垃圾篓
张流文李文军
(福建达通公路试验检测有限公司福建三明 365000）
摘要：本文利用超声波无损检测法，对T梁进行出坑前检测，以确定T梁内部是否有不密实区或空洞，及其位置和范围大小，保证T梁结构物出坑的完整性；为T梁出坑前混凝土不密实区或空洞检测提供借鉴与参考。实践证明超声波法对于高速公路T梁密实度检测是可行的，但在操作过程中也存在一定的得缺陷性，受干扰较大，判定结果在一定程度上受操作者技术水平和经验的影响。 关键词：桥梁工程；超声波无损检测；声时、声速和波幅山区高速公路由于受地形限制，桥梁所占的比例较高，而绝大多数桥梁都采用混凝土T梁的形式；因此，如何确保T梁的质量，是提高高速公路桥梁工程质量的关键环节。然而预制T梁施工质量往往受工期影响，加之T梁混凝土密实度难以依靠施工过程肉眼检验，若不采用可靠的检测方法对T梁出坑前进行密实度检测，将照成较大质量隐患。目前超声波在高速公路隧道初支、二衬，地质超前预报中应用较为广泛，但T梁密实度检测还处于试探阶段。本文首先阐述超声波检测的原理，特点，然后以永宁高速公路T梁密实度检测为工程背景，详细论述了超声波法的实施，效果，及优缺点，并提出展望
1、超声波的产生与原理
采用超声脉冲波检测混凝土结构缺陷的基本原理是，由于超声波遇到缺陷时产生散射、绕射、反射，声波在砼内部传播的声时、声速和波
幅发生变化；利用脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间（或速度）、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷.由于超声脉冲波传播速度的快慢，与混凝土的密实程度有直接关系，对于原材料、配合比、龄期及测试距离一定的混凝土来说，声速高则混凝土密实，相反则混凝土不密实.当有空洞或裂缝存在时，便破坏了混凝土的整体性，超声脉冲波只能绕过裂缝或空洞传播到接收换能器，因此传播路程增大，测得的声时必然偏长或声速降低。
另外，由于空气的声阻抗率远小于混凝土的声阻抗率，脉冲波在混凝土中传播时，遇着蜂窝、空洞或裂缝等缺陷，便在缺陷界面发生反射和散射，声能被衰减，其中频率较高的成分衰减更快，因此接收信号的波幅明显降低，频率明显减小或者频率谱中高频成分明显减少.再者经缺陷反射或绕过缺陷传播的脉冲波信号与直达波信号之间存在声程和相位差，叠加后互相干扰，致使接收信号的波形发生畸变。根据以上原理，可以利用混凝土声学参数测量值和相对变化综合分析、判别其缺陷的位置和范围，或者估算缺陷的尺寸。
超声波探伤即超声波检测是利用超声波在物体中的传播、反射和衰减等物理特性来发现缺陷的一种无损检测方法。它主要用于检测金属材料和部分非金属材料的内部缺陷.
1．1超声波的特点机读答题卡
超声波探伤具有方向性好，超声波具有像光波一样定向束射的特性。
（1）、穿透能力强 ，对于大多数介质而言，它具有较强的穿透能力。例
如在一些金属材料中，其穿透能力可达数米；
（2）、能量高，超声检测的工作频率远高于声波的频率，超声波的能量远大于声波的能量；
（3）、遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换；
（4）、超声波探伤具有成本低、操作方便、检测厚度大、对人和环境无害等突出优点，但也存在诸如探伤不直观、缺陷的性质较难确定、评定结果在一定程度上受操作者技术水平和经验的影响。
2、工程背景
在省公司工程处和三明永宁高速公路建设业主的积极支持下，福建达通公路试验检测有限公司利用超声波探伤仪检测出坑前混凝土T 梁的内部空洞、密实区情况、裂缝宽度及深度。达通公司首先在永宁高速公路J1和J2两个监理合同标段利用超声波法开展混凝土T梁的检测工作，通过实践演练（总共检
测大概2000片T梁），基本熟练掌握了检测方法，并且自己摸索出了一整套数据采集和试验结果的分析处理方式.为今后在全省高速公路建设中推广应用超声波检测方法打下了良好的基础。
2、检测仪器的选择
2．1超声波检测仪的选择
一般市场上出售的A型脉冲反射式超声波检测仪已具备一些基本功能，其基本性能参数（垂直线性、水平线性等)也能满足通常超声检测的要求。对于给定的任务，在选择超声波检测仪时，主要考虑的是该任务的特殊要求，可从以下几方面进行考虑：
（1)、所需采用的超声频率特别高或特别低时，应注意频带宽度。（2）、对薄试件检测和近表面缺陷检测时，应注意发射脉冲是否可调为窄脉冲。
（3）、检测大厚度试件或高衰减材料时，选择发射功率大、增益范围大、电噪声低的超声波检测仪，有助于提高穿透能力和小缺陷显示能力. （4）、对衰减小或厚度大的试件，选用重复频率可调为较低数值的超声
道岔施工波检测仪，可避免幻象波的干扰。
（5）、室外现场检测时，应选择重量轻，荧光屏亮度好，抗干扰能力强的便携式超声波检测仪.
（6）、自动快速扫查时应选择最高重复频率高的超声波检测仪.
2．2 探头的选择
动力换挡变速箱超声波的频率在很大程度上决定了其对缺陷的探测能力。频率的选择可以这样考虑：对于小缺陷、近表面缺陷或薄件的检测，可以选择较高频率；对于大厚度试件、高衰减材料，应选择较低频率。在灵敏度满足要求的情况下，选择宽带探头可提高分辨力和信噪比。针对具体对象，适用的频率需在上述考虑当中取得一个最佳的平衡，既要保证所需尺寸缺陷的检出，并满足分辨力的要求，也要保证在整个检测范围内具有足够的灵敏度与信噪比。
超声波在非金属材料(木材、混凝土、有机玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、砂轮等）中的衰减一般比在金属中的大，多采用低频率检测.一般为20～200 kHz，也有用2～5 MHz 的。为了获得较窄的声束，需用晶片尺寸较大的探头. 即我们公司选定的是由北京智博联科技有限公司
生产的ZBL-U520（U510）非金属超声检测仪，该仪器用于对混凝土、岩石、陶瓷、塑料等非金属材料进行无损检测的数字化、便携式超声仪。而且成本比较低，灵敏度与精确度较高，又能符合我们所需的频率。2．3 耦合剂的选择
选择耦合剂主要考虑以下几方面的要求:
螺旋锥蝇
(1）、透声性能好。声阻抗尽量和被探测材料的声阻抗相近.
（2）、有足够的润湿性、适当的附着力和粘度。
(3）、对试件无腐蚀，对人体无损害，对环境无污染。
(4）、容易清除，不易变质，价格便宜，来源方便。
4、超声检测方法及数据处理降压散
4。1方法选择
塑料零件的探测一般采用纵波脉冲反射法；陶瓷材料可用纵波和横波探测；橡胶、混凝土检测频率较低，可用穿透法检测。
透射法通常采用两个探头，分别放置在试件两侧，一个将脉冲波发射到试件中，另一个接收穿透试件后的脉冲信号, 依据脉冲波穿透试件后幅值的变化来判断内部缺陷的情况。
图3—1 直射声束穿透法
（a) 无缺陷；（b）有缺陷
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