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預(yù)制裝配式橋梁是一種將橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件在工廠或預(yù)制場(chǎng)地預(yù)制后，再現(xiàn)場(chǎng)組裝拼接的橋梁。預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)是一套高效、低碳、環(huán)保的橋梁建造技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

裝配式橋梁的下部結(jié)構(gòu)采用灌漿連接，其灌漿節(jié)點(diǎn)屬于混凝土內(nèi)部的隱蔽結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)。在施工過程中，該類節(jié)點(diǎn)的連接有效性對(duì)于整體裝配式結(jié)構(gòu)安全極其重要。灌漿節(jié)點(diǎn)存在多重介面特性，且現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)存在極大的檢測(cè)限制性，常規(guī)的無損檢測(cè)方法無法直接檢測(cè)內(nèi)部連接的有效性。

套筒灌漿連接部位作為預(yù)制構(gòu)件間的關(guān)鍵傳力節(jié)點(diǎn)，其灌漿密實(shí)度直接決定結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能與耐久性，對(duì)橋梁的質(zhì)量起著重要作用。套筒灌漿連接結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 套筒灌漿連接結(jié)構(gòu)示意

灌漿缺陷（如空洞、離析）可能導(dǎo)致應(yīng)力集中、鋼筋銹蝕等問題，威脅橋梁安全，各缺陷的形貌示意如圖2所示。因此，制定科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。

圖2 套筒灌漿缺陷形貌示例

2021年，上海市首次發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)DG/TJ 08-2160—2021《預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（簡(jiǎn)稱DG/TJ 08），該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)與驗(yàn)收四部分內(nèi)容。

2024年，江蘇省發(fā)布了地方標(biāo)準(zhǔn)DB32/T 4986—2024《預(yù)制裝配橋梁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（簡(jiǎn)稱DB32），該標(biāo)準(zhǔn)同樣涵蓋了設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)與驗(yàn)收四部分內(nèi)容。福建、廣東等省份也陸續(xù)推出了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，但內(nèi)容絕大部分參照了DG/TJ 08的內(nèi)容。DB32在DG/TJ 08的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)，兩者在套筒灌漿檢測(cè)的檢測(cè)方法、抽樣規(guī)則等方面存在異同。

為了更好地幫助同行理解與應(yīng)用此兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，提高套筒灌漿的檢測(cè)質(zhì)量，上海同濟(jì)檢測(cè)技術(shù)有限公司的張小瓊高工以DG/TJ 08與DB32為研究對(duì)象，圍繞預(yù)制拼裝橋梁套筒灌漿密實(shí)度的檢測(cè)，從檢測(cè)方法、技術(shù)參數(shù)、抽樣策略、結(jié)果判定四方面進(jìn)行對(duì)比，旨在揭示兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特點(diǎn)，為工程實(shí)踐和標(biāo)準(zhǔn)修訂提供理論支持。

 

1檢測(cè)方法對(duì)比

DG/TJ 08是國(guó)內(nèi)第一項(xiàng)預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其于2021年9月15日發(fā)布，2022年2月1日實(shí)施。DB32于2024年12月27日發(fā)布，2025年1月27日實(shí)施。

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間間隔約3年，套筒灌漿檢測(cè)部分均涵蓋內(nèi)窺鏡法、預(yù)埋鋼絲拉拔法、芯片法、壓力傳感器法及局部破損法（鉆孔內(nèi)窺鏡法）五種檢測(cè)方法，但存在以下差異：

1DG/TJ 08中提出了陣列超聲成像法，該方法通過三維成像手段分析灌漿缺陷，適用于未預(yù)埋傳感器狀態(tài)下的檢測(cè)。DB32則未提出陣列超聲成像法。

2DB32標(biāo)準(zhǔn)中引入了沖擊回波法與取芯法。前者適用于埋深不大于200 mm的套筒檢測(cè)，通過聲波反射情況判斷密實(shí)度；后者則用于實(shí)體抗壓強(qiáng)度檢測(cè)。DG/TJ 08則未提出沖擊回波法與取芯法。

01檢測(cè)方法與時(shí)機(jī)

No.1內(nèi)窺鏡法

使用內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，有以下兩種方式：

① 在完成立柱現(xiàn)場(chǎng)吊裝后灌漿開始前，將內(nèi)窺鏡從套筒的進(jìn)漿口或出漿口伸入套筒內(nèi)部，檢查套筒與鋼筋之間的灌漿空間是否存在異物，異物主要包括構(gòu)件制作過程中的混凝土塊和倒灌的坐漿層，如圖3所示；

圖3 坐漿層倒灌示例

② 套筒灌漿完成且固結(jié)后，在出漿口位置進(jìn)行水平鉆孔，采用內(nèi)窺鏡查看套筒內(nèi)灌漿的飽滿度，該法也稱為局部破損法。

兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均要求灌漿前檢查異物，但DB32強(qiáng)調(diào)異物面積占比大于25%時(shí)必須處理，而DG/TJ 08未對(duì)其進(jìn)行明確量化。

No.2預(yù)埋鋼絲拉拔法

預(yù)埋鋼絲拉拔法是灌漿前在套筒出漿口預(yù)埋鋼絲，待灌漿料固結(jié)3天后對(duì)預(yù)埋鋼絲進(jìn)行拉拔，通過拉拔力值判斷灌漿飽滿度的方法。其檢測(cè)原理示意如圖4所示。

圖4 預(yù)埋鋼絲拉拔法檢測(cè)原理示意

No.3芯片法

芯片法的原理是灌漿前預(yù)先在套筒出漿口埋入芯片，置于套筒外的芯片檢測(cè)儀發(fā)出微波信號(hào)，芯片接收信號(hào)并將部分信號(hào)反射回芯片檢測(cè)儀，芯片檢測(cè)儀對(duì)反射信號(hào)進(jìn)行識(shí)別與分析，并根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度及標(biāo)識(shí)信息確定套筒內(nèi)灌漿的飽滿度。兩種標(biāo)準(zhǔn)中的芯片安裝示意如圖5所示。

圖5 兩種標(biāo)準(zhǔn)中的芯片安裝示意

DB32規(guī)定芯片信號(hào)檢測(cè)需在灌漿后15分鐘內(nèi)完成，DG/TJ 08則要求灌漿后3天進(jìn)行掃描。

No.4壓力傳感器法

套筒的內(nèi)部澆筑過程類似于流體狀態(tài)的灌漿料在套筒內(nèi)的流動(dòng)過程，流體的輸送、物理性質(zhì)的變化均與套筒內(nèi)壓力直接相關(guān)。

由于不同灌漿料中傳感器預(yù)埋深度與漿料內(nèi)壓力值存在正相關(guān)關(guān)系，故實(shí)際監(jiān)測(cè)過程中可選擇在不同的位置（根據(jù)工程中的節(jié)點(diǎn)重要性及現(xiàn)場(chǎng)可布置性設(shè)置）安裝壓力傳感器，然后通過監(jiān)測(cè)傳感器的壓力值來檢測(cè)灌漿套筒內(nèi)部的飽滿度情況。壓力傳感器安裝示意如圖6所示。

圖6 壓力傳感器安裝示意

DG/TJ 08要求灌漿過程中實(shí)時(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線，即需要預(yù)埋壓力傳感器，而DB32允許灌漿后通過外置傳感器封堵進(jìn)漿口進(jìn)行檢測(cè)，無需預(yù)埋壓力傳感器。

02技術(shù)參數(shù)要求

1對(duì)于內(nèi)窺鏡，DB32要求其像素不小于100萬，DG/TJ 08未明確像素要求。

2對(duì)于壓力傳感器，DB32規(guī)定其量程不小于100 kPa，環(huán)境溫度為-5 ℃~60 ℃；DG/TJ 08的量程要求與DB32的相同，但未提及環(huán)境溫度限制。

3預(yù)埋鋼絲：DB32規(guī)定鋼絲直徑為5.0±0.1 mm，其拉拔儀量程不宜小于5 kN，且不宜大于15 kN；DG/TJ 08對(duì)鋼絲直徑的要求與DB32的相同，但拉拔儀量程要求不小于10 kN。

 

2合格判定準(zhǔn)則

當(dāng)采用壓力傳感器法時(shí)，DG/TJ 08以所測(cè)得的漿料壓力平均值的85%為合格線，DB32以壓力平均值的90%為合格線。當(dāng)采用其他檢測(cè)方法時(shí)，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的判定準(zhǔn)則相同。檢測(cè)時(shí)均采用批量檢測(cè)合格比例，具體內(nèi)容參考GB 2828《計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序》系列標(biāo)準(zhǔn)要求。

 

3從標(biāo)準(zhǔn)的異同點(diǎn)看技術(shù)的發(fā)展

1當(dāng)采用內(nèi)窺鏡法時(shí)，兩標(biāo)準(zhǔn)均要求灌漿前檢查異物，DG/TJ 08未明確量化標(biāo)準(zhǔn)，也未明確像素要求；DB32要求內(nèi)窺鏡像素不小于100 萬，同時(shí)強(qiáng)調(diào)異物面積占比大于25%時(shí)必須處理，增強(qiáng)了可操作性。

2當(dāng)采用預(yù)埋鋼絲法時(shí)，實(shí)際工程檢測(cè)中，絕大部分的鋼絲拉拔力在2 kN~4 kN，選用5 kN量程的拉拔儀就可以滿足工程需要，所以DB32標(biāo)準(zhǔn)更實(shí)用。

3當(dāng)采用芯片法時(shí)，DG/TJ 08要求灌漿后3天進(jìn)行掃描。DB32標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定芯片信號(hào)檢測(cè)需在灌漿后15分鐘內(nèi)完成。DG/TJ 08的芯片法采用芯片封裝上浮法，檢測(cè)時(shí)封裝好的芯片膠囊通過芯片導(dǎo)軌上浮到出漿口附近，需待灌漿料完全固化后檢測(cè)儀才可檢測(cè)到芯片信號(hào)，封裝芯片膠囊和芯片導(dǎo)軌實(shí)物如圖7所示。

圖7 封裝芯片膠囊和芯片導(dǎo)軌實(shí)物

該方法存在以下兩方面局限性：一是不能實(shí)時(shí)檢測(cè)飽滿度；二是芯片膠囊可能會(huì)受到導(dǎo)軌內(nèi)部空間的限制而不能正常上浮，影響檢測(cè)數(shù)據(jù)的判斷。

所以在實(shí)際工程應(yīng)用中，筆者對(duì)該方法進(jìn)行了如下改進(jìn)：將芯片固定在出漿口，利用漿料屏蔽芯片信號(hào)來判斷飽滿度。

DB32標(biāo)準(zhǔn)明確了這種改進(jìn)，改進(jìn)后的方法避免了芯片位置不確定帶來的誤判風(fēng)險(xiǎn)，能實(shí)時(shí)檢測(cè)灌漿飽滿度，且無需等待漿料固化，如果漿料不飽滿可以馬上進(jìn)行二次補(bǔ)漿。

4當(dāng)采用壓力傳感器法時(shí)，DG/TJ 08要求灌漿過程中實(shí)時(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線；DB32除采用內(nèi)置傳感器法實(shí)時(shí)記錄壓力-時(shí)間曲線外，也允許灌漿后通過外置傳感器封堵進(jìn)漿口進(jìn)行檢測(cè)。

工程應(yīng)用結(jié)果表明，DB32采用外置傳感器法更適合工程實(shí)際需要，因?yàn)閮?nèi)置傳感器法必須預(yù)先在套筒內(nèi)安裝傳感器，傳感器容易在其后的蓋梁現(xiàn)場(chǎng)安裝中被破壞，而外置傳感器法則避免了此類破壞，且安裝過程簡(jiǎn)單，安裝效率和精度都有很大提高，所以判別合格標(biāo)準(zhǔn)從測(cè)得的漿料壓力平均值的85%（DG/TJ 08標(biāo)準(zhǔn)合格線）提高到90%。

5DG/TJ 08提出了陣列超聲成像法，該方法通過三維成像分析灌漿缺陷，適用于未預(yù)埋傳感器狀態(tài)下的檢測(cè)；DB32沒有提出陣列超聲成像法，主要是考慮此方法的實(shí)用性不高，而且需要通過鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證，另外陣列超聲成像儀以進(jìn)口產(chǎn)品為主，價(jià)格昂貴。

6對(duì)于沖擊回波法，DG/TJ 08中并未提及，而DB32根據(jù)工程需要，引入了此方法。沖擊回波法適用于埋深不大于200 mm的套筒檢測(cè)，其檢測(cè)原理和陣列超聲成像法的類似，但儀器已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，性價(jià)比較高。

7對(duì)于取芯法，DG/TJ 08中并未提及，而DB32參照建筑套筒的標(biāo)準(zhǔn)，提出將取芯法用于實(shí)體抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)，從而判別現(xiàn)場(chǎng)漿料強(qiáng)度，以彌補(bǔ)其他方法無法判斷漿料強(qiáng)度的不足。

 

四 結(jié)論與展望

DG/TJ 08是國(guó)內(nèi)第一項(xiàng)涵蓋設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)驗(yàn)收的預(yù)制拼裝橋梁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在檢測(cè)方法上有很多創(chuàng)新，是國(guó)內(nèi)相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的奠基者，因?yàn)槌霭鏁r(shí)間較早，工程實(shí)踐相對(duì)減少，在實(shí)際工程應(yīng)用中不可避免地存在一些小問題。

DB32的檢測(cè)內(nèi)容是在上海地標(biāo)的相關(guān)內(nèi)容基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，從方法的選擇到檢測(cè)的執(zhí)行，均有一定的優(yōu)化和改進(jìn)，更適應(yīng)實(shí)際工程的檢測(cè)需要，代表了灌漿檢測(cè)領(lǐng)域無損檢測(cè)的主流技術(shù)方向。

展望

智能化檢測(cè)技術(shù)

目前的預(yù)制拼裝橋梁檢測(cè)方法都需要檢測(cè)人員人工讀取，記錄數(shù)據(jù)后再進(jìn)行分析，后續(xù)可以對(duì)檢測(cè)儀器上進(jìn)行改進(jìn)，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至后端平臺(tái)（或云平臺(tái)）進(jìn)行智能分析、判斷并存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)套筒灌漿無損檢測(cè)的智能化。

標(biāo)準(zhǔn)一體化

目前，對(duì)于預(yù)制拼裝橋梁的檢測(cè)，上海、江蘇、福建等省市相繼推出了地方或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)存在異同，一定程度上具有互補(bǔ)性。后續(xù)在全國(guó)工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，地方標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不斷優(yōu)化與完善，且宜統(tǒng)一、協(xié)同、高效發(fā)展。