一种孔道压浆质量快速检测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种孔道压浆质量快速检测方法和系统。一种孔道压浆质量快速检测方法，包括步骤：S1、将变频震源装置和信号接收传感器共同布设在孔道的任意一端，所述信号接收传感器装设在锚头的中心位置，所述变频震源装置装设在所述锚头的边缘钢绞线端头位置；S2、对实测信号进行自相关解码得到解码信号，然后对所述解码信号进行特征值提取，得到所述变频震动信号的信号衰减系数，判定所述信号衰减系数是否小于第一预定值，若是，则判定压浆质量达标；若否，则判定压浆质量不达标。本发明专利技术提供的孔道压浆质量检测方法，只需要将变频震源装置与信号接收传感器布设在孔道的同一端，即可以实现压浆质量的快速检测，方便快捷，极大的提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种孔道压浆质量快速检测方法和系统
本专利技术涉及孔道压浆质量检测，尤其涉及一种孔道压浆质量快速检测方法和系统。
技术介绍
随着我国交通基础设施建设事业的飞速发展，我国桥梁的数量迅速增加，预应力混凝土结构因其显著的技术经济优势在大型桥梁结构中得到广泛应用。在预应力混凝土结构桥梁中，预应力体系的优势是建立在预应力筋与混凝土黏结完好的基础上，孔道注浆效果(密实度)的好坏直接影响到整个预应力混凝土结构的安全性、可靠性和使用寿命。近年来的检测和开孔验证表明，多数情况下，实际梁体预应力孔道注浆的脱空长度约占检测长度的10％至20％，而且常见孔道充水现象。若孔道内注浆密实度差(存在脱空和充水)不但破坏了预应力筋与混凝土黏结的完整性，而且水和空气的存在加速了孔道内预应力钢筋的腐蚀和锈断，对桥梁的预应力体系带来安全隐患，甚至造成工程事故和重大经济损失。因此，研发桥梁预应力孔道的注浆质量快速无损检测方法，具有重要意义。目前，应力波法在桥梁预应力孔道的注浆质量检测方面已经取得了较好应用效果，但同时存在以下问题亟待解决。在检测过程中通常所使用的锤击或电磁震源，激发的频率不可控没有规律，所以接收的震波数据不稳定，无法对信号进行精确分析，解析结果准确性低，检测结果很大程度上凭经验评定；另一方面，由于实测信号分辨率低，一般需要在孔道两端分别布置激发和接收装置，应用透射波法求取应力波速度和衰减系数，无法采用简单快速的单端激发接收的反射波检测方法。专利号为ZL201610224703.1的专利文献公开了一种预应力孔道压浆质量检测方法，包括步骤：将压浆质量检测装置的端板与锚垫板用螺栓螺母紧固；启动真空泵抽取预应力孔道内的空气；开启压浆泵，从压浆孔对预应力孔道进行压浆；浆液凝固后除去端板与锚垫板的连接螺栓螺母，取下压浆质量检测装置，查看包裹锚头与钢绞线的硬化浆体的完整与密实程度，评价浆液的充盈度。采用压浆质量检测装置对预应力孔道压浆质量进行检测，可以简单方便地检测孔道压浆质量，实现有效的质量监督以保证压浆施工质量。这种方法要求必须在施工过程中进行且还是存在效率与精度的问题。因而现有的孔道压浆质量检测领域中存在不足，还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种孔道压浆质量快速检测方法和系统，能够实现只需要在孔道一端布设装置，即可实现快速检测孔道注浆质量。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种孔道压浆质量快速检测方法，包括步骤：S1、将变频震源装置和信号接收传感器共同布设在孔道的任意一端，所述信号接收传感器装设在锚头的中心位置，所述变频震源装置装设在所述锚头的边缘钢绞线端头位置；S2、启动所述变频震源装置发出变频震动信号，同时所述信号接收传感器检测实测信号，对实测信号进行自相关解码得到解码信号，然后进行对所述解码信号进行特征值提取，得到所述变频震动信号的信号衰减系数，判定所述信号衰减系数是否小于第一预定值，若是，则判定压浆质量达标；若否，则判定压浆质量不达标。优选的所述的孔道压浆质量快速检测方法，所述自相关解码为使用快速傅立叶正反变换对所述实测信号进行解码；所述自相关解码通过如下公式进行求解：其中，R(τ)为解码信号；f(t)为所述实测信号；F(ω)为所述实测信号的频谱。优选的所述的孔道压浆质量快速检测方法，所述实测信号包括所述变频震动信号以及所述变频震动信号到达所述孔道另一端后的反射波信号；所述信号衰减系数α的计算公式为：其中，α为信号衰减系数；A1为所述实测信号中所述变频震动信号的特征值；A2为所述实测信号中所述反射波信号的特征值；A1和A2通过对所述解码信号R(τ)求解得到。优选的所述的孔道压浆质量快速检测方法，步骤S2中，在判定所述压浆质量是否达标时，通过所述信号衰减系数得到注浆密实度，使用注浆密实度进行判定，具体为：当所述注浆密实度大于第二预设值，则判定压浆质量达标；否则判定压浆质量不达标。优选的所述的孔道压浆质量快速检测方法，所述注浆密实度通过以下公式得到：D＝k(1-α)·100％；其中，D为注浆密实度；k为计算密实度校正系数；α为信号衰减系数。优选的所述的孔道压浆质量快速检测方法，所述变频震动信号为等幅等间隔线性递增信号；所述变频震动信号的频率范围为10Hz-20000Hz。一种使用所述的孔道压浆质量快速检测方法的孔道压浆质量检测系统，包括变频震源装置、信号接收传感器和信号处理器；所述信号接收传感器与所述信号处理器连接；所述变频震源装置和所述信号接收传感器共同装设在孔道一端的锚具上；所述变频震源装置，装设在所述锚具的边缘钢绞线端头位置，用于激发变频震动信号；所述信号接收传感器装设在锚具的中心位置，用于检测实测信号，并将所述实测信号发送到所述信号处理器中。优选的所述的孔道压浆质量检测系统，所述变频震源装置包括依次连接的震动控制器、变频器、驱动器和震动器。优选的所述的孔道压浆质量检测系统，所述震动器包括震动体、永久磁铁、震动线圈和外壳；所述永久磁铁环附在所述外壳的内侧面，所述震动线圈装设在所述永久磁铁的内部空间；所述震动体一部分位于所述外壳之外形成震头，另一部分位于所述外壳内穿过所述震动线圈的中部。优选的所述的孔道压浆质量检测系统，所述变频震源装置的装设位为锚具上钢绞线的中心。相较于现有技术，本专利技术提供的一种孔道压浆质量快速检测方法和系统，具有以下有益效果：1)本专利技术提供的孔道压浆质量检测方法，只需要将变频震源装置与信号接收传感器布设在孔道的同一端，即可以实现压浆质量的快速检测，方便快捷，极大的提高了检测效率；2)本专利技术的检测方法使用变频震源装置所产生的线性调频信号进行压浆质检，当震动幅度确定在弹性范围时，通过调节扫频区间和震动时间实现频谱和能量可控；同时，线性调频信号相关性好、分辨率高、抗干扰能力强等特点，在换算过程中，基于傅立叶正反变换，然后采用频谱自相关算法对实测信号进行解码分析，与传统方法相比，解码信号数据稳定、计算速度快、信噪比高，为反射波法快速检测提供了技术条件；3)本专利技术采用反射波法信号采集方式，可准确识别反射信号走时和能量衰减系数等特征值，据此计算应力波速和孔道注浆密实度；与常规的两端透射波法相比较，具有现场工作布置简单，信号采集过程方便快捷的效果，同时有效提高了桥梁预应力管道压浆质量检测精度和检测效率。附图说明图1是本专利技术提供的孔道压浆质量快速检测方法的流程图；图2是本专利技术提供的快速检测方中信号接收传感器和变频震源装置的装配图；图3是本专利技术提供的图2中装配检测系统端锚头的示意图；图4是本专利技术提供的变频震动信号的频谱图；图5是本专利技术提供的信号接收传感器接收到的实测信号与解码信号频谱图；图6是本专利技术提供的孔道压浆质量快速检测系统的结构框图；图7是本专利技术提供的变频震源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孔道压浆质量快速检测方法，其特征在于，包括步骤：/nS1、将变频震源装置和信号接收传感器共同布设在孔道的任意一端，所述信号接收传感器装设在锚头的中心位置，所述变频震源装置装设在所述锚头的边缘钢绞线端头位置；/nS2、启动所述变频震源装置发出变频震动信号，同时所述信号接收传感器检测实测信号，对实测信号进行自相关解码得到解码信号，然后进行对所述解码信号进行特征值提取，得到所述变频震动信号的信号衰减系数，判定所述信号衰减系数是否小于第一预定值，若是，则判定压浆质量达标；若否，则判定压浆质量不达标。/n

【技术特征摘要】
1.一种孔道压浆质量快速检测方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将变频震源装置和信号接收传感器共同布设在孔道的任意一端，所述信号接收传感器装设在锚头的中心位置，所述变频震源装置装设在所述锚头的边缘钢绞线端头位置；
S2、启动所述变频震源装置发出变频震动信号，同时所述信号接收传感器检测实测信号，对实测信号进行自相关解码得到解码信号，然后进行对所述解码信号进行特征值提取，得到所述变频震动信号的信号衰减系数，判定所述信号衰减系数是否小于第一预定值，若是，则判定压浆质量达标；若否，则判定压浆质量不达标。


2.根据权利要求1所述的孔道压浆质量快速检测方法，其特征在于，所述自相关解码为使用快速傅立叶正反变换对所述实测信号进行解码；所述自相关解码通过如下公式进行求解：






其中，R(τ)为解码信号；f(t)为所述实测信号；F(ω)为所述实测信号的频谱。


3.根据权利要求2所述的孔道压浆质量快速检测方法，其特征在于，所述实测信号包括所述变频震动信号以及所述变频震动信号到达所述孔道另一端后的反射波信号；所述信号衰减系数α的计算公式为：



其中，α为信号衰减系数；A1为所述实测信号中所述变频震动信号的特征值；A2为所述实测信号中所述反射波信号的特征值；A1和A2通过对所述解码信号R(τ)求解得到。


4.根据权利要求1所述的孔道压浆质量快速检测方法，其特征在于，步骤S2中，在判定所述压浆质量是否达标时，通过所述信号衰减系数得到注浆密实度，使用注浆密实度进行判定，具体为：
当所述注浆密实度大于第二预设值，则判定压浆质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：何庆华，岳伟杰，卢辉，林海腾，李正凯，陈超，薛晓杰，方宏远，王运生，
申请(专利权)人：广州市高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44