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【摘要】本文对预应力管道灌浆不密实现象产生原因进行探讨，并对灌浆不密实现象检测方法进行详细的叙述，希望对预应力管道灌浆不密实现象的研究提供一定参考价值。
【关键词】公路桥梁；钢铰线；管道；不密实；检测
公路桥梁在运行过程中，不可避免地会出现各种老化、劣化现象，在梁板预制中，预应力张拉到位，管道灌浆密实度和混凝土浇筑质量是非常重要的，否则，会加速混凝土结构的劣化，为了保证预应力施工质量，延长混凝土梁板的使用寿命，必须对预应力管道灌浆不密实原因进行深入调查和分析，并通过有效的检测方法，对其进行预防和控制。
1、预应力管道灌浆不密实原因及危害
1.1不密实原因
导致不密实原因有很多，总的可归纳为以7个方面：（1）压浆时浆液水胶比不可控，施工现场往往为改善流动性而肆意增加用水量，导致泌水量过大而形成空洞，（2）管道注浆不充盈，压浆不密实，压浆施工现场灌浆压力施加随意，未能在全管路开成有效压力和保持一定时间稳压，仅靠浆液自流不能保证密实，（3）对压入管道浆液数量不能准确计量，（4）封锚不密实，锚头渗水漏气，（5）采用真空辅助压浆，难以形成规定要求的负压，压浆效果难达到公路桥涵施工技术规范JTG/F50-2011要求，（6）压浆记录混乱、可信度低，真实的压浆质量难以掌握，（7）人为因素不可控，施工过程中因施工人员责任心不强或者机械故障等导致浆孔冒出浓浆即停止压浆。
1.2不密实的危害
压浆不密实将加速钢绞线锈蚀影响结构的耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的情况下突然坍塌，根据不密实对钢绞线的危害程度，可将灌浆密实度分为如下4级。A级：注浆饱满或波纹管上部有小蜂窝状气泡、浆体收缩等，与钢绞线不接触；B级：波纹管上部有空隙，与钢绞线不接触；C级：波纹管上部有空隙，与钢绞线相接触；D级：波纹管上部无砂浆，与钢绞线相接触并严重缺少砂浆。D级又可细分为D1、D2和D3级，分别对应于大半空、接近全空和全空；其中，C级和D级对钢绞线的危害很大。而A、B级尽管对钢绞线的锈蚀影响较小，但会对应力传递和分布产生不利影响。
因预应力施工质量导致桥梁结构性病害、缩短其使用寿命的案例并不鲜见，如：早期建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁，于1985年突然倒塌，经过英国的运输与道路研究实验室（TRRL）研究发现该桥梁倒塌是由于预应力钢筋锈蚀所致。此外，建于1957年的美国康涅狄格州的BisseII大桥，因为预应力筋锈蚀导致桥的安全度下降，在使用了35年后也不得不于1992年炸毁重建。 近年来公路桥梁倒塌事故也较频繁，2012年6月18日即将通车的辽宁抚顺月牙岛大桥坍塌； 2012年7月2日，杭州幸福南路和德胜东路施工高架桥坍塌。又如对长沙环线月亮岛大桥（主跨7 ×96.0m预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝194条，裂缝宽度大部分在0.1mm～0.5mm，裂缝长度在0.3m～3.0m 。与桥梁行车方向夹角为30°～60°。这些坍塌桥梁和检测出的危桥引起了全社会对桥梁的极大关注。
2、预应力管道灌浆不密实的检测方法
桥梁施工过程中由于出浆孔的位置、管和管道之间的接缝没处理好极易导致灌浆不密实和堵塞，加上梁体管道位置钢筋较密集，传统的地质雷达及超声波等方法检测效果很不理想。最终判断只能结合现场情况进行刨验验证检测灌浆的密实性。冲击弹性波检测法的出现解决了该项检测难题。
2.1预应力管道灌浆不密实检测法----冲击弹性波法
冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生，是弹性波的一种，由于弹性波是一种机械波，能够直接反映材料/结构的力学特性，因此在无损检测中得到了广泛的应用。
目前研究表明冲击弹性波法是最有能力评估孔道内压浆情况的方法，他是在不破坏预应力管道原有状态前提下，利用管道灌浆中因有缺陷或组织结构上差异存在的变化现象，运用冲击回波谱图显示，从而评估预应力管道灌浆密实情况。
2.2 定性、定位检测法
定性检测法，即使用小锤敲击预应力钢束一端激发冲击波，采用钢束两端的小波振幅、波速、振动频率，见图2。该法只有在梁体两端预应力钢束锚头外露时才能进行定性检测。定性检测法的原理是根据孔道压浆密实度与波振幅、波速、振动频率等函数关系，计算压浆密实度指数I。当I=1时表示孔道内压浆密实、饱满；当I=0时表示孔道内完全空洞、无浆。通常I≥0.95时表示压浆质量较好，不需处理。
当压浆密实度指数I<0.95或预应力钢束锚头被混凝土封闭时，应以定位检测法进行孔道压浆密实度检测判断压浆缺陷的大小、范围、严重程度。
2.3工程实例
某高速公路30mT梁采用定性、定位技术，我们对管道注浆的施工质量进行了跟踪检测，取得了很好的效果。
在对该项目的30mT梁检查中发现部分梁板管道注浆质量存在明显缺陷，比较典型的是该项目某大桥中的一片30m箱梁，通过对其左N1管道定位测试分析，该管道注浆饱满度为37%；定位测试在对该梁板腹板标定的反射界面位于0.097ms，在左N1管道处测试，发现该管道两端反射面在0.114-0.116ms之间，比标定时刻有明显滞后；中间段反射界面在0.101-0.113ms之间，比标定时刻点略有滞后，说明两端所含注浆料极少，中间所含注浆料较两侧饱满；从宏观上看，这是由于中间相对两侧低，所以注浆料多数汇集于此，这于实际情况相符，通过现场注水验证，该管道注水压达到1.6MPa时，所注水在管道中形成通路，从管道另一侧喷射出来，证明了该管道注浆不密实。
结语：
由于我国正处于高速公路快速发展的阶段，桥梁的施工又占了较大的比较，而预应力孔道压浆缺陷，对桥梁结构耐久性和承载力影响较大，关系到桥梁使用寿命能否达到设计预期，传统的压浆施工质量与施工工艺、设备、材料、施工管理任一环节出现问题，皆会导致孔道压浆空洞、不密实。JTG/T F50-2011桥涵施工技术规范，将压浆质量提高到了前所未有的高度，但由于检测手段和专业水平有限，施工单位难以对孔道压浆结硬后的密实度进行有效的检测、基于冲击弹性波技术的孔道压浆结硬后密实度检测法，是一种先进的无损检测手段，检测效率快、准确度高。应积极推广应用该技术，以抽样检测的方式对在建桥梁后张预应力孔道压浆质量进行检测，促进施工管理工作，确保工程内在的质量。
参考文献
[1]云南交通职业技术学院检测中心关于”桥梁预应力结构压浆智能化施工技术”.
[2]吴佳晔，安雪晖.田北平.混泥土无损检测技术的现状和进展.
[3]刘勇，张丽，张元海，等，单箱双室箱梁剪力滞效应的差分解.
[4]冯小伟，王勇.转速对预应力孔道压浆料性能的影响[J].中外公路，2012，（5）.
【关键词】公路桥梁；钢铰线；管道；不密实；检测
公路桥梁在运行过程中，不可避免地会出现各种老化、劣化现象，在梁板预制中，预应力张拉到位，管道灌浆密实度和混凝土浇筑质量是非常重要的，否则，会加速混凝土结构的劣化，为了保证预应力施工质量，延长混凝土梁板的使用寿命，必须对预应力管道灌浆不密实原因进行深入调查和分析，并通过有效的检测方法，对其进行预防和控制。
1、预应力管道灌浆不密实原因及危害
1.1不密实原因
导致不密实原因有很多，总的可归纳为以7个方面：（1）压浆时浆液水胶比不可控，施工现场往往为改善流动性而肆意增加用水量，导致泌水量过大而形成空洞，（2）管道注浆不充盈，压浆不密实，压浆施工现场灌浆压力施加随意，未能在全管路开成有效压力和保持一定时间稳压，仅靠浆液自流不能保证密实，（3）对压入管道浆液数量不能准确计量，（4）封锚不密实，锚头渗水漏气，（5）采用真空辅助压浆，难以形成规定要求的负压，压浆效果难达到公路桥涵施工技术规范JTG/F50-2011要求，（6）压浆记录混乱、可信度低，真实的压浆质量难以掌握，（7）人为因素不可控，施工过程中因施工人员责任心不强或者机械故障等导致浆孔冒出浓浆即停止压浆。
1.2不密实的危害
压浆不密实将加速钢绞线锈蚀影响结构的耐久性，使得桥梁结构可能在毫无征兆的情况下突然坍塌，根据不密实对钢绞线的危害程度，可将灌浆密实度分为如下4级。A级：注浆饱满或波纹管上部有小蜂窝状气泡、浆体收缩等，与钢绞线不接触；B级：波纹管上部有空隙，与钢绞线不接触；C级：波纹管上部有空隙，与钢绞线相接触；D级：波纹管上部无砂浆，与钢绞线相接触并严重缺少砂浆。D级又可细分为D1、D2和D3级，分别对应于大半空、接近全空和全空；其中，C级和D级对钢绞线的危害很大。而A、B级尽管对钢绞线的锈蚀影响较小，但会对应力传递和分布产生不利影响。
因预应力施工质量导致桥梁结构性病害、缩短其使用寿命的案例并不鲜见，如：早期建于1953年的英国Ynys-Gwas桥梁，于1985年突然倒塌，经过英国的运输与道路研究实验室（TRRL）研究发现该桥梁倒塌是由于预应力钢筋锈蚀所致。此外，建于1957年的美国康涅狄格州的BisseII大桥，因为预应力筋锈蚀导致桥的安全度下降，在使用了35年后也不得不于1992年炸毁重建。 近年来公路桥梁倒塌事故也较频繁，2012年6月18日即将通车的辽宁抚顺月牙岛大桥坍塌； 2012年7月2日，杭州幸福南路和德胜东路施工高架桥坍塌。又如对长沙环线月亮岛大桥（主跨7 ×96.0m预应力混凝土箱梁）进行检测：每跨箱梁内腹板存在裂缝，共发现裂缝194条，裂缝宽度大部分在0.1mm～0.5mm，裂缝长度在0.3m～3.0m 。与桥梁行车方向夹角为30°～60°。这些坍塌桥梁和检测出的危桥引起了全社会对桥梁的极大关注。
2、预应力管道灌浆不密实的检测方法
桥梁施工过程中由于出浆孔的位置、管和管道之间的接缝没处理好极易导致灌浆不密实和堵塞，加上梁体管道位置钢筋较密集，传统的地质雷达及超声波等方法检测效果很不理想。最终判断只能结合现场情况进行刨验验证检测灌浆的密实性。冲击弹性波检测法的出现解决了该项检测难题。
2.1预应力管道灌浆不密实检测法----冲击弹性波法
冲击弹性波则是用锤或其他激振装置与测试对象冲击产生，是弹性波的一种，由于弹性波是一种机械波，能够直接反映材料/结构的力学特性，因此在无损检测中得到了广泛的应用。
目前研究表明冲击弹性波法是最有能力评估孔道内压浆情况的方法，他是在不破坏预应力管道原有状态前提下，利用管道灌浆中因有缺陷或组织结构上差异存在的变化现象，运用冲击回波谱图显示，从而评估预应力管道灌浆密实情况。
2.2 定性、定位检测法
定性检测法，即使用小锤敲击预应力钢束一端激发冲击波，采用钢束两端的小波振幅、波速、振动频率，见图2。该法只有在梁体两端预应力钢束锚头外露时才能进行定性检测。定性检测法的原理是根据孔道压浆密实度与波振幅、波速、振动频率等函数关系，计算压浆密实度指数I。当I=1时表示孔道内压浆密实、饱满；当I=0时表示孔道内完全空洞、无浆。通常I≥0.95时表示压浆质量较好，不需处理。
当压浆密实度指数I<0.95或预应力钢束锚头被混凝土封闭时，应以定位检测法进行孔道压浆密实度检测判断压浆缺陷的大小、范围、严重程度。
2.3工程实例
某高速公路30mT梁采用定性、定位技术，我们对管道注浆的施工质量进行了跟踪检测，取得了很好的效果。
在对该项目的30mT梁检查中发现部分梁板管道注浆质量存在明显缺陷，比较典型的是该项目某大桥中的一片30m箱梁，通过对其左N1管道定位测试分析，该管道注浆饱满度为37%；定位测试在对该梁板腹板标定的反射界面位于0.097ms，在左N1管道处测试，发现该管道两端反射面在0.114-0.116ms之间，比标定时刻有明显滞后；中间段反射界面在0.101-0.113ms之间，比标定时刻点略有滞后，说明两端所含注浆料极少，中间所含注浆料较两侧饱满；从宏观上看，这是由于中间相对两侧低，所以注浆料多数汇集于此，这于实际情况相符，通过现场注水验证，该管道注水压达到1.6MPa时，所注水在管道中形成通路，从管道另一侧喷射出来，证明了该管道注浆不密实。
结语：
由于我国正处于高速公路快速发展的阶段，桥梁的施工又占了较大的比较，而预应力孔道压浆缺陷，对桥梁结构耐久性和承载力影响较大，关系到桥梁使用寿命能否达到设计预期，传统的压浆施工质量与施工工艺、设备、材料、施工管理任一环节出现问题，皆会导致孔道压浆空洞、不密实。JTG/T F50-2011桥涵施工技术规范，将压浆质量提高到了前所未有的高度，但由于检测手段和专业水平有限，施工单位难以对孔道压浆结硬后的密实度进行有效的检测、基于冲击弹性波技术的孔道压浆结硬后密实度检测法，是一种先进的无损检测手段，检测效率快、准确度高。应积极推广应用该技术，以抽样检测的方式对在建桥梁后张预应力孔道压浆质量进行检测，促进施工管理工作，确保工程内在的质量。
参考文献
[1]云南交通职业技术学院检测中心关于”桥梁预应力结构压浆智能化施工技术”.
[2]吴佳晔，安雪晖.田北平.混泥土无损检测技术的现状和进展.
[3]刘勇，张丽，张元海，等，单箱双室箱梁剪力滞效应的差分解.
[4]冯小伟，王勇.转速对预应力孔道压浆料性能的影响[J].中外公路，2012，（5）.