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一种预应力锚索管道注浆质量检测方法

阅读：478发布：2024-01-31

专利汇可以提供一种预应力锚索管道注浆质量检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种预应力锚索管道注浆质量检测方法，由多个速度或加速度传感器形成线性传感器阵列（1），垂直于被检测锚索管道（2）的伸展方向在混凝土表面耦合固定，传感器与多道弹性波记录仪器（5）输入端连接，震源（6）在锚索端头（3）上激发弹性波，并将激励同步信号连接至多道弹性波记录仪器（5），震源激发弹性波，多道弹性波记录仪器（5）记录多道弹性波；传感器阵列（1）在混凝土表面固定耦合一次记录一组多道弹性波记录，线性传感器阵列沿锚索管道伸展方向平行移动一个间距并与混凝土表面耦合固定，获得沿锚索管道伸展方向不同位置的多道弹性波记录。本发明种能提高注浆隐患检测位置和性状的准确性。，下面是一种预应力锚索管道注浆质量检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：由多个速度或加速度传感器形成一组线性传感器阵列（1），垂直于被检测锚索管道（2）的伸展方向在混凝土表面耦合固定，传感器输出信号通过多路信号电缆（4）与多道弹性波记录仪器（5）输入端连接，震源（6）在锚索端头（3）上激发弹性波，并将激励同步信号通过信号线（7）连接至多道弹性波记录仪器（5）同步触发输入端口；震源激励弹性波，多道弹性波记录仪器（5）记录多道弹性波；传感器阵列（1）在混凝土表面固定耦合一次记录一组多道弹性波记录，线性传感器阵列沿锚索管道伸展方向平行移动一个间距并与混凝土表面耦合固定，获得沿锚索管道伸展方向不同位置的多道弹性波记录。
2.根据权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：所述的线性传感器阵列（1）是两个以上线性传感器阵列平行排布组成的面阵列。
3.根据权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：所述的多道弹性波记录仪器（5）是多道地震仪或者具有多路同步采集功能的超声波检测仪器。
4.实现权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：锚索管道头部激励弹性波是瞬态震源、可控震源或稳态震源，只要多路传感器同步采集，由注浆缺陷处产生的散射信号到达线性排列的多个传感器时间都具备双曲线特征。
5.实现权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：对于某一固定位置的传感器排列，锚索管道头部激励震源多次激励，通过信号叠加方式实现信号增强或压制噪声干扰。
6.实现权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：所述的多道传感器是横波传感器，或是纵波传感器。
7.根据权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：其信号分析方法是：来自锚索管道注浆缺陷位置点的散射信号通过线性传感器阵列被地震仪记录，其时-距曲线满足双曲线方程，双曲线顶点对应隐患的中心，同时散射信号的幅度、频谱特征反映缺陷的大小和程度。
8.根据权利要求1所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法，其特征是：形成一组线性传感器阵列的多个所述的速度或加速度传感器间距为5～20厘米。

说明书全文

一种预应力锚索管道注浆质量检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种预应力锚索管道注浆质量检测方法，本发明方法还适用于各种锚杆和锚索锚固质量的检测。技术背景

[0002] 目前，预应力锚索管道灌浆不密实是预应力孔道灌浆施工中经常出现的质量通病，严重影响预应力构建的生存寿命。当孔道灌浆质量存在严重问题时，由于钢筋锈蚀，可能在桥梁完工一段时间后发生桥梁破坏甚至出现垮塌事故。如何使预应力管灌浆密实饱满成了设计和施工共同面对的重要问题。目前使用的检测方法包括弹性波法或超声波法，往往是单点单次扫描检测，有三大难题没有解决，一是由于信号衰减，难以检测到有效信号；二是，由于各种记录信号来源不能认定，往往对缺陷位置的判断和定位不准确；三是由于成型锚索管道管道本身在混凝土表面的投影并非直线，采用单点采集模式很难直接定位。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高注浆隐患检测位置和性状的准确性的预应力锚索管道注浆质量检测方法。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供的预应力锚索管道注浆质量检测方法。由多个速度或加速度传感器形成一组线性传感器阵列，垂直于被检测锚索管道的伸展方向在混凝土表面耦合固定，传感器输出信号通过多路信号电缆与多道弹性波记录仪器输入端连接，震源在锚索端头上激发弹性波，并将激励同步信号通过信号线连接至多道弹性波记录仪器同步触发输入端口；震源激励弹性波，多道弹性波记录仪器记录多道弹性波；传感器阵列在混凝土表面固定耦合一次记录一组多道弹性波记录，线性传感器阵列沿锚索管道伸展方向平行移动一个间距并与混凝土表面耦合固定，获得沿锚索管道伸展方向不同位置的多道弹性波记录。

[0005] 所述的线性传感器阵列是两个以上线性传感器阵列组成的面阵列。

[0006] 所述的多道弹性波记录仪器可以是多道地震仪或者具有多路同步采集功能的超声波检测仪器。

[0007] 锚索管道头部激励弹性波是瞬态震源、可控震源或稳态震源，只要多路传感器同步采集，由注浆缺陷处产生的散射信号到达线性排列的多个传感器时间都具备双曲线特征。

[0008] 对于某一固定位置的传感器排列，锚索管道头部激励震源多次激励，通过信号叠加方式实现信号增强或压制噪声干扰，从而提高检测结果的可靠性。

[0009] 所述的多道传感器即是横波传感器，或是纵波传感器，其相应的安装耦合方式与地震勘探或超声波检测中的耦合方式类似。

[0010] 所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法的信号分析方法是：来自锚索管道注浆缺陷位置点的散射信号通过线性传感器阵列被地震仪记录，其时-距曲线满足双曲线方程，双曲线顶点对应隐患的中心，同时散射信号的幅度、频谱特征反映缺陷的大小和程度。

[0011] 形成一组线性传感器阵列的多个所述的速度或加速度传感器间距为5～20厘米。

[0012] 采用上述技术方案的预应力锚索管道注浆质量检测方法，采用传感器阵列贴近隐患进行检测，可以获得更强的响应信号；通过隐患响应信号的数学物理特征进行分析，避免了单道记录解释的多解性。

[0013] 参见图2和图3做原理说明：

[0014] 当隐患深度和位置一定时，不失一般性，以其在混凝土表面的投影位置为原点0，以锚索管道理想走向为x轴，垂直于混凝土表面向外的方向为z轴正方向，建立直角坐标系，并设隐患深度为z。如果传感器阵列位于隐患正上方，相应地单个传感器所处的位置坐标为x。可以建立如下方程：

[0015] z2+x2=s2 （1）

[0016] 式中，s为弹性波从缺陷点传播至传感器位置所旅行的路程，它与混凝土波速V和弹性波旅行时间t满足关系式：

[0017] s=V·t （2）

[0018] （2）带入（1）式得到：

[0019] z2+x2=V2t2 （3）

[0020] 假设混凝土介质波速V也为恒定值，则从方程（3）可以看出，旅行时t和传感器坐标位置x满足双曲线方程，双曲线的顶点正好是隐患的中心在混凝土表面的投影位置。

[0021] 采用传感器阵列贴近隐患进行检测，可以获得更强的响应信号；通过隐患响应信号的数学物理特征进行分析，避免了单道记录解释的多解性。不论隐患在混凝土表面的投影是否在多道传感器线性排列的正中央，都可以通过双曲线顶点实现准确定位。

[0022] 综上所述，本发明是一种能够从弹性波记录获取和信号分析处理两个层次提高锚索管道注浆质量检测结果可靠性，通过线性阵列传感器接收信号获取异常的空间分布特征，实现了高精度注浆质量无损检测功能。适合在工民建和水利、交通等基础建设领预应力混凝土锚索管道注浆质量检测中使用。附图说明

[0023] 图1是本发明的结构示意图。

[0024] 图2是由本发明的线性阵列传感器作业时的简化数学物理模型。

[0025] 图3是根据图2所示模型计算出的多道弹性波记录的时-距曲线。

[0026] 图4是12道传感器线性阵列获得模拟记录图。

[0027] 图5是12道传感器线性阵列获得模拟记录图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

[0029] 参见图1，实现一种预应力锚索管道注浆质量检测方法，由多个速度或加速度传感器形成一组间距5～20厘米的线性传感器阵列1，垂直于被检测锚索管道2的伸展方向在混凝土表面耦合固定，传感器输出信号通过多路信号电缆4与多道弹性波记录仪器5输入端连接，震源6在锚索端头3上激发弹性波，并将激励同步信号通过信号线7连接至多道弹性波记录仪器5同步触发输入端口。震源激励弹性波，多道弹性波记录仪器5记录多道弹性波；传感器阵列1在混凝土表面固定耦合一次记录一组多道弹性波记录，线性传感器阵列沿锚索管道伸展方向平行移动一个间距并与混凝土表面耦合固定，获得沿锚索管道伸展方向不同位置的多道弹性波记录。

[0030] 线性传感器阵列是两个以上线性传感器阵列组成的面阵列。

[0031] 多道弹性波记录仪器可以是多道地震仪或者具有多路同步采集功能的超声波检测仪器。

[0032] 锚索管道头部激励弹性波是瞬态震源、可控震源或稳态震源，只要多路传感器同步采集，由注浆缺陷处产生的散射信号到达线性排列的多个传感器时间都具备双曲线特征。

[0033] 对于某一固定位置的传感器排列，锚索管道头部激励震源多次激励，通过信号叠加方式实现信号增强或压制噪声干扰，从而提高检测结果的可靠性。

[0034] 所述的多道传感器即是横波传感器，或是纵波传感器，其相应的安装耦合方式与地震勘探或超声波检测中的耦合方式类似。

[0035] 所述的预应力锚索管道注浆质量检测方法的信号分析方法是：来自锚索管道注浆缺陷位置点的散射信号通过线性传感器阵列被地震仪记录，其时-距曲线满足双曲线方程，双曲线顶点对应隐患的中心，同时散射信号的幅度、频谱特征反映缺陷的大小和程度。

[0036] 参见图2和图3，来自锚索管道注浆缺陷位置点的散射信号通过线性传感器阵列被地震仪记录，其时-距曲线满足双曲线方程，双曲线顶点对应隐患的中心，同时散射信号的幅度、频谱特征可以反映缺陷的大小和程度。这是一种简便快捷的锚索管道锚固质量或注浆质量检测方法。

[0037] 参见图4和图5，介绍了根据模拟记录判断注浆缺陷所在位置的具体方法。隐患在混凝土表面的投影位置不论位于排列中央或向左侧偏离，12道线性排列传感器获得的模拟记录中，双曲线的顶点所在位置都能精确指向了隐患的投影位置，判读依据至少有两点，一是该点为双曲线的顶点，二是该点的信号能量最强。这种判读方式比单道检测要有更好的优越性。同时由于采用多路同步采集仪器，当传感器排列不动时，震源多次激发可以形成多道记录叠加，从而增加隐患响应信号的强度，压制多种噪声干扰。

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