张春雨，杨春雷，张 凤

(云南省公路科学技术研究院，云南昆明650051)

1 研究背景[1-2]

钢管混凝土拱桥是我国近年来桥梁建设中发展起来的新型桥梁结构，具有自重轻、强度大、抗变形能力强、承载能力大的优点，并且用料省、安装重量轻、施工方便、工期短、养护工作量小，是大跨度拱桥的一种比较理想的结构形式。

钢管混凝土拱桥把高强度混凝土用高压泵送到钢管中，并使其充满整个钢管，浇注后的管内混凝土是隐蔽的，肉眼无法直接观察混凝土是否存在脱空和空洞缺陷，因此对浇注混凝土后的拱肋进行检测是非常必要的。

在深入调研相关资料和现有研究成果的基础上，本文对超声波用于钢管混凝土拱肋缺陷定量检测之前开展了超声波沿空钢管管壁径向传播方式的初步研究。

2 超声波的物理基础[3-6]

根据文献[3]的调研资料，超声波是一种机械波，是机械振动在介质中的传播，具有机械波的物理特性。

2.1 超声波入射到曲界面上的反射

当超声波入射到球面或圆柱面上时，与光入射到曲面上的情况相似，也会发生聚焦和发散等现象，且超声波在界面上会发生波型转换。

超声波入射至曲面时反射情况如图1所示。平面波束与曲面上各入射点的法线成不同的夹角:入射角为0的声线沿原方向返回，称为声轴；其余声线的反射则随着距声轴距离的增大，发射角逐渐增大。当曲面是球面时，反射线汇聚于一个焦点上；发射面为圆柱面，反射线汇聚于一条焦线上。……