立柱长度检测讲解

4.2立柱的长度检测■检测方法及原理■现场检测流程0203■提高测试精度的方法■测试案例01044.2.1检测方法及原理■背景及意义公路护栏立柱起到固定波纹板并起阻挡汽车冲出路堤的作用，其长度直接关系到阻挡力的大小和防护作用。但是，由于施工单位偷工减料等原因，设置的护栏立柱长度不达标的现象十分普遍，从而带来很大的安全隐患。而且，在山区土石路基上，立柱由于打入困难，长度不足的现象则更加多见。设计为1.97m的立柱，实际长度仅为1.19m4.2.1检测方法及原理

立柱长度检测的基本原理与基桩的低应变检测相同，均采用弹性波的反射特性，在柱头截面上发出一个脉冲信号，该脉冲信号在立柱的底部端面发生反射，通过对发射信号及反射信号的抽出，根据标定所得的弹性波波速，即可推算立柱的长度。■检测方法及原理■已颁布规程[1]中华人民共和国国家标准：钢质护栏立柱埋深冲击弹性波检测仪（GB/T24967-2010）[S].中国国家标准化管理委员会，2010.12.01实施.4.2.1.1概述

比表面积大，能量衰减快内部空腔，易产生共鸣残留激振信号的影响反射信号反射信号4.2.1检测方法及原理

因此，在立柱埋深检测中，如何识别柱底反射是非常重要的课题。为此，开发了专门的检测技术（EDMA技术）和设备。■测试难点：中空薄壁结构4.2.1.1概述4.2.1检测方法及原理■与基桩低应变检测法比较的主要特点传感器采用2个传感器均固定在立柱侧壁采用特制的激振装置以抑制柱内共鸣和减少激振信号的持续时间在分析中需要利用相关信号分析手段提取底部反射信号在分析中需要时域方法和频域方法相结合立柱长度检测概念图这些措施的目的都是为了提高信号的信噪比（S/N）和底部反射信号的识别力。4.2.1.1概述4.2.1检测方法及原理■EDMA技术基本原理时域分析法利用首次反射信号，根据其传播时间计算出。4.2.1.2分析方法与计算参数取值式中：L——立柱长度(m)；LS——传感器与立柱顶部的距离(m

)；TR——反射波到达时刻(ms)；TS——激振波到达时刻(ms)

发射信号及反射信号4.2.1检测方法及原理■EDMA技术基本原理4.2.1.2分析方法与计算参数取值频域分析法式中：E——立柱材料的弹性模量，一般在200~300GPa之间；

ρ——立柱材料的密度，一般取7800kg/m3

。根据研究和实践结果，在大多数情况下，采用专用激振装置激发的P波波速V可取理论值5.18km/s。然而：（1）若采用人工锤击等方式激振，得到的弹性波波长较长，此时的V的明显降低；（2）对于岩石钻孔并内外灌浆的立柱，其波速会有一定的降低，宜实测标定波速。4.2.2现场检测流程■检测前准备工作检测进行前，应进行现场调查，搜集立柱的横断布设图以及竣工资料等，记录立柱设计长度、壁厚、直径等的尺寸，了解成柱出现的异常情况。已安装立帽，需摘下立帽，将立柱激振面打磨平滑检测设备常用护栏立柱埋深冲击弹性波检测仪EDMA-I激振控制器激振器4.2.2.1概述4.2.2现场检测流程■传感器及自动激振装置安装选择合适的测线。选择测线应遵循的规定：安装前应选择合适的测线，选择时应避开立柱的螺孔，测线宜选择端面（立柱下沿）未卷曲，打磨平整处，且测线与立柱的轴线方向一致。用磁性卡座安装传感器激振装置：激发弹性波信号，抑制内部空腔共鸣和激振后的残留振动。由自动激振控制器和激振器组成。（激振装置的安装是影响测试精度的重要因素）4.2.2.1概述4.2.2现场检测流程■激振信号的选取短、脉冲性能好的弹性波信号。序号内容要点描述1信噪比判断依据：测试波形的电压要求为零点标定电压10倍以上。若测试信号能量小，外界噪声较大，使信噪比降低，影响信号品质。可能原因：激振头中心轴与立柱中心没有对正；或冲程太小导致冲击力度减小。2时间预留区在信号处理时，需关注冲击起始信号的信息。要求激振信号波形前有一定比例的时间预留区内无杂波信号。3抑制自由振动冲击起始波形和反射波形之间段内残留信号被抑制或消减。从波形上看，之间向上的信号幅度不能太大。可采用上下微调自动激振装置的冲程来控制。4立柱底部反射信号根据反射特性，立柱底部的反射信号与冲击波形同相（反射信号越强，信号品质越高）5包络线一般立柱埋设越深，信号衰减越大；空管，几乎不衰减。当然，衰减与柱的埋置方式的基础有关。测试信号判断依据如果信号不理想，可通过调整激振头、激振控制参数等方法调节。4.2.3检测数据分析随机误差过失误差系统误差指在同一条件下，多次重复测试同一量时，误差的数值和正负号有明显的规律。系统误差通常在测试之前就已经存在。指在同一条件下，多次重复测试同一量时，出现误差的数值和正负号没有明显的规律。它由许多难以控制的微小因素造成，其发生完全出于偶然，因而难加以消除。

由于现场操作人员的操作失误，或仪器设备运行不正常造成。过失误差会明显歪曲试验结果。4.2.3.1误差分析4.2.3提高测试精度的方法随机误差过失误差系统误差对每根立柱，在两个或两个以上位置（测点）进行测试，并取其平均，可以有效降低系统误差。根据误差理论，对于随机误差，增