400-700-9998
欧美大地 工程案例
MIRA混凝土超声波三维成像仪应用于沥青桥面扫查
发布时间:2021-09-24 浏览次数:596 来源:欧美大地
项目:IL新柏林I-72大桥

       检测计划:在沥青铺层的桥面上部署一台超声装置来确定桥面的稳定性,从桥面底部向上进行扫查。大桥南行车道最近被辗压过,看到有两处沥青恶化严重的区域进行过修补。超声装置被部署在北行车道的底部,看看能否在未辗压的沥青部分下方测量混凝土损伤。
       扫查之后,发现北行车道被辗压过,没有观察到过度损坏的明显信号,采用链式探测确定没有检测到损坏信号。

       目视观察:这个建筑是一座具有中心围栏的四车道桥梁,钢箱梁支撑的混凝土桥面厚度超过203mm,铺装了大约50到75mm的沥青层。桥跨横跨桥墩位于中间的四车道洲际公路(如图2所示)。北行车道在距南侧桥边缘的往北3692mm到3048mm处出现沥青开裂,图1提供了工作开始前的照片,照片是2013年从谷歌图片上采集到的,观察到损坏的区域沿着南北行车道的白色线。
 


图1:大桥外形(上图),中跨往南视图可见北行车道伸缩缝(下图)
 
       结果:桥面的沥青路基垂直(图2)和平行于(图3)顶部车流方向,从桥面底部得到地图模式图像(注意这些图像是与大桥物理方向反向的,图像顶部对应于桥面的底部)。在垂直方向上,可以观察到纵向钢筋大约在60mm和110mm的深度,整个混凝土板大约200mm厚,在150mm深的位置还观察到一个长约150mm的反射体,但是随后的探测还不能确定这个反射体。在平行方向上,检测到两层横向钢筋,混凝土全层厚度大约在200mm。

       为了鉴别桥面南行车道修补过的区域,我们捕捉到了地图模式下的扫查图,图5和图4是由MIRA的标准软件包产生的。由于桥面被辗压过而显得非常粗糙,设备不能自动确定一致的波速,在目前的图像后处理过程中,合成孔径聚焦(SAFT)数字图像处理软件允许定义一个静态的声速。 图5表示已修正过的图4的B扫查图。我们预测混凝土桥面有修补和未修补区域的材料性能会有明显不同,但是在采集的图像中,在修补区域并没有观察到明显反射体。


图2:沥青路基损坏的北行车道下方(垂直于车流方向),图中单位为mm



图3:沥青路基损坏的北行车道下方(平行于车流方向),图中单位为mm



图4:辗压后露出混凝土的南行车道顶部(垂直于车流方向),图中单位为mm



图5:辗压过的南行车道顶部(垂直于车流方向),打开SAFT,图中单位为mm
 
       讨论:完全独立的设备采用简单的数据收集从铲车上进行扫查。使用卷尺很难准确测量启停位置(图6),对于将来的桥底扫查,将会使用一种全站仪来测量排列桥面结构的顶部和底部扫查位置。
扫查沥青涂层面下的混凝土桥面,基于反射体信号可以成功鉴别钢筋位置和评估混凝土整体损坏水平。扫查北行车道预期有恶化的区域,在有沥青恶化的区域没有看见损坏的反射信号。观察到MIRA设备检测损坏时也存在潜在的误检,因此采用传统声波探测无法确定。

       使用MIRA扫查辗压过的表面会妨碍检测波速,这种妨碍会导致无用信息出现深色图像。我们提前假定一个波速值常量,采用Open SAFT对生成的图像进行处理,在被辗压过表面生成的扫查上仍然观察到了明显的噪声,由于假定的声速值设置,全厚度底波反射的位置也会出现偏离。
 


 图6:仪器应用布置