ICS19.100CCSP25HNCAATechnicalspecificationfortestingbyimpactelasticwavemethodT/HNCAA051—2023 2規(guī)范性引用文件 3術語、定義 4一般規(guī)定 5沖擊彈性波儀 6現(xiàn)場檢測 7結(jié)果判定 8檢測報告 T/HNCAA051—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由河南省認證認可協(xié)會提出并歸口。由河南高速公路試驗檢測有限公司負責具體內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送河南高速公路試驗檢測有限公司(地址：滎陽市豫龍鎮(zhèn)鄭上路趙家莊段北側(cè)，郵政編碼：450121)。本文件起草單位：河南高速公路試驗檢測有限公司、中交第二公路工程局有限公司、河南省黃河高速公路有限公司、四川升拓檢測技術股份有限公司。本文件主要起草人：劉洪濤、黃輝、任延凱、張宇、范永亮、董富枝、黃亞飛、宋寬彬、杜瀟、吳煜璞、范勇、韓慧、孫衛(wèi)國、陳宇寧、王興義、陳小紅、郭丹、張其玉、代公正、范龍飛、阮元勛、陳飛、王黎曉、劉艷梅、劉鎮(zhèn)、鄭凡盛、邵俊娜、趙潤隆、馬聰、王宏坤、李小龍、姜璽風、馬婷婷、應江濤、傅立軍、潘華、袁書煒、閆鵬帆、張哲、蘇洋、張凱、任武、劉軒銘、牛武軍、董戈。本文件主要審查人員：李美利、陳天宇、張光海、鄭建國、朱鴻飛。本文件為首次發(fā)布。T/HNCAA051—20231本文件對鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)脫空檢測的檢測設備、現(xiàn)場檢測、檢測數(shù)據(jù)整理及分析、結(jié)果判定和檢測報告的編制進行了規(guī)定。本文件適用于鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)脫空檢測。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/CECS925－2021沖擊彈性波法檢測混凝土缺陷技術規(guī)程GB50628-2010鋼管混凝土工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范3術語、定義3.1鋼殼混凝土構(gòu)件在鋼殼中填充混凝土而形成的共同承受外荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按截面形式不同，可分為圓鋼殼混凝土，方、矩形鋼殼混凝土和多邊形鋼殼混凝土等。3.2鋼殼混凝土脫空鋼殼與混凝土在界面處分離的現(xiàn)象。3.3沖擊彈性波通過人工敲擊、電磁激振等物理方法產(chǎn)生的彈性波。3.4加速度傳感器將測試對象的物理量加速度轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。3.5激振錘發(fā)生沖擊彈性波的激勵裝置，是產(chǎn)生測試信號的工具。3.6振動法在測試結(jié)構(gòu)物表面錘擊產(chǎn)生振動，用傳感器直接拾取結(jié)構(gòu)表面的振動信號的一種檢測方法。3.7沖擊彈性波儀具有沖擊彈性波信號采集與數(shù)據(jù)分析功能的儀器。信號采集裝置應包括信號激振、信號拾取、信號放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等裝置；數(shù)據(jù)分析功能應包括數(shù)字信號顯示、存儲、分析、成像等功能。4一般規(guī)定4.1檢測原理鋼殼混凝土脫空檢測宜采用沖擊彈性波法中的振動法進行檢測。該方法是基于沖擊彈性波作為檢測媒介，當錘擊混凝土結(jié)構(gòu)表面時，在表面會誘發(fā)振動，該振動還會壓縮/拉伸空氣形成聲波，使用傳感器直接拾取結(jié)構(gòu)表面的振動信號，通過對振動信號分析，判斷構(gòu)件表面脫空情況的方法。振動法的基本原理：通常，在產(chǎn)生脫空的部位，振動特性會發(fā)生以下變化（如下圖1）彎曲剛度顯著降低，卓越周期增長；2）彈性波能量的逸散變緩，振動的持續(xù)時間變長。這兩個特性對激振力的大小沒有要求。另一方面，剝離會引起結(jié)構(gòu)抵抗特性的變化，也就是說，剝離使得參與振動的質(zhì)量減少，在同樣的激振力下，產(chǎn)生的加速度會增加。因此，用沖擊錘激振并用激振力歸一化后，加速度幅值也是一個重要的指標。T/HNCAA051—20232圖4-1剝離/脫空時振動參數(shù)的變化特點4.2檢測頻率鋼殼混凝土脫空檢測，應結(jié)合結(jié)構(gòu)實際情況和委托方要求，按照合同要求檢測頻率對實體結(jié)構(gòu)進行檢測。4.3檢測流程接受檢測任務（通過任務單，確定檢測內(nèi)容）→收集相關資料（需要收集工程概況、鋼殼混凝土結(jié)構(gòu)設計資料）→確定檢測方案（根據(jù)需要測試的區(qū)域，進行檢測方案的確定以及相關測點、測區(qū)的布設）→現(xiàn)場檢測（主要包含現(xiàn)場測點布置及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，需要在結(jié)合完好的地方進行標定，并做好相關記錄，記錄測區(qū)的結(jié)構(gòu)區(qū)域、詳細位置）→數(shù)據(jù)分析判斷（根據(jù)標定結(jié)果，輸入計算得出的參數(shù)，得到相應云圖）→編制檢測報告（根據(jù)測試結(jié)果，編制檢測報告）。數(shù)據(jù)分析判斷數(shù)據(jù)分析判斷現(xiàn)場檢測現(xiàn)場檢測收集相關確定收集相關編制檢測報告檢測方案編制檢測報告檢測方案測方資料5沖擊彈性波儀沖擊彈性波儀應符合下列要求：5.1聲時（電信號）聲信號測量相對誤差不超過±0.5%（電信號）。5.2聲時（聲信號）聲信號測量相對誤差不超過±1.0%（聲信號）。T/HNCAA051—202335.3沖擊彈性波儀信號激振裝置應能激發(fā)出不同頻率的彈性波。激振裝置宜采用直徑10~30mm的鋼球。5.4信號拾取裝置宜采用加速度傳感器，且應符合下列規(guī)定：1）傳感器應根據(jù)檢測對象、檢測目的、檢測方法等進行選擇，且頻響范圍滿足檢測要2）用于反射信號頻譜分析時，加速度傳感器宜具有控制按壓力度的裝置；3）同一批次測試的傳感器宜具有相同耦合力度的裝置；4）可以采用符合頻譜特性要求的非接觸式采集方式。5.5信號放大宜采用電荷放大器，且增益倍率宜為固定倍數(shù)，放大器頻帶應大于傳感器的有效頻響范圍。5.6模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置分辨率不應小于12Bit，并應適用于單通道和雙通道數(shù)據(jù)采集模式。單通道工作模式下，最大采樣率不應小于500kHz；雙通道工作模式下，每個通道最大采樣率不應小于250kHz。5.7沖擊彈性波儀應具備波速、幅值、時域、頻率、相位等分析的功能。5.8沖擊彈性波儀應能在環(huán)境溫度0℃~40℃、相對濕度小于70%的環(huán)境條件下正常工作。檢測環(huán)境應無機械振動和強振幅電噪聲。5.9沖擊彈性波儀應在檢校有效期內(nèi)使用。當存在下列情況之一時，應檢定或校準沖擊彈性波儀：1）新儀器啟用前；2）在更換AD卡、信號采集傳感器、信號放大器等可能影響測試性能的信號轉(zhuǎn)換配件3）超過檢定/校準有效期；4）其他需要檢定/校準的情況6現(xiàn)場檢測6.1鋼殼混凝土脫空檢測宜采用帶磁性座的加速度傳感器，每個測點測試一個波形。6.2鋼殼混凝土脫空檢測應在同條件混凝土試塊強度達到設計強度的70%以上進行。6.3激振錘型號選用參照表6-3。表6-3鋼殼混凝土脫空檢測激振錘的選擇序號鋼殼壁厚范圍（mm）激振錘選擇15～15D10、D17215～20D22、D303>20D30圖6-3（直徑從小到大）D10、D17、D22、D30激振錘示意圖T/HNCAA051—202346.4現(xiàn)場檢測時，采集數(shù)據(jù)時應符合下列規(guī)定：1）設備設置采樣時間間隔為2μs，采樣點數(shù)為4096；2）若某點波形檢測出現(xiàn)異常，應查明原因后復測。6.5檢測步驟6.5.1平均重心周期Ei、平均卓越周期-、平均持續(xù)時間-的標準值標定現(xiàn)場檢測時首先對平均重心周期Ei、平均卓越周期-、平均持續(xù)時間-進行標定，用作結(jié)構(gòu)脫空分析數(shù)據(jù)。標定方法為：根據(jù)現(xiàn)場施工情況，在結(jié)構(gòu)健全的表面選取20cm×20cm矩形區(qū)域，用激振錘進行敲擊激振。激振次數(shù)不應小于6次。每次激振后，保存測試波形。根據(jù)多次激振產(chǎn)生的測試波形，通過沖擊彈性波儀解析出平均重心周期Ei、平均卓越周期-、平均持續(xù)時間-的標準值，用于分析檢測區(qū)域的脫空情況。6.5.2測區(qū)布置鋼殼混凝土脫空檢測應采用測區(qū)判定解釋，測區(qū)范圍不應小于預估缺陷的區(qū)域，測點宜呈網(wǎng)格狀布置，間距不宜大于20cm。應在測區(qū)內(nèi)標注出測區(qū)編號、測點編號等信息，并記錄布置的測區(qū)在結(jié)構(gòu)的相對位置。測區(qū)選擇時應注意以下事項：1）應保證測區(qū)表面干燥平整。2）附近無影響測試的施工作業(yè)、磁場、高壓電等。圖7-2傳感器布置示意圖6.5.3測區(qū)檢測按照圖7-2所示沿著列/行的方向，從下到上/從左到右的順序逐點安裝傳感器，進行敲擊檢測；每個測點敲擊一次，敲擊完成待設備生成完整波形后，查看敲擊產(chǎn)生的波形并保存，設備軟件將自動生成該測點的卓越周期T1i、持續(xù)時間T2i、重心周期Ei。檢測時應注意以下事項：1）檢測過程中，應注意傳感器須緊貼測試表面。2）檢測環(huán)境應無機械振動和強振幅電噪聲。3）敲擊點距離傳感器中心宜為3—5cm。6.6檢測數(shù)據(jù)整理及分析6.6.1.對6.5.1測試所得檢測數(shù)據(jù)進行分析計算平均重心周期Ei、平均卓越周期-和平均6.6.2測點的脫空指數(shù)Si、期望值及標準偏差σs應分別按下列公式確定：T1iT2iSi=--T1T2T/HNCAA051—20235式中：n—表示測區(qū)內(nèi)的測點數(shù)；-—表示測區(qū)平均卓越周期（ms）；-—表示測區(qū)平均持續(xù)時間（ms）；T1i—表示第i測點的卓越周期（ms）；T2i—表示第i測點的持續(xù)時間，取值宜為信號衰減到振幅最大值的0.05對應的時間（ms）。6.6.3計算各測點Si與期望值的差值Li7結(jié)果判定根據(jù)各測點Li進行脫空判斷：Li大于2.33時為明顯脫空；2.33～1.65為疑似脫空；小于1.65為無脫空。8檢測報告檢測報告應包括下列內(nèi)容：1）工程概況，包括工程名稱、結(jié)構(gòu)型式、規(guī)模及