根据交通部在2018年底的统计,我国公路总里程数达到了 484.65万公里,其中公路桥梁总数量为85.15万座。近五年来,公路桥梁总数量都是以每年2～3万座的速度递增。但不容乐观的是,现存的40%～60%预应力混凝土桥梁都存在灌浆缺陷问题,比如说在孔道内和锚固区内的灌浆不密实等。预应力弯曲管道的压浆不密实会使管内的预应力钢绞线在氯化物、水和氧气的环境下不断锈蚀,从而引起桥梁结构破坏,严重者甚至会导致桥梁倒塌。基于此,论文通过模拟预应力波纹管竖弯的两种情况——上弯和下弯,并设置在不同的孔道压浆水平下的试验模型,利用PZT压电陶瓷的压电波动法对弯曲管道下的顶点、底点及锚固区分别进行压浆密实性检测的可行性研究,本文具体介绍如下:(1)分别设计了两个混凝土试件,尺寸都为70cm×20cm×30cm,并且在内部分别嵌有曲率半径为166.9cm、弯曲角度为19°的上弯管和下弯管,在横向监测中对每个截面设置了压电陶瓷“一发七收”的检测方式,而在纵向监测中则对每个区域设置了压电陶瓷“交叉监测”的驱动传感检测方式。(2)通过对两个混凝土试件分别进行时域、频域和小波包能量分析,得到了时域分析中的信号幅值、频域分析中的功率谱密度PSD值以及小波包能量分析中的能量值都是判断上弯管道和下弯管道混凝土试件孔道压浆是否处于饱满状态的三个重要指标。(3)通过利用ABAQUS有限元分析软件中的动力学显式理论,建立了简化版的上弯管混凝土试件检测模型,其分别在五个压浆工况下进行有限元分析,都表现为只要灌浆料抵达对应传感器的位置,信号幅值会明显增强,数值模拟结果验证了 PZT压电陶瓷在实际上弯管和下弯管混凝土试件中横向监测和纵向监测的有效性和准确性。