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歐美大地 工程案例
MIRA混凝土超聲波三維成像儀應用于橋梁腐蝕檢測
發布時間:2021-09-24 瀏覽次數:3290 來源:歐美大地
     項目:IL的新荷蘭I-10大橋

       檢測計劃: 在已解除預應力的橋梁箱型梁上布置超聲波設備,檢測箍筋腐蝕情況。掃差箱型梁底部的腐蝕和未腐蝕區域,沿著垂直于MIRA設備長軸線和平行于交通流向,掃查每個目標區域。

       目視觀察: 圖1顯示了箱型梁的腐蝕物染色,暴露箍筋和局部箍筋開裂的混凝土。損壞區域主要聚集在橋梁中心線與兩條車道邊緣之間,主要集中在距離每個箱型梁大約1.5米的地方,出現了水從掛梁底部角落滲入到縱梁,并穿透了保護層,因此使用安全支撐梁來為橋梁提供額外的支撐。另外還需要對箱型梁暴露在外的、有損害的區域進行掃查定位。檢測橋梁時還需要一輛斗車協助,下圖假定繪出了縱梁的剖面圖,黃色三角形表示腐蝕位置。


圖1 簡化的雙箱型梁截面圖,黃色三角形表示觀察到的腐蝕區域
 
       結果:第一組掃查(圖2、圖3)給出了沒有觀察到腐蝕的箱型梁剖面圖。圖2展示了裝箱線和空洞區域以及完整的混凝土中間網。圖3顯示了掃查方向平行于行駛方向時的連續空洞和橫向約束鋼筋。圖4顯示的是雙箱型梁掃查的舉例圖片。


圖2 從底部掃查雙箱型梁,垂直于橋梁行駛方向進行掃查,沒有發現腐蝕跡象,圖中單位為毫米mm。


 
圖3 從底部掃查雙箱型梁,進行平行于橋梁行駛方向掃查,沒有發現腐蝕跡象;
平行于箱型梁腹板(頂部),平行于空的箱型梁(底部)進行掃查,沒有發現腐蝕跡象,圖中單位為毫米mm。


 
圖4 顯示的是雙箱型梁的掃查圖片,掃查方向垂直于行駛方向
 
       第二組掃查(圖5到圖7)顯示的是目視觀察到雙箱型梁有腐蝕跡象區域的掃查圖。圖5顯示了空洞等缺陷的橫截面圖,與預期的沒有明顯變化。圖6顯示的是平行于行駛方向的掃查圖,圖中連續的反射是由于箱梁內部的空洞和清晰可見但沒有變形的橫向約束鋼筋引起的。圖7顯示的是在長距離掃查范圍里各種程度的腐蝕損壞,總的來說,這個區域掃查圖的清晰度和質量明顯降低了。不同的是,通過觀察掃查圖,觀察到在之前沒有腐蝕跡象的地方也出現了腐蝕的反射圖像。圖8顯示的是掃查目測有腐蝕的地方以及掃查方式。


 
圖5 從底部掃查雙箱梁,掃查方向垂直于橋梁行駛方向,目視可見明顯腐蝕跡象,圖中單位為毫米mm。


 
圖6 從底部掃查雙箱梁,掃查方向平行于橋梁行駛方向,目視可見明顯腐蝕跡象,圖中單位為毫米mm。


 
圖7 從底部掃查雙箱梁,掃查方向平行于橋梁行駛方向,出現各種不同程度的腐蝕圖像;
在之前沒有腐蝕跡象的地方也出現了腐蝕的反射圖像,圖中單位為毫米mm。


 
圖8 顯示的是掃查目測有腐蝕的地方以及掃查方式
 
       討論:設備能夠檢測到雙箱梁里所有形式的鋼材,包括預應力鋼絞線、加強箍筋。超聲波檢測圖(圖2和圖3)成功定位了雙箱梁里有意設計的所有形式的鋼材和雙箱梁橫截面中間的松緊帶,MIRA對在役混凝土的質量安全保障是相當成功的。

       當混凝土內的空洞或分層不是很明顯時,設備不能提供足夠清晰的反射圖形來確定鋼筋是否腐蝕。盡管如此,嚴重的腐蝕必然會使混凝土基體惡化和斷裂。混凝土基體的惡化和斷裂導致超聲波能力穿透力減弱,而掃查質量的降低間接表明了混凝土內部存在腐蝕情況。雖然這不是問題唯一的解決方法,但卻為進一步檢測混凝土內部腐蝕提供了方法。
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