张睿 刘智琦

摘要：以某桥梁上部结构建设工程为研究对象，深入分析锚杆无损检测技术的应用效果，首先从锚杆无损检测技术的发展和原理出发，在分析锚杆锚固质量评价要求基础上，综合讨论锚杆无损检测技术在桥梁检测中应用，实践可知，通过锚杆无损检测技术应用能够识别桥梁钢筋等材料的质量，可以给后续工程提供可靠的数据支持。

【关键词】桥梁检测；锚杆无损检测；技术；应用

预应力连续钢构桥梁中箱梁腹板结构部分，其主要作用可以大大提升整体桥梁工程的抗剪性能，同时还能够防止桥梁结构部分出现竖向、斜向裂缝的问题。在工程中，由于施工工艺存在很多的缺陷和不足，导致工程质量存在较大问题，应该采取有效措施，确保预应力钢筋长度和灌浆密实度达到要求。

1.检测基本原理

1.1 锚杆无损检测研究发展

目前，锚杆无损检测技术已广泛运用于桥梁检测过程中。自二十世纪80年代开始，瑞典的研究人员就已经逐渐研发该技术，并且应用到了锚固质量无损检测仪器Boltometer。该设备是在锚杆外露端部位置上激发超声波，然后在另一侧设置有接收器，可以接收超声波，从而可以通过反射波的幅值，最终确定注浆密实度参数。而在80年代中，铁道科学院在该设备的基础上，研发出了能量稳定的M-7锚杆检测仪用来检测密实度参数，并且于2009年我国的主管机构中也发布了两本关于锚杆无损检测技术规程，这也说明了我国的无损检测技术逐渐进入到了城市发展的阶段中。

1.2 工作原理

对于工程中的结构构件尺寸中圆柱体的直径d要比长度L小很多，也就是L>>d，那么该结构中应该利用弹性波中一维杆理论进行综合分析。锚杆是将钢筋与锚固材料胶结连接起来，其与周边环境中的岩土有着比较大的弹性波波阻抗差异，从而可以通过弹性波理论对锚杆实施无损检测处理，此时可以将锚杆作为一维弹性杆件，然后利用其来确定锚杆质量。在应用的过程中，锚杆体系中所存在的波阻抗存在差异的界面中，弹性波就会在该阶段中产生反射的反应。然后通过设备测定反射信号的频率、幅值以及反射波的时间等参数，进而可以准确了解锚固状态和工程中所存在的质量缺陷问题。

1.3弹性波传播机理与杆系波速

工程锚杆结构中所存在的弹性波传递过程中，其能量可以逐渐的分成两个方向进行传播，一部分是在锚杆的结构中进行传播，此处的频率会比较高，但是会快速的衰减变弱；另外一个部分是沿着锚固体的结构进行传播，此处的频率比较低，而衰减比较慢，然后在杆底或者缺陷的位置上直接将其反射到传感器中，被接收的是锚杆和锚固体传播的混合波，其速度要明显高于锚固介质，而低于锚杆。从当前的弹性波在粘滞弹性介质中的传播具体情况来分析，其传播速度会因材料的力学性质而不同，同时与弹性波频率存在直接的关系。因此，锚杆杆体波速与杆系波速是不同的，通常情况下，杆体波速会比杆系波速要大，其差异性会因为波长、锚杆直径、胶粘物厚度尺寸、胶粘物波速等方面而不同。对锚杆长度在进行数据计算的过程中，可以通过波速平均值进行综合分析密实度参数。因为杆系平均波速会因为外部因素的影响，并不能准确确定与密实度存在的关系，但是在实测过程中，应该综合分析杆长度检测的精度与密实度参数存在直接的联系。

2.锚杆锚固质量评价

2.1锚杆长度

锚杆长度会给工程质量产生非常大的影响，在实际的检测过程中，应该综合分析所有的數据，作为依据。如果锚杆测量的长度达到了设计方案中所规定的95%或者更长，同时长度未能达到0.5m，这也就表示其锚杆长度可以达到工程的要求，否则判定为不合理，应该采取必要的处理之后，才能应用到工程中。

2.2锚固密实度

锚杆体结构内部如果存在有非常严重的空浆结构部分，应该通过确定空间段长度确定灌浆密实度参数，从而可以以反射波与入射波能力比较最终确定密实度数据，此时可以经过计算确定密实度参数。这种方法计算出的最终数据准确度比较高，可以达到工程施工的需要，对于改善工程的质量来说也是非常有益的。

3.工程概况

某桥梁上部结构部分设计为137.16m+3×250m+137.16m连续梁结构形式，桥梁的总长度达到了1024.32m，桥面分为左右两幅，每幅中的箱梁都属于单箱单室的预应力形式，上部宽度为15m、底部宽度为7m，梁体高度4.3～13.8m。该桥梁自2009年底施工结束并且正式运行。 通过深入分析当前养护管理相关的资料并且与养护管理人员进行沟通和交流，发现该桥梁的底部预应力钢筋存在有脱落的现象，并且在运营之后的几年中已经持续进行了三次大修。而进入到2013年之后，该桥梁逐渐出现了更为严重的坑槽等病害，深入分析其出现的原因，多数是因为竖向预应力钢筋露头所导致的。

4.检测方法及结果

4.1试验标定

根据所检测的主要情况进行标定试验。其主要包含了：（1）杆体波速，该参数主要可以确定所需要检测的杆体长度参数。（2）准确反应出钢筋中间部分的机械形态，且也能反应出本次杆底信号发出的具体位置以及接头位置。在试验过程中，可以将详细的分成5种具体的工况形式，其中第1种就是进行杆体波速参数的标定，其他的都是接头的标定。

通过试验数据结果可以总结出如下的结论：（1）杆体波速为3000m/s。（2）如果中间位置上的套筒接头密实度可以达到比较高的状况，就能够确保所检测的钢筋杆长参数，在接头位置并没有检测出明确的反馈信号。（3）检测设备在进行工况4中的杆底扩径检测过程中，并没有接收到明显的信号。（4）中间套筒结构上，如果密实度存在问题，检测设备将可以获取第1段信号的反射，但是并不会获取第2段的信号。

4.2检测结果

从最终的检测结果以及所获得的技术参数分析，经过比较上述所测的5根杆体数据信息，其中的4根钢筋结构存在缺陷问题，而无法判断整体结构的质量，跨中较短的位置有1根预应力钢筋可以满足实际工作的需要。

5.注意事项及局限性

（1）在对锚杆结构进行检测时，需要掌握全面的技术资料，同时还应该深入的了解地质条件和锚杆类型等信息，在该阶段中，选择合适的施工工艺对于最终结果有着直接的影响。

（2）检测实施前，应该对自由状态的锚杆进行检测，同时还应该明确各种不同的结构材料的传播波速。（3）锚杆外露位置长度不能超出限度，同时还应该确保端头位置上的平整性、清洁性符合要求，传感接头紧密连接。（4）检测过程中要停止任何施工。为了可以全面提升数据的精确度，要尽量的避免外部因素造成的影响，还应该确保光滑度达标，不能存在振荡问题，使得检测施工能够顺利完成，保障结果的准确性。（5）全面分析测试信号，综合分析其锚固密实度对波速所存在的影响，还要综合考虑到声波、幅值、波形的等具体的情况，从而可以最终达到准确检测的需要。（6）对于预应力钢筋长度过长的情况，在其中间位置需布置有套筒结构，此时如果各个结构部分接触良好，设备就不会探测出反射波形信号，从而导致了最终检测结果的不准确，整个检测施工也难以顺利的进行。

6.结束语

锚杆无损检测法是用来确定预应力钢筋长度和密实度等参数的有效技术。从当前实际检测结果来分析，该技术可以大大提升工程质量，具备非常强的实用效果，但是还存在很多的问题，需要加强研发，切实提升技术水平，满足桥梁建设的需要，为我国交通事业的发展和进步起到积极的作用。

【参考文献】

[1]高拴会，王志勇，何永波，王旭明，石永安，徐权辉.锚杆无损检测技术及其在工程中的应用[J].重庆工学院学报（自然科学版），2007（09）：47-50+68.

[2]杨维武，刘海峰.锚杆锚固质量及无损检测技术研究现状[J].四川建筑，2008（02）：92-93+96.