一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于混凝土梁无损检测技术领域，公开了一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法，包括：预应力采集模块、强度检测模块、抗渗检测模块、主控模块、抗裂测试模块、预应力模拟模块、数据存储模块、显示模块。本发明专利技术通过强度检测模块对混凝土强度进行鉴定和智能分析，准确判断混凝土结构的强度；同时，通过预应力模拟模块分别建立预应力筋与混凝土单元，只需明确预应力筋的预加力、截面面积、线膨胀系数、弹性模量，便可计算出施加在预应力筋上的降温值，该方法考虑了预应力筋的实际效应，能有效模拟预应力效果，在复杂预应力混凝土结构中，只需计算预应力筋的降温值，其计算结果准确、计算方法高效。

A Non-destructive Testing System and Method for Prestressed Concrete Beams

【技术实现步骤摘要】
一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法
本专利技术属于混凝土梁无损检测
，尤其涉及一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法。
技术介绍
混凝土，简称为"砼(tóng)"：是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合，经搅拌而得的水泥混凝土，也称普通混凝土，它广泛应用于土木工程。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。然而，现有混凝土梁强度检测时，不能准确判断混凝土梁强度数据；同时，对混凝土梁预应力计算不准确，误差大。综上所述，现有技术存在的问题是：现有混凝土梁强度检测时，不能准确判断混凝土梁强度数据；同时，对混凝土梁预应力计算不准确，误差大；现有检测采用单一检测方法，无法对预应力混凝土梁进行精准、综合的检测。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种预应力混凝土梁无损检测系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种预应力混凝土梁无损检测方法，所述预应力混凝土梁无损检测方法包括：第一步，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；第二步，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；第三步，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；第四步，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；第五步，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的混凝土梁定位检测与定性检测具体包括：(1)定性检测：通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，在预应力梁两端钢绞线露出端上分别固定一个传感器S31SC，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的检测数据，进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析；(2)定位检测：应用冲击回波等效波速法检测，根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标出孔道位置，沿孔道走向均匀标出测点，间距宜≤20cm，依次激振检测点，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置；当孔道压浆存在缺陷时：1)激振的弹性波在缺陷处会产生反射；2)激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，即得到的等效波速慢；3)根据反射信号及等效速度的特点，利用IEEV法检测缺陷的位置，推断压浆缺陷的类型和规模大小。进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的强度检测方法如下：(1)通过检测设备基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速；在传声介质与待试验混凝土梁试块不接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射预定频率、幅度和波形的声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与空气界面反射后回波到达声源的回波幅值；在传声介质与待测试验混凝土梁试块接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射所述声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与试验混凝土梁试块界面反射后回波到达声源的回波幅值；通过回波幅值为和回波幅值为计算传声介质与试验混凝土梁试块界面的声压反射系数；通过所述声压反射系数计算待试验混凝土梁试块的特性阻抗，及根据所述特性阻抗计算所述待测试验混凝土梁试块的声速；(2)基于混凝土梁抗压强度与混凝土梁声速之间的关系推导出混凝土梁试块的强度；通过检测设备测试标准混凝土梁试块的声速；将所测试块在压力机上的破坏极限荷载为混凝土梁试块的抗压强度；通过软件程序获取混凝土梁试块声速与混凝土梁试块抗压强度之间的关系式；(3)基于试验混凝土梁的实测参数及设计录入参数以现场回弹法快速判定局部实体的混凝土梁强度并评测各部位强度的偏离情况；建立测评的三维数据模型，并将三维数据按照空间位置作为唯一ID存储为数组数据，利用所述三维数据模型评测各部位强度相对于全局抗压强度的偏离情况；所述实测参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度测量的实测参数，并且与三维数据对应存储为数组数据；所述设计录入参数的输入方式为：输入三维立体模型下各个分部分项抗压强度的设计录入参数，并且与三维数据对应存储为数组数据。进一步，所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力模拟方法如下：1)通过模拟程序根据结构布置和尺寸建立混凝土梁结构单元；2)根据混凝土梁结构中配置的预应力筋规格和尺寸，建立预应力筋单元；3)通过对预应力筋单元施加降温值，使预应力筋收缩而产生的收缩力来模拟预应力筋对混凝土梁的预压应力；降温值与预压应力之间的关系为：其中，△T为需施加的降温值、N为预应力筋的有效预加力、A为预应力筋的截面面积、α为预应力筋的线膨胀系数、E为预应力筋的弹性模量。本专利技术的另一目的在于提供一种基于所述预应力混凝土梁无损检测方法的预应力混凝土梁无损检测系统，所述预应力混凝土梁无损检测系统包括：预应力采集模块，与主控模块连接，用于通过预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；强度检测模块，与主控模块连接，用于通过强度检测设备检测混凝土梁强度数据；抗渗检测模块，与主控模块连接，用于通过抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息；主控模块，与预应力采集模块、强度检测模块、抗渗检测模块、抗裂测试模块、预应力模拟模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；抗裂测试模块，与主控模块连接，用于通过测试设备测试混凝土梁抗裂性能；预应力模拟模块，与主控模块连接，用于通过模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；数据存储模块，与主控模块连接，用于通过存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述预应力混凝土梁无损检测方法的信息数据处理终端。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术通过强度检测模块对混凝土强度进行鉴定和智能分析，准确判断混凝土结构的强度；判定混凝土强度是否满足设计要求，可以准确测评各分部位设计强度以及与结构抗拉强度的偏离情况并给予纠正措施，还可以评定部分项工程的整体强硬程度；可以评测在试验结果下的试块在客观改良后可以达到的质量以及客观改良方法，具有极好的应用前景；同时，通过预应力模拟模块分别建立预应力筋与混凝土单元，只需明确预应力筋的预加力、截面面积、线膨胀系数、弹性模量，便可计算出施加在预应力筋上的降温值，该方法考虑了预应力筋的实际效应，能有效模拟预应力效果，在复杂预应力混凝土结构中，只需计算预应力筋的降温值，其计算结果准确、计算方法高效。本专利技术采用定位检测与定性检测相结合的检测方法，通过定位检测对孔道整理压浆质量进行综合判定；通过定位检测判断管道各具体位置是否有缺陷以及缺陷的类型；定性检测效率高，检测时间短，定位检测精度高，容易对缺陷位置和类型进行精准判定。附图说明图1是本专利技术实施例提供的预应力混凝土梁无损检测方法流程图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法包括：第一步，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；第二步，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；第三步，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；第四步，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；第五步，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。

【技术特征摘要】
1.一种预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法包括：第一步，利用预应力传感器采集混凝土梁预应力数据；利用强度检测设备检测混凝土梁强度数据；利用抗渗检测设备检测混凝土梁抗渗信息，基于定性检测与定位检测共同检测混凝土梁缺陷；第二步，利用测试设备测试混凝土梁抗裂性能；第三步，利用模拟程序对混凝土梁预应力进行模拟操作；第四步，利用存储器存储采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息以及缺陷信息；第五步，利用显示器显示采集的预应力数据、检测的强度、抗渗数据信息、抗裂测试信息、模拟结果以及缺陷信息。2.如权利要求1所述的预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法的混凝土梁定位检测与定性检测具体包括：(1)定性检测：通过露在两端表面的锚头/钢绞线进行激振和拾振，在预应力梁两端钢绞线露出端上分别固定一个传感器S31SC，用激振导向器尖端部分紧贴钢绞线端面中心部位，然后用打击锤敲击激振导向器，分别记录下预应力梁两端的检测数据，进而对整个钢绞线的压浆饱满度加以分析；(2)定位检测：应用冲击回波等效波速法检测，根据设计文件找出预应力梁孔道坐标，标出孔道位置，沿孔道走向均匀标出测点，间距宜≤20cm，依次激振检测点，根据弹性波的反射特性来判断缺陷的具体位置；当孔道压浆存在缺陷时：1)激振的弹性波在缺陷处会产生反射；2)激振的弹性波从梁底部反射回来所用的时间比压浆密实的地方长，即得到的等效波速慢；3)根据反射信号及等效速度的特点，利用IEEV法检测缺陷的位置，推断压浆缺陷的类型和规模大小。3.如权利要求1所述的预应力混凝土梁无损检测方法，其特征在于，所述预应力混凝土梁无损检测方法的强度检测方法如下：(1)通过检测设备基于声阻抗法获得试验混凝土梁试块的声速；在传声介质与待试验混凝土梁试块不接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射预定频率、幅度和波形的声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与空气界面反射后回波到达声源的回波幅值；在传声介质与待测试验混凝土梁试块接触的状态下，使声源与传声介质耦合，控制所述声源向传声介质发射所述声波信号，并接收所述声波信号经传声介质与试验混凝土梁试块界面反射后回波到达声源的回波幅值；通过回波幅值为和回波幅值为计算传声介质与试验混凝土梁试块界面的声压反射系数；通过所述声压反射系数计算待试验混凝土梁试块的特性阻抗，及根据所述特性阻抗计算所述待测试验混凝土梁试块的声速；(2)基于混凝土梁抗压强度与混凝土梁声...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯浩雄，黄国平，彭智高，姚鑫，姚胜泉，刘立群，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43