EFD预应力锚杆锚索质量检测仪
( 2018-05-27 阅读次 作者:)

一、 仪器概述

  EFD预应力锚杆锚索质量检测仪是根据交通部最新发布的《公路工程质量检验评定标准JTGF80/1-2012》和《桥梁预应力及索力张拉施工质量检测验收规程(CQJG F81)》全新推出的一款基于声频应力波反射法的预应力锚杆、锚索质量检测的装置。该装置集成智能处理算法(ZL 2012 1 0056010.8),能现场提取锚杆、锚索有效张拉应力大小、锚索三段(露头、自由段、锚固段)结构长度和锚固段的饱满度等信息,从而有效避免人为因素的影响。

二、 测量原理

  采用激振声波反射法在锚具端头对钢束依次重复(信号叠加以提高信噪比)拾取钢束的声波反射后续波信号。采用侧发端收方式采集信号。测量装置记录到的钢束反射后续波形信号三振相(相位、振幅、频率),反映了钢束在不同时-深位置的状态,通过对反射波信号进行傅里叶变换,可反映出以下频谱特征:(1)钢束在自由状态(空腔)下,呈现自由弦振的谐振谱(主频)特征;(2)钢束在受束状态(密实)下,则呈现出边坡岩体或梁板构件体系振动的复合谱(全谱)特征。根据频谱特征确定自由段和锚固段,进而求得各部分的长度和锚固段的饱满度。采用频率共振法对锚下有效预应力进行测量。因单索的振动频率与其有效预应力之间存在着一定的关系,只要测出单索的振动频率,便可求得单索的有效预应力,求和得到整索的有效预应力。

检测依据标准

三、 系统特点及技术指标

1、系统特点

(1)测量信息丰富
  全面客观地呈现锚索质量信息,为正确评价锚索施工质量和制定整改措施提供可靠依据。
  A、不但给出锚索的总长度,而且给出各段的长度(露头、自由段、锚固段);
  B、不但给出整索的有效预应力,而且提供各单索的有效预应力;
  C、不但给出整索锚固段的饱满度信息,而且给出单索锚固段的位置和饱满度的对应信息,进而实现缺陷精确定位。

(2)智能成像算法
  采用具有自主知识产权的谱能比数字信号智能处理算法和弦振频率法现场提取锚索的长度、锚固质量和预应力在各单索上的分布信息,并以成像的形式直观显示出来。

(3)采集无线传输
  采集装置与显示装置分离设计,二者采用WIFI技术进行通信(通信距离超过300米)。采集装置放于背包中,总重量小于3kg,显示装置为8英寸平板电脑,可直接使用触摸屏进行操作,重量小于0.5kg。无线传输的方式极大地方便了现场施工。

(4)快速生成报告
  现场采集原始数据和初步处理结果可以通过U盘导出至PC机,由仪器配套的数据处理软件对测量结果进行深度加工和根据解释人员的需求快速生成报告所需的截图和描述文字,其中报告的输出模式及内容可根据需要定制,使用灵活多变。

2、技术指标

  可测锚杆、锚索长度:0.5米~70米      长度测量误差:小于3%
  饱满度测量误差:小于5%             预应力测量误差:小于10%

四、 测量流程及应用案例

1、数据采集

云南某工地(侧发端收采集信号)

2、数据处理

  采用分析软件对锚索钢束的声波信号进行处理:

谱能分析处理过程

3、分析解译

  钢束在自由段呈现自由振动状态,振动函数为简谐函数;钢束在松散岩体中被锚固,影响钢束振动的背景多为丰富的高频信号;钢束在基岩岩体中被锚固,由于影响钢束振动的背景为稳定单一低频信号;而其振动函数均为非周期函数。谱能系数的大小视岩体的完整性而定:即岩体越完整,谱能比系数越大;岩体越破碎,谱能比系数越小。

能谱分析法解译锚索

  通过对钢束的声波谱能比强度趋势图,可较为直观地分析钢束在不同物性状态下的振动特征,进而解译锚索的物理尺寸及工况状态。

“三段法”解译单道振动信号能谱图

  钢束张拉应力大小利用弦振频率法求得,在自由段与谱能比绝对值大小成正比,在锚固段与谱能比差值大小(变化幅度)成正比,与变化频度成反比。(注:锚索在无预应力状态的声波波速为4500m/s)

4、检测结果实例

  综合6根钢索解析结果,形成上图所示成像结果及检测结论。

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