推定1)混凝土强度换算值应按式（2—３４)计算.2）当被测结构所用混凝土的材料与制定测强曲线所用材料有较大差异时，可在被测结构上钻取混凝土芯样,根据芯样强度对换算值进行修正。芯样数量应不少于3个，在每个钻取芯样附近做3个测点的拔出试验，取3个拔出力的平均值代入式（２—３４）计算每个芯样对应的混凝土强度换算值.修正系数可按下式计算:(2—３6)式中：η——修正系数，精确至０.01；——第i个混凝土芯样试件抗压强度值，精确至0．１MPa；--对应于第ｉ个混凝土芯样试件的3个拔出力平均值的混凝土强度换算值,MＰa，精确至0.1MPa;ｎ——芯样试件值.3)单个构件混凝土强度推定（1)单个构件的拔出力计算值,应按下列规定取值：当构件３个拔出力中的最大或最小拔出力与中间值之差均小于中间值的15％时，取小值作为该构件拔出力计算值；当加测时，加测2个拔出力值和最小拔出力值一起取平均值，再与前一次的拔出力中间值比较,取小值作为该构件拔出力计算值。(2)将单个构件拔出力计算强度换算值（修正系数η乘以强度换算值）作为单个构件混凝土强度推定值ｆｃu,ｅ(2-３7）4)抽检构件的混凝土强度推定（1)将同批构件抽样检测的每个拔出力按式（2—３4）计算强度换算值(或用式(２—36)得到的修正系数η乘以强度换算值）。(2)混凝土强度的推定值ｆｃu,e按下列公式计算：(2-３8)（2-39）式中:-—批抽检每个构件混凝土强度换算值中最小值的平均值,MPa，精确至０.1MPａ;——第j个构件混凝土强度换算值中的最小值,MPａ，精确至0．1MPa；m——批抽检的构件数;——批抽检构件混凝土强度换算值的平均值，MPa，精确至0。１MPa，按下式计算：（2—4０)式中：--第ｉ个测点混凝土强度换算值；—-批抽检构件混凝土强度换算值的标准差，MPａ,精确至0。１MPa,按下式计算：（2-41）ｎ-—批抽检构件的测点总数;取式（2—38）、（２-3９)中较大值作为该批构件的混凝土强度推定值.（3)对于按批抽样检测的部件,当全部测点的强度标准差出现下列情况时，则该批构件应全部按单个构件检测:当混凝土强度换算值平均值小于或等于２5MPa时,＞4。5MPa;当混凝土强度换算值平均值大于25MPa时，>５.5ＭPａ。２.4钢结构无损检测为了保证桥梁结构的产品质量和安全运行，必须对结构进行检测.一般来说，检测分为破坏性检测和无破损检测（又称无损探伤）。钢结构的无破损检测分外观检测和内部缺陷检测。外观检测主要检测表面缺陷,内部缺陷用超声波探伤、射线探伤或磁粉探伤检测.在钢结构的桥梁中焊缝中存在缺陷是难以避免的,其常见缺陷有气孔、夹渣、未焊透、未熔合和裂纹等，采用无损检测的手段对这些缺陷进行检验至关重要。下面简要介绍钢桥中焊缝无损探伤中的常用方法。２。4．１超声波探伤超声波探伤是利用超声波能在弹性介质中传播,在界面上产生反射、折射等特性来探测材料内部或表面缺陷的探伤方法,简称UT。超声波在弹性介质中单位时间内传播的距离称为超声波在这种介质中的传播速度。简称超声波速，用C表示。超声波速与介质的性质（密度、弹性模量等）和波的类型有关。在超声波探伤中，超声波的发射和接收是通过探头来实现的。超声波探伤仪的种类很多,可按显示方式，发射波连续性、声波通道等进行分类。超声波探伤不但检测厚度大,而且灵敏度高,速度快，成本低,能对缺陷定位和定量,同时对人体无害.然而,超声波探伤，缺陷显示不直观,探伤技术难度大，易受主、客观条件的影响，探伤结果不便保存。超声波探伤方法很多，若按原理分类，可分为脉冲反射法、穿透法和共振法，下面分别介绍脉冲反射法和穿透法。1.脉冲反射法１)图２—９所示为用单探头(一个探头兼作反射和接收）探伤的原理图.图2－９脉冲反射法探伤原理图中脉冲发生器所产生的高频电脉冲激励探头的压电晶片振动，使之产生超声波。超声波垂直入射到工作中,当通过界面Ａ、缺陷F和底面Ｂ时,均有部分超声波反射回来，这些反射波各自经历了不同的往返路程回到探头上,探头又重新将其转变为电脉冲，经接收放大器放大后，即可在荧光屏上显现出来。其对应各点的波型分别称为始波(A′）、缺陷波（F′）和底波(Ｂ′）。当被测工件中无缺陷存在时，则在荧光屏上只能见到始波A′和底波B′.缺陷的位置(深度ＡF）可根据各波型之间的间距之比等于所对应的工件中的长度之比求出，即（2—４2)其中ＡB是工件的厚度，可以测出；A′B′和A′F′可从荧光屏上读出.缺陷的大小可用当量法确定。这种探伤方法叫纵波探伤或直探头探伤。振动方向与传播方向相同的波称纵波；振动方向与传播方向相垂直的波称横波。2)横波脉冲反射法当入射角不等于零的超声波入射到固体介质中，且超声波在此介质中的纵波和横波的传播速度均大于在入射介质中的传播速度时,则同时产生纵波和横波。又由于材料的弹性模量E总是大于剪切模量G,因而纵波传播速度总是大于横波的传播速度。根据几何光学的折射规律，纵波折射角也总是大于横波折射角。当入射角取得足够大时,可以使纵波折射角等于或大于90°，从而使纵波在工作中消失，这时工件中就得到了单一的横波。图2-10表示单探头横波探伤的情况。横波入射工件后，遇到缺陷时便有一部分被反射回来，即可以从荧光屏上见到脉冲信号，如图2-10a)所示；若探头离工件端面很近,会有端面反射（如图2-10ｂ)所示），因此应该注意与缺陷区分;若探头离工件端面很远且横波又没有遇到缺陷，有可能由于过渡衰减而出现图2－1０ｃ之情况（超声波在传播中存在衰减)。图2－10横波脉冲反射法波型示意图横波探伤的定位在生产中采用标准试块调节或三角试块比较法。缺陷的大小同样用当量法确定。钢结构构件焊缝的超声波探伤必须由持证专业人员按CB１１52进行,并根据图纸技术要求和行业标准确定验收。2.穿透法穿透法是根据超声波能量变化情况来判断工件内部状况的，它是将发射探头和接收探头分别置于工件的两相对表面。发射探头发射的超声波能量是一定的,在工件不存在缺陷时，超声波穿透一定工件厚度后，在接收探头上所收到的能量也是一定的。而工件存在缺陷时,由于缺陷的反射使接收到的能量减小，从而断定工件存在缺陷.根据发射波的不同种类，穿透法有脉冲波探伤法和连续波探伤法两种，如图2—1１和图2－12所示。图2-11脉冲波穿透探伤法示意图图２—１2连续波穿透法探伤示意图穿透法探伤的灵敏度不如脉冲反射法高，且受工件形状的影响较大,但较适宜检查成批生产的工件。如板材一类的工件，可以通过接收能量的精确对比而得到高的精度,宜实现自动化。2。4.2射线探伤射线探伤是利用射线穿透工件时,由于缺陷与工件材料对射线的衰减作用不同，从而使胶片感光不一样，于是在底片上形成黑度不同的影像,据此来判断材料内部的缺陷情况,简称RT.通常按探伤所用的射线不同,射线探伤可以分为X射线，ｒ射线和高能射线探伤三种,目前应用最广的是X射线照相法。下面介绍其探伤原理和过程。1．X射线照相法的探伤原理照相法探伤是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光作用为基础进行探伤的。图2-１3a所示，是平行射线束透过工件的情况。从射线强度的角度看，当照射在工件上射线强度为Jｏ,由于工件材料对射线的衰减，穿过工件的射线被减弱至Jc。若工件存在缺陷时,见图4—1３a)的A、B点，因该点的射线透过的工件实际厚度减少，则穿过的射线强度Ja、Ｊb比没有缺陷的C点的射线强度大一些.从射线对底片的光化作用角度看，射线强的部分对底片的光化作用强烈，即感光量大。感光量较大的底片经暗室处理后变得较黑,如图2—13b中Ａ、B点比C点黑。因此，工件中的缺陷通过射线在底片上产生黑色的影迹，这就是射线探伤照相法的探伤原理.图2-1３射线透过工件的情况和与底片作用的情况2．Ｘ射线探伤照相法的工序１)确定产品的探伤位置和对探伤位置进行编号。在探伤工作中,抽查的焊缝位置一般选在：（1）可能或常出现缺陷的位置；(2)危险断面或受力最大的焊缝部位；（3）应力集中的位置.对选定的焊缝探伤位置必须按一定的顺序和规律进行编号,以便容易找出翻修位置。２）选取软片、增感屏和增感方式。探伤用的软片一般要求反差高、清晰度高和灰雾少。增感屏和增感方式可根据软片或探伤要求选择。3）选取焦点、焦距和照射方向。照射方向尤其重要,一定选择最佳透照角度.４）放置铅字号码、铅箭头及象质计。一定按ＧB3323要求放置。５）选定曝光规范。曝光规范要根据探伤机型事先作出，探伤时按工件的厚度和材质选取.6）进行暗室处理。7）焊缝质量的评定.由专业人员按GB3３２3进行评定，射线探伤必须由持证的专业人员按GB332３进行,根据图纸中的技术要求或行业标准确定验收。2。5预应力混凝土结构检测预应力混凝土结构与钢筋混凝土结构的最大区别是必须预先对混凝土结构施加预应力，从而达到提高混凝土结构承载能力的目的.对预应力混凝土结构的检测，除混凝土结构的检测项目外,还应包括与施加预应力有关的材料，张拉设备及张拉力控制方法等的检测。2.５．1预应力钢材的试验检测用于预应力混凝土结构的钢材包括热处理钢筋、矫直回火钢丝(消除应力钢丝）、冷拉钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等。热处理钢筋由热轧螺纹钢筋经淬火和回火的调质处理而成,经热处理后改变了钢筋的内部组织结构，其性能得到改善，抗拉强度提高到预应力钢筋所需要的强度等级.矫直回火钢丝和冷拉钢丝统称高强钢丝或碳素钢丝，由含碳量为０．６%~1.4%、含磷和硫量小于０。0５％的碳素钢制成。刻痕钢丝由碳素钢丝经压痕机制而成，其规格以未压痕前的直径表示。钢绞线由直径为2。5~5mm的碳素钢丝按2根、3根或7根一股编绞而成,桥涵工程中常用的钢绞线为7根钢丝一股，每根钢绞线的直线为9.5~15.２ｍm。热处理钢筋，预应力钢丝，预应力钢绞线等预应力钢材的试验检测,主要应从外观检查和力学性能试验两方面进行。对于热处理钢筋，其外观检查和力学性能试验均按GＢ/T5223－1９95进行。对于预应力钢丝，其外观检查和力学性能试验均按ＧB／T5223-１995进行。对于预应力钢绞线，其外观检查和力学性能试验均按GＢ/T5２24—19９5进行。拉力试验均按《公路工程金属试验规程》(ＪTJ055-8３）的规定进行。2。5.2预应力锚具、夹具和连接器检测1.性能要求1)锚具锚具的锚固性能,对Ⅰ类锚具(用于承受动、静载作用的预应力混凝土结构)有静载锚固性能、动载疲劳性能，及在抗震结构中承受低周疲劳性能的要求。Ⅱ类锚具（仅用于有粘结的预应力混凝土结构中预应力筋应力变化不大的部位）只要求满足静载锚固性能。（1)锚具的静载锚固性能,是由预应力筋锚具组装件静载试验检测的锚具效率系数ηa和达到实测极限拉力时预应力筋的总应变εapu，toｔ确定.锚具效率系数ηａ按下式计算：(2-４3）式中：Ｆaｐu——预应力筋锚具组装件的实测极限拉力；—-预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和，=ｆptmAp；fｐtm—-预应力钢材中抽取的试件极限抗拉强度的平均值;Ap——预应力筋锚具、夹具组装件中预应力钢材截面积之和；ηｐ——预应力筋的效率系数。（2）在预应力筋强度等级已确定的条件下,锚具的静载锚固性能，应同时符合下列要求；Ⅰ类锚具：ηa≥0.９5εapｕ，tot≥2。0％Ⅱ类锚具：ηa≥0.90εapu，tｏt≥１。7％（3）预应力筋锚具组装件中各根预应力钢材计算极限拉力之和按下式计算:=fptｍ×Ａp（2—44）（4)预应力筋的效率系数ηｐ按下列规定取用：①对于一般的预应力混凝土结构工程中使用的预应力筋的锚具，其进场验收：当预应力筋为钢丝、钢绞线或热处理钢筋时ηp取0.97；当预应力筋为冷拉Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢筋时,ηp取1.00。②对于重要的预应力混凝土结构工程中使用的预应力筋锚具,其进场验收按下式计算：(2－45）(２－46)（２—47)式中：fｐｙm——预应力钢材抽样试件在应力达到屈服强度时的平均值；fｐtｍ——预应力钢材抽样试件的极限强度平均值；εpｙm——预应力钢材抽样试件在应力达到屈服强度时的应变平均值；εpｔm—-预应力钢材抽样试件的根限应变平均值；Ｓept-—预应力钢材抽样试件的极限应变标准差；δept——预应力钢材抽样试件极限应变的变异系数；t0.9—-t分布的双侧分位数值,取置信度为0．9，其值按表2－4取用。j—-试件数量；K4—-标准差的置信系数，按表2—3取用；ｋ——预应力钢材试件的平均屈服强比.及K4取值表表２－4jK４jK4100。５８０.7３170.４20.78110.55０。74180.410。791２０．5２0。７5１90.４00.７9130。4９０。76200.390.７914０．470.77250。340。8115０.４6０.77300.３1０．8３160.4４0。78注:计算预应力筋效率系数所进行的单根预应力钢材的拉力试验，试件应从预应力锚具组装件的同批钢材中抽取，每批抽取试件10～3０个。（５)预应力筋锚具尚应符合下列规定:①当预应力筋锚具组装件达到实测极限拉力Fapu时，除锚具设计的允许现象外,全部零件均不应出现肉眼可见的裂缝或破坏；②应满足分级张拉、补张拉等张拉工艺的要求，并宜具有放松预应力筋的性能;③锚具或其附件上宜设置灌浆孔道，灌浆孔道应有足够的截面面积,以保证浆液的畅通;④锚固过程中预应力筋的内缩量应符合要求；