ICS93.040

CCSP28

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/JSTERAXX—2024

裝配式混凝土橋梁施工灌漿質(zhì)量檢測

沖擊彈性波法

Constructionofprefabricatedconcretebridges—Groutingqualityinspection

—Shockelasticwavemethod

（報批稿）

2024-03-20發(fā)布2024-04-01實(shí)施

江蘇省交通經(jīng)濟(jì)研究會發(fā)布

T/JSTERAXX－2024

裝配式混凝土橋梁施工灌漿質(zhì)量檢測沖擊彈性波法

1范圍

本文件規(guī)定了裝配式混凝土橋梁下部結(jié)構(gòu)沖擊彈性波法灌漿密實(shí)性檢測的基本規(guī)定、儀器、準(zhǔn)備工

作、檢測、數(shù)據(jù)處理和檢測報告等內(nèi)容。

本文件適用于公路預(yù)制裝配式橋梁套筒連接灌漿質(zhì)量檢測。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；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。

T/JSJTQX20-2021電磁感應(yīng)法鋼筋保護(hù)層厚度檢測技術(shù)規(guī)定

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

沖擊彈性波法impactelasticwavemethod

是一種無損檢測技術(shù)，它利用沖擊器產(chǎn)生瞬時沖擊力，并通過傳感器等接收器捕捉由這些沖擊力引

起的彈性波信號，并通過儀器進(jìn)行信號的解析和輸出。

注：沖擊彈性波法的原理在于，當(dāng)彈性波進(jìn)入混凝土內(nèi)部時，如果遇到缺陷，它會部分反射回來。通過記錄反射波

的到達(dá)時間和振幅，結(jié)合彈性波的傳播速度公式，可以計算出缺陷的位置、形狀和大小信息。這種方法不僅適

用于檢測混凝土表面的裂縫、空洞、風(fēng)化和松散等缺陷，而且能夠在不損害混凝土結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行快速、準(zhǔn)

確的檢測，提高了結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。

3.2

灌漿密實(shí)性groutingcompactness

鋼筋采用套筒灌漿方式連接時，灌漿結(jié)束并穩(wěn)定后，套筒內(nèi)灌漿的充盈狀態(tài)。

[來源：T／CECS683-2020，2.0.1，有修改]

3.3

基準(zhǔn)調(diào)試

為保證檢測結(jié)果與實(shí)際狀態(tài)一致性，沖擊回波儀在檢測之前，應(yīng)對標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行檢測，并將儀器檢測

結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)件情況進(jìn)行對比，調(diào)節(jié)儀器相關(guān)參數(shù)，使其一致。

4基本規(guī)定

4.1沖擊彈性波法檢測套筒灌漿密實(shí)性時，灌漿料應(yīng)達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度，且應(yīng)在灌漿至少3d后進(jìn)行檢測。

4.2在檢測前，應(yīng)對儀器設(shè)備進(jìn)行基準(zhǔn)調(diào)試。

5儀器設(shè)備

5.1沖擊彈性波法檢測灌漿質(zhì)量的儀器為沖擊回波儀，沖擊回波儀符合下列規(guī)定：

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a)應(yīng)配置鋼球型沖擊器，沖擊器根據(jù)不同測試條件配備兩種直徑，分別為D17、D30；

b)傳感器采用加速度傳感器，耦合方式為高阻尼傳感器支座；

c)數(shù)據(jù)采集儀宜具備信號放大功能，且增益可調(diào)；宜配有不少于2通道的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換精

度應(yīng)不低于16位，采樣頻率應(yīng)不低于100kHz且采樣點(diǎn)數(shù)可調(diào)；

d)儀器應(yīng)能實(shí)時顯示沖擊時傳感器的輸出時域信號，并應(yīng)具有頻率幅值譜分析功能。

5.2儀器應(yīng)具有對信號觸發(fā)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)分析等功能，其中數(shù)據(jù)分析功能包括快速傅

里葉變換（FFT）和最大熵法（MEM）頻譜分析，并可以繪制曲線圖。

5.3沖擊回波儀工作環(huán)境溫度宜為0℃～40℃，不應(yīng)在機(jī)械振動和高振幅電噪聲干擾環(huán)境下使用。

5.4儀器校準(zhǔn)周期為一年。新購儀器、儀超過校準(zhǔn)有效期限或校準(zhǔn)有效期內(nèi)有過系統(tǒng)維修時，應(yīng)由法

定計量檢定機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。

6準(zhǔn)備工作

6.1基準(zhǔn)調(diào)試

6.1.1標(biāo)準(zhǔn)件制作

6.1.1.1基準(zhǔn)調(diào)試應(yīng)包括波速調(diào)試和缺陷區(qū)域驗(yàn)證兩部分。波速調(diào)試和缺陷區(qū)域驗(yàn)證應(yīng)事先分別制作

標(biāo)準(zhǔn)件。

6.1.1.2用于儀器讀數(shù)矯正的標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)滿足下列要求：

a)校準(zhǔn)試件混凝土抗壓強(qiáng)度應(yīng)與待測構(gòu)件強(qiáng)度等級相一致；

b)校準(zhǔn)試件厚度應(yīng)不小于150mm，長寬尺寸均應(yīng)不小于厚度的6倍；

c)校準(zhǔn)試件不應(yīng)有內(nèi)部缺陷。

6.1.1.3用于缺陷區(qū)域驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)件滿足下列要求：

a)人為設(shè)置套筒灌漿缺陷進(jìn)行缺陷檢測，檢測套筒應(yīng)不少于3組，每組3根；

b)每組3根分別設(shè)計頂部灌漿缺陷，中部灌漿缺陷，頂部和中部灌漿缺陷3種缺陷類型，每處缺

陷長100mm，每種缺陷設(shè)計相同的3根套筒用來對比試驗(yàn)；

c)人為設(shè)置缺陷時，宜采用羊皮、泡沫等吸波性良好的材料作為填充物進(jìn)行，分別在螺紋鋼筋的

頂部和中部纏繞羊皮、泡沫等，并且記錄羊皮的位置；

d)把纏繞羊皮的鋼筋進(jìn)行套筒灌漿，待灌漿料凝固后進(jìn)行檢測。

6.1.1.4波速調(diào)試應(yīng)按如下步驟進(jìn)行：

a)在構(gòu)件測區(qū)內(nèi)布置測點(diǎn)或測線，每測點(diǎn)應(yīng)取2個有效波形，一個孔道所有測點(diǎn)數(shù)據(jù)采集完成后，

即可對孔道位置測試數(shù)據(jù)與正?；炷翜y試進(jìn)行時域頻譜解析，當(dāng)被測孔道測點(diǎn)彈性波波速相較于正常

混凝土測點(diǎn)彈性波波速有延遲時，可判斷該測點(diǎn)處存在灌漿缺陷。

b)標(biāo)準(zhǔn)件檢測反射時間應(yīng)按下式（1）計算。

2H

T

v

p…………（1）

式中：

T——沖擊彈性波反射時間，單位為毫秒（ms）；

Vp——混凝土波速，單位為米/秒（m/s）；

H——混凝土結(jié)構(gòu)厚度，單位為米（m）。

c)標(biāo)準(zhǔn)件厚度還應(yīng)滿足式（2）的規(guī)定

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Bh

h100%5%………………（2）

Bh

式中：

Bh——標(biāo)準(zhǔn)厚度，單位為米（m）；

h——直接量測的校準(zhǔn)試件的實(shí)際厚度，單位為米（m）。

d)調(diào)試時，每次選取的測點(diǎn)位置應(yīng)一致；

e)如讀數(shù)不滿足上述條件，應(yīng)進(jìn)行讀數(shù)矯正。

6.1.1.5缺陷區(qū)域驗(yàn)證方法如下：

a)應(yīng)在灌漿料凝固后達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后進(jìn)行檢測；

b)在標(biāo)準(zhǔn)件的外壁每隔20mm豎向布置一處測點(diǎn)，每個套筒布置兩列測點(diǎn)；

c)對測點(diǎn)進(jìn)行檢測，每列測點(diǎn)檢測3次；

d)判斷灌漿不密實(shí)區(qū)域；

e)檢測結(jié)果顯示不密實(shí)區(qū)域與實(shí)際不密實(shí)區(qū)域進(jìn)行偏差檢查，位置偏差應(yīng)不大于10mm。

6.2技術(shù)準(zhǔn)備

6.2.1檢測前應(yīng)調(diào)查、收集所檢測構(gòu)件的基本情況，包括套筒的型號、數(shù)量、布設(shè)位置、結(jié)構(gòu)尺寸、

保護(hù)層厚度等。

6.2.2調(diào)查構(gòu)件所處的環(huán)境條件。

6.2.3應(yīng)在同一工程套筒灌漿質(zhì)量檢測前，統(tǒng)一編制檢測方案。包括工程概況、檢測依據(jù)、檢測人員

和儀器、測區(qū)劃分、測線布置、檢測方法、檢測步驟、檢測數(shù)量、檢測位置等。

6.2.4檢測部位混凝土表面應(yīng)清潔、平整，且不應(yīng)有蜂窩、孔洞等外觀質(zhì)量缺陷。

7現(xiàn)場檢測

7.1方法選擇

7.1.1可采用掃描式檢測和單點(diǎn)式檢測方法。

7.1.2掃描式檢測適用于平整的大面混凝土表面，單點(diǎn)式檢測適用于曲面、小接觸面混凝土表面。

7.2測點(diǎn)布置

7.2.1根據(jù)圖紙上套筒的數(shù)量和型號來布置測點(diǎn)。

7.2.2測點(diǎn)應(yīng)避開灌漿口和出漿口，以免因結(jié)構(gòu)和套筒主體不同而產(chǎn)生差異性的檢測結(jié)果。

7.2.3測點(diǎn)間距宜為20mm。

7.2.4沿套筒走向布設(shè)測線，測線數(shù)量或測點(diǎn)數(shù)量、測線或測點(diǎn)間距可根據(jù)套筒的尺寸確定，并應(yīng)標(biāo)

明測線或者測點(diǎn)的編號和位置。

7.2.5測線距構(gòu)件外邊緣或側(cè)表面的最小距離，應(yīng)大于沿沖擊方向構(gòu)件厚度的0.3倍；測區(qū)范圍應(yīng)大

于預(yù)估缺陷的區(qū)域。

7.3檢測步驟

7.3.1應(yīng)根據(jù)圖紙?zhí)崆按_定灌漿套筒在混凝土構(gòu)件中的位置，如無圖紙，應(yīng)采用鋼筋掃描儀進(jìn)行套筒

的定位檢測。掃描方法按T/JSJTQX20-2021執(zhí)行。

7.3.2在檢測開始前提前將待檢測套筒的參數(shù)輸入檢測儀器內(nèi)。

7.3.3連接儀器，安設(shè)傳感器，并保證傳感器與被測面良好粘結(jié)。

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7.3.4在被測面上無套筒的位置先進(jìn)行基準(zhǔn)波速的測量，并將基準(zhǔn)波速輸入至儀器，進(jìn)行基準(zhǔn)波速測

量時，應(yīng)選擇較大的沖擊錘作為沖擊源。

7.3.5按測線方向施測，見圖1。先將傳感器安設(shè)在1號測點(diǎn)，將激振點(diǎn)設(shè)置在2號測點(diǎn)或測線上其

他位置，并應(yīng)保證傳感器與激振點(diǎn)之間的距離應(yīng)不大于構(gòu)件厚度的0.4倍，且宜在40mm～60mm之間。

圖1測點(diǎn)布設(shè)圖

7.3.6使用激振錘對激振點(diǎn)進(jìn)行激振，激振應(yīng)符合以下要求：

a)應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的厚度選擇激振錘，當(dāng)構(gòu)件厚度在50mm～200mm之間時，應(yīng)選擇D10激振錘；當(dāng)構(gòu)

件厚度在200mm～400mm之間時，應(yīng)選擇D17激振錘；當(dāng)構(gòu)件厚度在400mm以上時，應(yīng)選擇D30激振錘；

b)激振時，每個測點(diǎn)激振2次，每個套筒應(yīng)檢測3次以保證檢測精度；

c)對灌漿套筒處混凝土外壁進(jìn)行激振時，應(yīng)避開灌漿口和出漿口處；

d)對構(gòu)件表面激振時，宜1次性激振到位，讓沖擊器自動回彈。

7.3.7激振后，沖擊彈性波回波被傳感器采集，并通過數(shù)據(jù)線傳輸給儀器主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)初步處理。完

成測點(diǎn)1的數(shù)據(jù)采集。

7.3.8將傳感器移至2號測點(diǎn)，將激振點(diǎn)設(shè)置在激振點(diǎn)設(shè)置在3號測定或測線上其他位置，重復(fù)上述

步驟，完成測點(diǎn)2的數(shù)據(jù)采集，以此類推，直至完成整個套筒測點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。

7.3.9檢測記錄可按附錄A的格式編制。

7.3.10檢測過程中，應(yīng)注意以下環(huán)節(jié)：

a)儀器的采樣頻率應(yīng)大于10倍最高系統(tǒng)響應(yīng)頻率，并應(yīng)滿足檢測精度要求；

b)應(yīng)通過設(shè)定采用頻率和采樣點(diǎn)數(shù)來提高信號的檢測精度，檢測精度以分辨率表示。分辨率為采

樣頻率與采樣點(diǎn)數(shù)之比；

c)采用單點(diǎn)式檢測時，應(yīng)保證傳感器與構(gòu)件表面耦合良好。當(dāng)檢測面有表面裂紋時，傳感器和激

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振點(diǎn)應(yīng)位于表面裂紋同側(cè)。

d)在測量時要保證外界聲音在40分貝以下，不應(yīng)因外部聲音過大而干擾測量結(jié)果；

e)當(dāng)檢測結(jié)果存在異常時，應(yīng)復(fù)測或加密檢測。

8數(shù)據(jù)分析和檢測報告

8.1數(shù)據(jù)分析

8.1.1采集的數(shù)據(jù)通過儀器自帶軟件進(jìn)行自動初步分析，分析方法為時域分析法，其原理和方法見附

錄B。

8.1.2初步分析后的數(shù)據(jù)如出現(xiàn)異常，異常數(shù)據(jù)分析方法可參照附錄B進(jìn)行分析處理。

8.1.3初步分析的數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)人工確認(rèn)后再進(jìn)行缺陷范圍的確定。

8.1.4對檢測結(jié)果分析時，應(yīng)考慮檢測結(jié)果受多重因素的影響，其影響因素見附錄C。

8.1.5數(shù)據(jù)分析時，還應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

a)當(dāng)測點(diǎn)距離邊界小于5cm時，該點(diǎn)能量頻譜受試驗(yàn)試件邊界影響最大；

b)當(dāng)所檢測件長度與試件內(nèi)套筒長度相等時，存在明顯的邊界效應(yīng)，分析時，應(yīng)剔除上、下邊緣

處的影響；

c)對于所測套筒在構(gòu)件內(nèi)居中布設(shè)時，構(gòu)件是否有鋼筋干擾都不會對沖擊彈性波定性檢測有影

響，而對于定量檢測結(jié)果會導(dǎo)致存在誤差；

注：誤差存在的原因可能是由于測點(diǎn)間距、測點(diǎn)接觸面粗糙度和套筒壁厚與孔徑比等不同而引起。部分套筒居中布

置的構(gòu)件的檢測圖譜中的密實(shí)區(qū)與不密實(shí)區(qū)間存在較為明顯的過渡段，考慮到實(shí)際注漿條件（豎直灌漿、上部

處于自由狀態(tài)等），過渡段有漿料但漿料不夠密實(shí)的可能性是存在的。

d)對于雙排梅花型布置和雙排對稱布置的套筒試件，檢測結(jié)果準(zhǔn)確性低。

8.2檢測報告

8.2.1檢測完成后應(yīng)及時出具檢測報告。

8.2.2檢測報告宜包括下列內(nèi)容：

a)委托單位名稱；

b)工程概況，包括工程名稱、結(jié)構(gòu)類型、施工日期等；

c)檢測方法及檢測依據(jù)；

d)采樣方法、檢測數(shù)量和檢測位置；

e)檢測日期、報告完成日期；

f)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用的參數(shù)；

g)檢測結(jié)論。

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附錄A

（資料性）

套筒灌漿密實(shí)性檢測用表

表C-1套筒灌漿密實(shí)性檢測記錄表

工程名稱：

工程部位

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)施工日期

檢測日期設(shè)計強(qiáng)度等級

檢測環(huán)境/構(gòu)件表

構(gòu)件名稱

面狀態(tài)

型號：編號：

儀器設(shè)備

參數(shù)采樣頻率=Hz；采樣點(diǎn)數(shù)=點(diǎn)；濾波方式：

構(gòu)件混凝土波速

（m/s）

測區(qū)/測點(diǎn)/測線編計算/沖擊回波測直接測得的實(shí)際厚結(jié)果圖（振幅譜圖缺陷分析、描述（分

號得的厚度值T(m)度值H（m）等）編號布位置等情況）

檢測部位（測區(qū)、

測點(diǎn)/測線）分布示

意圖

檢測：復(fù)核：日期：

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附錄B

（資料性）

沖擊彈性波檢測數(shù)據(jù)時域分析方法

B.1時域分析法

B.1.1應(yīng)力波在混凝土中傳播時，當(dāng)在混凝土內(nèi)部遇見空隙時，應(yīng)力波的傳播路徑會發(fā)生改變，進(jìn)而

接收到應(yīng)力波的聲時和振幅都會有所改變，通過分析應(yīng)力波的首波時間、回波時間、振幅的變化等信息，

再和正常傳播處對比后，可以因此確定缺陷的位置，該分析方法稱為時域分析法。

B.1.2應(yīng)用沖擊回波法檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷首先需要利用激振錘激振待測結(jié)構(gòu)表面，激振產(chǎn)生的縱波會

在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部傳播，見圖B.1。

a)灌漿密實(shí)b)灌漿有缺陷c)未灌漿

圖B.1沖擊彈性波在不同結(jié)構(gòu)物內(nèi)傳播圖

B.1.3時域分析法對接收的聲信號采用時域分析法進(jìn)行分析，縱波在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播過程中，如果遇到

尺寸較大的缺陷或邊界，就會因兩種材料的波阻抗不同而發(fā)生反射和透射現(xiàn)象，且波阻抗相差越大，反

射越明顯。這樣反射波就會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部多次反射，最終就具備了形成瞬時類諧振的條件，且在結(jié)構(gòu)沖擊

表面上的質(zhì)點(diǎn)就會產(chǎn)生振動，這種振動就以位移、速度或者加速度的信號形式被相適應(yīng)的傳感器采集到，

并經(jīng)過信號放大器對信號進(jìn)行放大，就可以得到周期位移時域信號，并可以根據(jù)缺陷會使厚度頻率向低

頻漂移這一性質(zhì)來定性和定量的判讀缺陷，見圖B.2。圖中未填充邊框代表實(shí)測反射區(qū)域，斜線填充代

表灌漿密實(shí)反射區(qū)域，當(dāng)兩者對應(yīng)縱坐標(biāo)基本相同時，則判斷套筒灌漿密實(shí)，輕微壓漿缺陷將會產(chǎn)生提

前反射信號，嚴(yán)重壓漿缺陷將會產(chǎn)生延后的繞射信號。

B.1.4橫坐標(biāo)代表檢測長度，檢測方向從左往右，縱坐標(biāo)中厚度代表試件厚度方向，時間代表接收到

信號的時間。

a)灌漿密實(shí)

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b)灌漿輕微缺陷

c)灌漿嚴(yán)重缺陷

圖B.2時間差法分析

B.1.5時域分析法因混凝土表面粗糙不平，內(nèi)部粗骨料和細(xì)骨料不能均勻分布，受混凝土試件厚度影

響較大，因此得到的周期位移時域信號誤差大于振動法，另外因?yàn)閼?yīng)力波經(jīng)過混凝土和鋼筋路徑變化較

小，周期位移時域信號變化不明顯，因此無法檢測出套筒內(nèi)鋼筋缺失。

B.2分析方法

B.2.1檢測曲線信號區(qū)域，無頻率延遲，測得的構(gòu)件厚度卓越周期峰值f（圖A.3中紅色反射區(qū)域）

與無套筒部分的構(gòu)件厚度卓越周期峰值f基本相同，或向低頻輕微漂移并出現(xiàn)另一個低頻峰值fs，可

判斷孔道內(nèi)壓漿密實(shí)；卓越周期沒有明顯變化時，表明套筒灌漿密實(shí)。。

B.2.2檢測曲線信號區(qū)域有厚度卓越周期降低，測得的構(gòu)件厚度卓越周期峰值明顯小于無套筒部分的

構(gòu)件厚度頻率值，或向低頻明顯漂移并出現(xiàn)另一個卓越周期峰值，可判斷套筒內(nèi)壓漿不密實(shí)。即：云圖

2中藍(lán)色線條位置為正常反射時刻，圖B.3中實(shí)際反射位置接近正常反射位置，表明壓漿質(zhì)量較好，偏

離正常反射位置則表示壓漿存在缺陷；卓越周期有明顯變化，表明套筒灌漿有缺陷。

缺陷區(qū)域

密

實(shí)

區(qū)

域

圖B.3數(shù)據(jù)處理云圖

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附錄C

（資料性）

沖擊彈性波法檢測套筒灌漿密實(shí)性檢測結(jié)果的影響因素

C.1試件厚度

C.1.1采用沖擊回波法來檢測混凝土試件內(nèi)灌漿套筒的灌漿情況和檢測的厚度有關(guān)，當(dāng)信號產(chǎn)生處和

信號接收處在0.8m以下時，通常信號接收處放在信號產(chǎn)生處同面，簡稱沖擊回波法，彈性波信號經(jīng)過

混凝土試件反射后傳達(dá)接收器內(nèi)部。

C.1.2當(dāng)信號產(chǎn)生處和信號接收處厚度在0.8m以上時，通常信號接收處放在信號產(chǎn)生處對側(cè)，簡稱對

測法，通