項目:IL新柏林I-72大橋
檢測計劃:在瀝青鋪層的橋面上部署一臺超聲裝置來確定橋面的穩定性,從橋面底部向上進行掃查。大橋南行車道最近被輾壓過,看到有兩處瀝青惡化嚴重的區域進行過修補。超聲裝置被部署在北行車道的底部,看看能否在未輾壓的瀝青部分下方測量混凝土損傷。
掃查之后,發現北行車道被輾壓過,沒有觀察到過度損壞的明顯信號,采用鏈式探測確定沒有檢測到損壞信號。
目視觀察:這個建筑是一座具有中心圍欄的四車道橋梁,鋼箱梁支撐的混凝土橋面厚度超過203mm,鋪裝了大約50到75mm的瀝青層。橋跨橫跨橋墩位于中間的四車道洲際公路(如圖2所示)。北行車道在距南側橋邊緣的往北3692mm到3048mm處出現瀝青開裂,圖1提供了工作開始前的照片,照片是2013年從谷歌圖片上采集到的,觀察到損壞的區域沿著南北行車道的白色線。
圖1:大橋外形(上圖),中跨往南視圖可見北行車道伸縮縫(下圖)
結果:橋面的瀝青路基垂直(圖2)和平行于(圖3)頂部車流方向,從橋面底部得到地圖模式圖像(注意這些圖像是與大橋物理方向反向的,圖像頂部對應于橋面的底部)。在垂直方向上,可以觀察到縱向鋼筋大約在60mm和110mm的深度,整個混凝土板大約200mm厚,在150mm深的位置還觀察到一個長約150mm的反射體,但是隨后的探測還不能確定這個反射體。在平行方向上,檢測到兩層橫向鋼筋,混凝土全層厚度大約在200mm。
為了鑒別橋面南行車道修補過的區域,我們捕捉到了地圖模式下的掃查圖,圖5和圖4是由MIRA的標準軟件包產生的。由于橋面被輾壓過而顯得非常粗糙,設備不能自動確定一致的波速,在目前的圖像后處理過程中,合成孔徑聚焦(SAFT)數字圖像處理軟件允許定義一個靜態的聲速。 圖5表示已修正過的圖4的B掃查圖。我們預測混凝土橋面有修補和未修補區域的材料性能會有明顯不同,但是在采集的圖像中,在修補區域并沒有觀察到明顯反射體。
圖2:瀝青路基損壞的北行車道下方(垂直于車流方向),圖中單位為mm
圖3:瀝青路基損壞的北行車道下方(平行于車流方向),圖中單位為mm
圖4:輾壓后露出混凝土的南行車道頂部(垂直于車流方向),圖中單位為mm
圖5:輾壓過的南行車道頂部(垂直于車流方向),打開SAFT,圖中單位為mm
討論:獨立的設備采用簡單的數據收集從鏟車上進行掃查。使用卷尺很難準確測量啟停位置(圖6),對于將來的橋底掃查,將會使用一種全站儀來測量排列橋面結構的頂部和底部掃查位置。
掃查瀝青涂層面下的混凝土橋面,基于反射體信號可以成功鑒別鋼筋位置和評估混凝土整體損壞水平。掃查北行車道預期有惡化的區域,在有瀝青惡化的區域沒有看見損壞的反射信號。觀察到MIRA設備檢測損壞時也存在潛在的誤檢,因此采用傳統聲波探測無法確定。
使用MIRA掃查輾壓過的表面會妨礙檢測波速,這種妨礙會導致無用信息出現深色圖像。我們提前假定一個波速值常量,采用Open SAFT對生成的圖像進行處理,在被輾壓過表面生成的掃查上仍然觀察到了明顯的噪聲,由于假定的聲速值設置,全厚度底波反射的位置也會出現偏離。
圖6:儀器應用布置