DB21∕T 3179-2019 基于聲波層析成像的橋梁混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程

93.080.99R

04

DB21 21/T

3179—2019基于聲波層析成像的橋梁混凝土質(zhì)量檢測技術(shù)規(guī)程Technical

of

Acoustic

in

Concrete

Inspection 遼寧省市場監(jiān)督管理局發(fā)

布DB21/T

3179—2019 前言

................................................................................

II1

..............................................................................

12 規(guī)范性引用文件

....................................................................

13 術(shù)語和符號

........................................................................

14

..............................................................................

45 檢測設(shè)備

..........................................................................

46 現(xiàn)場檢測技術(shù)要求

..................................................................

57 數(shù)據(jù)處理技術(shù)要求

..................................................................

98 檢測結(jié)果

..........................................................................

9附錄

A（規(guī)范性附錄） 混凝土橋梁質(zhì)量檢測.............................................

12附錄

B（規(guī)范性附錄） 聲波層析成像法檢測流程圖.......................................

13附錄

C（資料性附錄） 波速-強度曲線..................................................

14附錄

D（資料性附錄） 觀測排列完備性評價.............................................

15附錄

E（資料性附錄） 聲波層析成像法檢測現(xiàn)場記錄表...................................

16附錄

F（資料性附錄） 混凝土質(zhì)量檢測結(jié)果表...........................................

17附錄

G（規(guī)范性附錄） 用詞說明

.......................................................

18DB21/T

3179—20191

方法、混凝土質(zhì)量評價。本規(guī)程適用于遼寧省新建、在役公路工程中的混凝土質(zhì)量檢測、混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件病害的診斷。2 規(guī)范性引用文件下列文件對本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T

50082 普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準GB/T

50164 混凝土質(zhì)量控制標準GB/T

50476 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范JGJ/T

152 混凝土中鋼筋檢測技術(shù)規(guī)程JGJ/T

193 混凝土耐久性檢驗評定標準3

術(shù)語和符號3.1 術(shù)語3.1.1聲波層析成像法

elastic

wave

computed

method析成像法使用的聲波頻率在

20Hz-10kHz。3.1.2質(zhì)量檢測

對混凝土的強度、密實性及缺陷進行檢測。3.1.3混凝土波速

wave

聲波在混凝土中單位時間內(nèi)傳播的距離。3.1.4DB21/T

3179—2019射線

聲波傳播的路徑，從激發(fā)點到接收點所連接的直線。3.1.5單元

檢測剖面中的最小單位，大小取決于測點之間的最小距離，常為矩形或三角形。3.1.6網(wǎng)格

grid單元邊界縱橫相交組成的網(wǎng)格。3.1.7射線密度

經(jīng)過同一單元的射線數(shù)量。3.1.8正交性

orthogonality經(jīng)過同一單元的所有射線中，任意

2

條射線交角的最大正弦值。3.1.9測區(qū)

zone按檢測方案設(shè)計布置的，有一個或若干個測點的區(qū)域。3.1.10測點

point在測區(qū)內(nèi)，取得檢測數(shù)據(jù)的檢測點。3.1.11觀測排列

激發(fā)點與接收點相互位置確定的一種測區(qū)布置方式。3.1.12表面層析成像法

surface

computer

激發(fā)點與接收點都布置在被測體的同一面，用以檢測測區(qū)

1/4

波長厚度內(nèi)的混凝土質(zhì)量。3.1.13截面層析成像法

cross

computer

methodDB21/T

3179—2019的結(jié)合情況。3.1.14平均波速

檢測區(qū)域內(nèi)各單元波速的算數(shù)平均值，表征測區(qū)內(nèi)混凝土的平均強度與密實性。3.1.15波速離散度

wave

dispersion波速均方差與平均波速的比值。3.1.16混凝土缺陷

defect

zone

70%的區(qū)域界定為缺陷。3.1.17最大缺陷尺度

scale最大缺陷尺度是指缺陷連續(xù)分布的最大面積。3.1.18合格面積率

qualified

ratio強度達到設(shè)計標準的面積所占的比率。3.1.19工程項目的波速-強度曲線

wave

curve

of

the

project由混凝土構(gòu)件相同材料、成型養(yǎng)護工藝配置的混凝土試件，通過試驗所建立的波速-強度曲線。3.1.20區(qū)域的波速-強度曲線

regional

wave

velocity-intensity

curve由本地區(qū)有代表性的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的波速-強度曲線。3.1.21全國的波速-強度曲線

national

wave

velocity-intensity

curve由全國有代表性的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的波速-強度曲線。3.2 符號下列符號適用于本文件：DB21/T

3179—2019V

——平均波速；V ——網(wǎng)格內(nèi)單元位置的波速；M ——網(wǎng)格內(nèi)單元總數(shù)；R ——波速離散度；σ ——標準差；R ——合格面積率；S ——達到標準值以上的單元所占的面積；S

——網(wǎng)格總面積；V ——直接量測的鋼筋混凝土構(gòu)件波速值；V ——可在波強曲線中得到對應(yīng)強度的混凝土波速換算值；V

——鋼筋波速；α ——鋼筋在混凝土中所占體積比。4

總則4.1

結(jié)果與其他方法結(jié)果的可比性，制定本規(guī)程。4.2

采用聲波層析成像法檢測混凝土質(zhì)量，除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。5

檢測設(shè)備5.1 技術(shù)要求5.1.1 檢測設(shè)備應(yīng)配置高分辨數(shù)值采集器、檢波器、震源和處理軟件。5.1.2高分辨數(shù)值采集器應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）具有參數(shù)設(shè)置、采集、儲存、重放、顯示、放大的功能；（2

1μs；（3）動態(tài)范圍不宜小于

位；（4）儀器通道數(shù)不宜少于

32

通道；（5

4096

/通道；（6

10%的情況下能正常工作；（7）具有通過錘擊震源或震源槍激發(fā)后接收聲波的能力；（8）具有制造廠的產(chǎn)品合格證及計量單位出具的檢定證書。5.1.3 檢波器應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）頻帶寬宜采用

20Hz～16kHz，可采用磁吸、粘接與混凝土接觸；（2）實測頻帶與標稱頻率相差應(yīng)在±10%范圍內(nèi)。5.1.4震源應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）震源激發(fā)的聲波頻率應(yīng)在

20Hz～10kHz

范圍內(nèi)；（2

500N。DB21/T

3179—20195.1.5

處理軟件應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）具有測點坐標編排的功能；（2）具有計算各單元內(nèi)射線的正交性與射線密度的功能；（3）具有波形顯示、初時校正、走時讀取、網(wǎng)格設(shè)計、波速反演等功能。5.2 檢測設(shè)備的計量檢定5.2.1 檢測設(shè)備具有下列情況之一時，應(yīng)經(jīng)過計量單位檢定通過后方可使用：（1）新購置的檢測設(shè)備啟用前；（2）檢測設(shè)備超過檢定有效期限；（3）檢測設(shè)備遭受嚴重撞擊或其它損害。5.3 檢測設(shè)備維護5.3.1 檢測設(shè)備應(yīng)按下列方式進行維護：（1）檢測設(shè)備每月應(yīng)通電一次，每次不少于

1

（2）檢測設(shè)備需存放于通風(fēng)、陰涼、干燥處，無論存放或工作，均需防塵；（3）在搬運過程中必須防止碰撞或劇烈振動；（4）檢波器的耦合面應(yīng)避免磨損。6

現(xiàn)場檢測技術(shù)要求6.1 一般規(guī)定6.1.1 檢測前應(yīng)進行下列準備工作：（1）調(diào)查、收集檢測項目的相關(guān)資料；（2）制定檢測方案；（3）核查檢測設(shè)備狀態(tài)；6.1.2 調(diào)查、收集的資料宜包括下列內(nèi)容：（1）工程名稱及設(shè)計、施工、監(jiān)理和建設(shè)單位名稱；（2）檢測目的與要求；（3）混凝土原料品種和規(guī)格；（4）混凝土澆筑和養(yǎng)護情況；（5）混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的尺寸、設(shè)計強度和配筋施工圖。6.1.3 檢測方案應(yīng)根據(jù)實際被測對象進行制定，包括下列主要內(nèi)容：（1）工程概況、結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計及施工情況；（2）檢測依據(jù)、目的及委托方要求；（3）檢測人員及儀器設(shè)備；（4）測區(qū)劃分、測點布置。DB21/T

3179—2019（5）測試方法、步驟、數(shù)量、位置及進度；（6）其他配合工作。6.1.4 檢測部位混凝土表面應(yīng)清潔、平整。6.1.5 檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)時應(yīng)及時查找原因，應(yīng)對其復(fù)測或加密檢測；當(dāng)仍不能確定時，可取芯驗證。6.1.6 進行混凝土質(zhì)量檢測時，現(xiàn)場檢測應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）測區(qū)的范圍應(yīng)不小于目標檢測區(qū)域；（2）每個測區(qū)的測點，宜按等間距網(wǎng)格狀布置；（3）應(yīng)標明測點的編號和位置；（4）檢波器應(yīng)與混凝土檢測表面保持緊密貼合；（5）布置好檢波器后，應(yīng)用震源按順序依次敲擊激發(fā)點；（6）現(xiàn)場記錄表宜按本規(guī)程附錄

C

填寫。6.2 檢測方案6.2.1 根據(jù)檢測目的和現(xiàn)場檢測條件，可選擇表面層析成像法、截面層析成像法兩種檢測方法。表面層析成像法，測區(qū)應(yīng)布置在同一可測面上；截面層析成像法，測區(qū)應(yīng)布置在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的橫截面上。6.2.2 為得到可靠的檢測結(jié)果，觀測排列應(yīng)符合附錄

D

的完備性評價技術(shù)要求。6.2.3 根據(jù)檢測目的和現(xiàn)場檢測條件，檢測方案中的測點分布宜采用以下幾種形式：（1）若測區(qū)用一個排列能夠覆蓋，首選

L

型排列，即接收點等間距布置在測區(qū)的相鄰兩邊，呈

L

L

像檢測中都可采用。L

所示。（2）若測區(qū)較長，布置單個排列不能覆蓋，應(yīng)設(shè)計多排列組合進行檢測。從一端開始布置排列直

所示。（3）當(dāng)受檢測現(xiàn)場條件所限，截面層析成像檢測無法采用

L

型排列時，可采用一字型排列，其測區(qū)布置如圖

所示。（4）若測區(qū)邊界為圓形，可采用圓型排列，其測區(qū)布置如圖

6.4

所示。即接收點沿圓邊界等間距布置，激發(fā)點也沿圓邊界布置。DB21/T

3179—2019（a）表面層析成像檢測布置示意圖（b）截面層析成像檢測布置示意圖圖

6.1 L

型排列布置示意圖DB21/T

3179—2019圖

6.2 表面層析成像檢測組合排列布置示意圖圖

6.3 截面層析成像檢測一字型排列布置示意圖DB21/T

3179—2019圖

6.4 圓型排列布置示意圖—測區(qū)；7 數(shù)據(jù)處理技術(shù)要求7.1 一般規(guī)定7.1.1 數(shù)據(jù)處理前應(yīng)對射線走時進行檢驗，舍去走時長度小于

個采樣時間間隔的射線，作為無效射線。7.1.2 數(shù)據(jù)處理前校驗有效射線的總數(shù)是否大于單元總數(shù)。7.1.3根據(jù)有效射線，計算射線的正交性和射線密度。7.2數(shù)據(jù)處理流程與要求7.2.1 數(shù)據(jù)處理應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）進行初始時間校正，確定聲波出發(fā)的準確時間；（2）當(dāng)自動走時讀取所對應(yīng)的位置與直達波前言有差異時，應(yīng)手動讀取走時；（3）自動進行射線追蹤，形成走時方程；（4）可采用聯(lián)合代數(shù)迭代法進行波速反演。8

檢測結(jié)果DB21/T

3179—20198.1 一般規(guī)定8.1.1 檢測可獲得測區(qū)混凝土的波速分布，用波速評價混凝土強度，可對比波速-強度曲線。波速-強度曲線有全國的、區(qū)域的、工程項目的。8.1.2工程檢測中，三種波速-強度曲線選取的優(yōu)先順序是：工程項目的波速-強度曲線、區(qū)域的波速-強度曲線、全國的波速-強度曲線。8.2 用波速評價混凝土質(zhì)量的方法8.2.1 用波速評價混凝土質(zhì)量的流程如下：（1）聲波層析成像檢測得到測區(qū)混凝土波速分布圖像；（2-目前國內(nèi)應(yīng)用的參考波速-強度曲線見附錄

E；（3）波速在標準值以上的區(qū)域為合格區(qū)，不到標準值

80%的區(qū)域稱為低速異常區(qū)；（4）根據(jù)射線密度與正交性分布，若檢測區(qū)域只有部分滿足完備性要求，那么只對滿足要求的區(qū)域進行解釋，不滿足的區(qū)域只做參考。8.3 混凝土質(zhì)量評價的參考統(tǒng)計指標8.3.1 用波速評價混凝土質(zhì)量需要選取統(tǒng)計指標，選取平均波速、波速離散度、合格面積率作為評價的參考定量指標。8.3.2 混凝土的平均波速

V計算公式如下：????????

=

1????∑??????=1

（式

8.1）????

=

??σ=√∑M

(Vj????

=

??σ=√∑M

(Vj

?Va)2M

（式

8.3）????

=

????V---

網(wǎng)格內(nèi)單元位置的波速；M---

網(wǎng)格內(nèi)單元總數(shù)。8.3.3 波速離散度由式

10%。???? （式

8.2）??j=1式中： Rb---

波速離散度；σ---標準差。8.3.4

80%

R應(yīng)按下列公式計算：???? （式

8.4）式中： R

合格面積率（%）；S---

達到標準值以上的單元所占的面積)；S---

網(wǎng)格總面積(m)；10????

=

??????

=

??

?????????8.3.5 最大缺陷尺度是混凝土質(zhì)量評價的參數(shù)之一，最大缺陷尺度應(yīng)不宜超過檢測面積的

5%。8.3.6 鋼筋的波速

V（）高于混凝土波速。若在鋼筋密集處，可對鋼筋的影響予以消除。1??? （式

8.5）式中： V

---

直接量測的鋼筋混凝土構(gòu)件波速值（V---

可在波強曲線中得到對應(yīng)強度的混凝土波速換算值（V---

鋼筋波速（α

---

鋼筋在混凝土中所占的體積比（%）。鋼筋在混凝土中所占的體積比

α

可根據(jù)鋼筋構(gòu)造圖投影得到。當(dāng)鋼筋體積比小于

5%時，波速可不必修正。8.4 檢測報告8.4.1 檢測工作完成應(yīng)出具檢測報告，宜包括下列主要內(nèi)容：（1）委托單位名稱；（2）工程概況：工程位置、結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計參數(shù)；（3）檢測目的：檢測關(guān)注的主要問題、混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量、缺陷和損傷；（4）檢測布置方案：測點間距、排列布置方式；（5）波速圖像與解釋：包括平均波速、離散度、缺陷位置等分析解釋，可參考附錄

F

混凝土質(zhì)量檢測結(jié)果表；（6）報告宜包含：檢測方案布置圖、射線密度與正交性分布圖、測區(qū)波速分布圖、缺陷分布圖；（7）檢測日期，報告完成日期；（8）檢測結(jié)論。11DB21/T

3179—2019附錄

A（規(guī)范性附錄）混凝土橋梁質(zhì)量檢測A.1 一般規(guī)定A.1.1 本方法適用于矩形梁、箱梁、T

形梁、工字梁、槽形梁等混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量檢測。A.2 現(xiàn)場檢測方法A.2.1 檢測方案設(shè)計根據(jù)檢測要求可以采用截面層析成像檢測和表面層析成像檢測，宜兩者相結(jié)合，測區(qū)的布置一般采用

L

型、一字型。設(shè)計檢測方案時應(yīng)注意以下幾點：（1（2）檢測板型混凝土可采用表面層析成像檢測，檢測柱形混凝土可采用截面層析成像檢測，首選L

型檢測方案。（3

0.1-0.5m

點間距確定。（4）確保混凝土齡期已到或已過，若齡期未到，計算結(jié)果宜作參考。12DB21/T

3179—2019附錄

B（規(guī)范性附錄）聲波層析成像法檢測流程圖B.1 聲波層析成像法檢測流程，如圖

B.1

所示：

接收檢測委托

收集相關(guān)資料

編制檢測方案

檢測前準備工作

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

提交檢測報告圖

B.1 聲波層析成像法檢測混凝土質(zhì)量流程圖13DB21/T

3179—2019附錄

C（資料性附錄）聲波層析成像法檢測現(xiàn)場記錄表表

C.1 聲波層析成像法檢測現(xiàn)場記錄表

檢測：

復(fù)核：DB21/T

3179—2019附錄

D（資料性附錄）觀測排列完備性評價D.1 為得到可靠的檢測結(jié)果，必須滿足如下完備性評價技術(shù)要求：（1

50cm；（2）觀測排列的射線總數(shù)應(yīng)大于網(wǎng)格節(jié)點總數(shù)，網(wǎng)格圖

如所示；（3）觀測排列中網(wǎng)格的射線密度應(yīng)大于

，射線密度圖

如所示；（4）觀測排列中各網(wǎng)格的射線正交性應(yīng)大于

0.98，射線正交性圖如圖

所示。D.2 可通過縮小測點間距或增加觀測排列改善觀測排列的完備性。D.3 如觀測排列不滿足完備性評價的要求，其檢測結(jié)果可靠性差。圖

D