[发明专利]一种钢管混凝土顶部脱空高度、面积计算方法

权利要求书

1.一种钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定钢管(9)内半径、管壁厚度、超声波在钢管(9)和混凝土(8)中的传播速度、超声波在钢管混凝土顶部和底部之间传播的首波声时；

步骤2、将步骤1确定的钢管(9)内半径、管壁厚度以及超声波在钢管(9)和混凝土(8)中的传播速度、超声波在钢管混凝土顶部和底部之间传播的首波声时，代入钢管混凝土顶部脱空高度的计算模型，得到钢管混凝土顶部脱空高度；

所述脱空高度的计算模型为

；

其中，h为钢管混凝土顶部脱空高度，单位为米；t为首波声时，单位为秒；r为钢管(9)内半径，单位为米；d为钢管(9)壁厚，单位为米；v_s和v_c分别为超声波在钢管(9)和混凝土(8)中的传播速度，单位为m/s。

2.根据权利要求1所述的钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法，其特征在于，所述脱空高度计算模型采用弧度制计算。

3.根据权利要求1所述的钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法，其特征在于，步骤1中超声波在钢管混凝土顶部和底部之间传播的首波声时的测定方法为：在钢管混凝土钢管(9)外壁两对侧，顶部和底部分别安装超声波传感器(10)，采用超声波检测仪测量超声波在钢管混凝土顶部超声波传感器(10)和底部超声波传感器(10)之间传播的最短时间，即首波声时。

4.根据权利要求1所述的钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法，其特征在于，所述脱空高度为2mm～0.5r，r为钢管(9)内半径，单位为m。

5.根据权利要求3所述的钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法，其特征在于，超声波在钢管(9)中的传播速度由以下方法测定的：超声波传感器(10)通过超声波耦合剂与所述钢管(9)良好接触，超声波传感器(10)放置在钢管(9)外壁两对侧，测量n次，取平均值作为超声波在钢管(9)中的传播速度v_s，其中n≥3。

6.一种钢管混凝土顶部脱空面积的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求1-5任意一项所述的钢管混凝土顶部脱空高度的计算方法得到的脱空高度，代入钢管混凝土顶部脱空面积计算模型中，得到脱空面积，所述脱空面积计算模型为

其中，S为脱空面积，单位为平方米，r为钢管(9)内半径，单位为米，h为钢管混凝土顶部脱空高度，单位为米。

7.根据权利要求6所述的钢管混凝土顶部脱空面积的计算方法，其特征在于，所述脱空面积计算模型采用弧度制计算。