[发明专利]基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法

说明书

技术领域

本发明属于注浆质量检测技术领域，具体涉及一种基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法。

背景技术

桥梁预应力管道的注浆质量对桥梁的耐久性具有重要影响，据统计，由于注浆不密实导致管道内钢绞线锈蚀，预应力提前丧失，可造成桥梁实际寿命缩短至设计寿命的十分之一。因此，预应力管道的注浆质量检测是保证桥梁施工质量的重要措施，具有重要的理论价值与实际应用价值。

在预应力管道的注浆质量检测中，常用的检测方法为弹性波检测法，原理为：在预应力管道的一端布置震源，通过震源激发弹性波；在预应力管道的另一端布置检波器，通过检波器采集该弹性信号，以数字形式收集记录；然后，将检波器记录的弹性波信号处理成反映管道注浆质量的弹性波波场图，该弹性波波场图能够反映弹性波的频率、振幅等信息；最后，对剖面图进行解释，得到管道的注浆质量。

在上述的数据采集过程中，首先到达检波器的弹性波称为初至波，一般在初至波之后的数据记录才包含了有效的结构信息，而在初至波之前的数据为环境噪声。因此，需要准确的确定初至波的位置，从而分离出环境噪声。此外，为对管道的注浆质量进行精密分析，也需要尽可能提高弹性波波场图的分辨率。而准确的确定初至波的位置和弹性波波场图的分辨率之间是相互矛盾的，现有技术所采用的各类注浆质量检测中，或者为弹性波波场图的分辨率高、但难以准确确定初至波的位置；或者，可以准确确定初至波的位置，但弹性波波场图的分辨率有限。因此，现有的各类方案，均具有一定的局限性，难以满足预应力管道的注浆质量检测需求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种基于组合震源法检测桥梁预应力管道注浆质量的方法，包括以下步骤：

S1，对于被检测的预应力管道，在所述预应力管道的A端分别设置震源标记点和检波器标记点A，在所述预应力管道的B端设置检波器标记点B，在所述检波器标记点A安装检波器A，在所述检波器标记点B安装检波器B；

S2，在所述震源标记点，首先采用锤击方式激发振动波，在激发时刻触发所述检波器A和所述检波器B同步计时，所述振动波在所述预应力管道传输并分别被所述检波器A和所述检波器B记录，所述检波器A记录得到第1-A有效波形图，所述检波器B记录得到第1-B有效波形图；其中，所述有效波形图以时间为横坐标，以振动波振幅为纵坐标；

S3，然后，在所述震源标记点，采用可控震源第1次激发Chirp信号，在激发时刻触发所述检波器A和所述检波器B同步计时，所述Chirp信号在所述预应力管道传输并分别被所述检波器A和所述检波器B记录，所述检波器A记录得到第2-1A有效波形图，所述检波器B记录得到第2-1B有效波形图；

S4，重复S3，依次采用可控震源第2次激发Chirp信号、第3次激发Chirp信号…第n次激发Chirp信号，由此分别得到第2-2A有效波形图、第2-2B有效波形图、第2-3A有效波形图、第2-3B有效波形图…第2-nA有效波形图、第2-nB有效波形图；其中，n为自然数；

S5，分析所述第1-A有效波形图，得到第1-A有效波形图的初至波旅行时t_1-A；分析所述第1-B有效波形图，得到第1-B有效波形图的初至波旅行时t_1-B，由于所述检波器A到所述检波器B的距离等于预应力管道的长度，为已知值l，则：依照公式计算得到平均波速

S6，分析所述第2-1A有效波形图，在所述第2-1A有效波形图上，查找到t_1-A对应的位置即为初至波；分析所述第2-1B有效波形图，在所述第2-1B有效波形图上，查找到t_1-B对应的位置即为初至波；进而求出频差Δf₁和能量衰减比a₁；

依此类推，分析定位到第2-2A有效波形图的初至波，以及，分析定位到第2-2B有效波形图的初至波，进而求出频差Δf₂和能量衰减比a₂；…分析定位到第2-nA有效波形图对应的初至波，以及，分析定位到第2-nB有效波形图对应的初至波，进而求出频差Δf_n和能量衰减比a_n；

S7，依下式计算平均频差Δf和平均能量衰减比a；