弹性波法在铸钢立柱检侧中的应用与关键技术换加强修复治理

其一、弹性波法在公路铆护拦检侧中的应用

现以漂马高速公路为例，描述弹性波法在公路护钢铸钢护栏立柱埋深检测中应用。澡马高速公路全线长约37.5公里，铸钢护栏立柱安装数f庞大，土质条件复杂，铸钢护栏立柱埋入检测难度大，而无损检测操作简便，可以减少大量人力、物力。

1现场检测

(1)现场测试准备工作

1)检测前进行现场，搜集横断布设图以及竣工资料，记录铸钢护栏立柱的外形、尺寸；

2)施工、监理日志，了解成柱出现的异常情况；

3)摘下铸钢护栏立柱柱帽，避免选择焊接有钢板等结构的铸钢护栏立柱。

(2)测试工作遵守下列规定

1)测试信号波形以采集的良好波形为目的；

2)铸钢护栏立柱测点测试的数据，重复测试次数不少于10次，且采集波形一致性良；

3)对未达到设计长度要求的铸钢护栏立柱，应改变检测条件重新检测，相互验证。

通过现场无损检测后采取拔桩手段来验证检测结果，分析误差原因，提高反射信号的识别和运用能力。

2室内分析难点

(1)激振信号

对于断面密实的现地浇筑桩，激振产生的波形衰减较快，而对于铸钢护栏立柱这样的中空圆柱，振动残留时间长且声响会与空腔产生共鸣，使得激振信号衰减慢。

(2)反射信号的识别

1)在铸钢护栏立柱中传播的能量衰减。由于激振能量主要是通过铸钢护栏立柱与周围土体的接触而逸散到土体中的，因此结构的比表面积直接影响到能量逸散的快慢。显然，薄壁中空的铸钢护栏立柱显然要比实心的桩的比表面积要大得多；

2)铸钢护栏立柱一般不长，在激振信号尚未收敛之前，反射信号既已经到来。在理想的脉冲发振信号中，反射信号容易被识别。但对于残留振动时间长，受噪声信号源千扰的信号中，要想准确地识别反射信号则是非常困难的。

所以通常采用的残留振动的方法如提高激振信号的角频率或提高阻尼的方法都难以取得明显的效果。但通过激振控制器与激振装皿组成可以实现对激振力度、激振过程的控制，从而达到对测试信号波长、信号残留振动等参数的调节。铸钢护栏立柱的埋设的测试精度很大程度取决于对柱底反射信号的抽取精度。为了提高抽取能力和精度，在弹性波检测系统中植入了对测试信号进行分析的频谱分析技术与信号匹配分析技术来对信号进行处理。其中频谱分析的为铸钢护栏立柱长度约为0.95m~1.65m的较短铸钢护栏立柱，而信号匹配技术则主要是针对长度为1.65m以上的铸钢护栏立柱。

其二、防撞护栏立柱关键技术换及加强修复治理

1自行设计固定螺检组合构件

既有桥梁钢结构防撞护栏立柱上部螺栓安装位置处于梁体挡碴墙上部边缘，挡碴墙顶部宽度约15cm，长时间风化出现裂纹脱落现象，并且内部钢筋密布无法直接钻眼锚固螺栓。为避免损伤桥梁钢筋，根据现场情况，课题组经过多次现场试验、研究论证，自行设计了高速公路护栏立柱固定螺栓组合构件。具体设计方案:在桥梁钢筋空隙钻眼，用加工L型螺栓穿眼与桥梁内侧锚固的化学螺栓焊接，桥梁内侧清理石碴至梁体底板，在地板钻眼锚固化学螺栓，用等直径的钢筋与L型螺栓焊接，在梁体内侧L型螺栓水平段套置一块加工好的钢板(200*150*8)，钢板紧贴梁体内侧壁与螺栓焊接。L型螺栓、方形钢板、底板锚固化学螺栓连成一体成为固定螺栓组合构件。

在梁体内侧组件周围绑扎“井”字形钢筋网，梁体内壁凿毛用C30硷将螺栓组合构件与钢筋网浇筑在一起，新浇筑硷体积为350*250*300。用加工L型螺栓穿眼与桥梁内侧底板锚固的化学螺栓用等直径的钢筋焊接，在梁体内侧L型螺栓水平段套置一块钢板(200*150*8)。锚固防撞护栏立柱的同时对桥梁挡碴墙起到加固作用。

2.引入、应用化学螺检描固

防撞护栏立柱下部螺栓及内侧底板采用化学锚固螺栓，锚固力强，形同预埋无膨胀应力，经试用后效果良好。高学锚栓是由乙烯基树一脂为主体原料的锚栓，耐低温、耐热性能良好，常温下无蠕变耐水渍，在潮湿环境中长期负荷稳定，抗焊性、阻燃性能良好；其优势是锚固力强，形同预埋无膨胀应力，边距间距小安装，节省施工时间；采用玻璃管包装利于目测管剂质量，玻璃管粉碎后充当细骨料，粘接充分。具体实施方案:采用M20x260螺栓，化学胶管为HYJ20，钻孔直径为24mm，钻孔深度170mm，钻孔时根据螺栓规格对应直径与深度要求，钻孔完毕用毛刷和气筒清空，通常反复三次；植入胶管将高学胶管按方向植入孔中，埋入螺栓，用电动工具将螺栓钻入孔中，钻速应不大于750r/min；静置硬化，根据治理现场环境温度，等待足够时间硬化；然后安装角钢防撞护栏立柱。

3.人行道及防撞护栏立柱的局部换及加强修复治理

依据设计院出具的设计方案，需对胜利河桥(长175m)两侧人行道及防撞护栏立柱全部换，需治理资金80万元。课题组针对防撞护栏立柱、人行道及防撞护栏立柱损坏轻重不一，多次组织现场评估、鉴定、测量，确定对严重下坠部网、铺网，同时需要工人频繁搭接，以致工作面所挂的网片整体性较差。由于淋水的影响，致使金属网锈蚀，给现场带来严重的安全隐患。

2)矿用柔性网片是一种新型树一脂纤维聚合网片，一般采用高模量、低蠕变的聚合长丝纤维经纬向整体编织及表面涂层处理制成。柔性网片单片宽度5m，长度100~500m，可根据井下工作面实际的使用尺寸提前在地面编织为整体网片。网片经纬向无弯曲状态，交叉点全部用高强纤维长丝针织捆绑结合起来，形成牢固的结合点，可以充分发挥网片的整体稳定性和力学性质。