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欧美大地 工程案例
MIRA混凝土超声波三维成像仪应用于桥梁腐蚀检测
发布时间:2021-09-24 浏览次数:585 来源:欧美大地
     项目:IL的新荷兰I-10大桥

       检测计划: 在已解除预应力的桥梁箱型梁上布置超声波设备,检测箍筋腐蚀情况。扫差箱型梁底部的腐蚀和未腐蚀区域,沿着垂直于MIRA设备长轴线和平行于交通流向,扫查每个目标区域。

       目视观察: 图1显示了箱型梁的腐蚀物染色,暴露箍筋和局部箍筋开裂的混凝土。损坏区域主要聚集在桥梁中心线与两条车道边缘之间,主要集中在距离每个箱型梁大约1.5米的地方,出现了水从挂梁底部角落渗入到纵梁,并穿透了保护层,因此使用安全支撑梁来为桥梁提供额外的支撑。另外还需要对箱型梁暴露在外的、有损害的区域进行扫查定位。检测桥梁时还需要一辆斗车协助,下图假定绘出了纵梁的剖面图,黄色三角形表示腐蚀位置。


图1 简化的双箱型梁截面图,黄色三角形表示观察到的腐蚀区域
 
       结果:第一组扫查(图2、图3)给出了没有观察到腐蚀的箱型梁剖面图。图2展示了装箱线和空洞区域以及完整的混凝土中间网。图3显示了扫查方向平行于行驶方向时的连续空洞和横向约束钢筋。图4显示的是双箱型梁扫查的举例图片。


图2 从底部扫查双箱型梁,垂直于桥梁行驶方向进行扫查,没有发现腐蚀迹象,图中单位为毫米mm。


 
图3 从底部扫查双箱型梁,进行平行于桥梁行驶方向扫查,没有发现腐蚀迹象;
平行于箱型梁腹板(顶部),平行于空的箱型梁(底部)进行扫查,没有发现腐蚀迹象,图中单位为毫米mm。


 
图4 显示的是双箱型梁的扫查图片,扫查方向垂直于行驶方向
 
       第二组扫查(图5到图7)显示的是目视观察到双箱型梁有腐蚀迹象区域的扫查图。图5显示了空洞等缺陷的横截面图,与预期的没有明显变化。图6显示的是平行于行驶方向的扫查图,图中连续的反射是由于箱梁内部的空洞和清晰可见但没有变形的横向约束钢筋引起的。图7显示的是在长距离扫查范围里各种程度的腐蚀损坏,总的来说,这个区域扫查图的清晰度和质量明显降低了。唯一不同的是,通过观察扫查图,观察到在之前没有腐蚀迹象的地方也出现了腐蚀的反射图像。图8显示的是扫查目测有腐蚀的地方以及扫查方式。


 
图5 从底部扫查双箱梁,扫查方向垂直于桥梁行驶方向,目视可见明显腐蚀迹象,图中单位为毫米mm。


 
图6 从底部扫查双箱梁,扫查方向平行于桥梁行驶方向,目视可见明显腐蚀迹象,图中单位为毫米mm。


 
图7 从底部扫查双箱梁,扫查方向平行于桥梁行驶方向,出现各种不同程度的腐蚀图像;
在之前没有腐蚀迹象的地方也出现了腐蚀的反射图像,图中单位为毫米mm。


 
图8 显示的是扫查目测有腐蚀的地方以及扫查方式
 
       讨论:设备能够检测到双箱梁里所有形式的钢材,包括预应力钢绞线、加强箍筋。超声波检测图(图2和图3)成功定位了双箱梁里有意设计的所有形式的钢材和双箱梁横截面中间的松紧带,MIRA对在役混凝土的质量安全保障是相当成功的。

       当混凝土内的空洞或分层不是很明显时,设备不能提供足够清晰的反射图形来确定钢筋是否腐蚀。尽管如此,严重的腐蚀必然会使混凝土基体恶化和断裂。混凝土基体的恶化和断裂导致超声波能力穿透力减弱,而扫查质量的降低间接表明了混凝土内部存在腐蚀情况。虽然这不是问题唯一的解决方法,但却为进一步检测混凝土内部腐蚀提供了有效的方法。