一种在用基桩损伤检测设备与检测方法与流程

本发明属于道路交通检测技术领域，具体涉及一种在用基桩损伤检测设备与检测方法。

背景技术：

目前我国交通桥梁与公路涵洞涉及的基桩不计其数，这些基桩在投入使用前均经过检测且合格。

但在实际使用中若偶遇重型载重汽车的撞击、船舶碰撞等交通事故时，在撞击力的作用下，除造成桥墩表面损伤外，有可能造成地面或水面以下部位的损伤。

目前普通的检测方法无法使用，必须采用蛙人水下摄像、探摸等方法观察水下结构损伤情况，而地下基桩只有采用开挖的方式才能观察损伤与否，所以要观测基桩隐蔽部位的损伤情况就变得非常困难甚至不可能。

如何判定基桩桩身隐蔽部位是否存在损伤，现有的技术手段如取芯、高应变、地质雷达及超声等无法使用，由于在用基桩的桥台与桥墩之间的间距非常小(通常在两者之间放置一个减震支座)，也无法用人工锤击的方式产生激振信号，所以现有的低应变法检测在用基桩完整性也是不可能的。必须用一种新的检测设备来鉴定基桩的损伤状态。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的在于提供一种在用基桩损伤检测设备，即采用一种新的激振方式对桥墩进行激振，根据应力波反射波形的形状，判断基桩内部结构是否存在损伤；本发明的另一目的是提供一种在用基桩损伤检测方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种在用基桩损伤检测设备，包括设置在桥墩和桥台之间的气动组件和拾振传感器，所述的气动组件和拾振传感器围绕减震支座的不同区域测试；所述的气动组件通过电磁阀、调压阀与氮气瓶连接，所述的拾振传感器与低应变动测仪连接。

进一步的，所述的电磁阀与遥控开关相连，所述的遥控开关通过遥控器控制。遥控器用于控制遥控开关的接通与断开。

进一步的，所述的气动组件包括气动组件外壳，在所述的气动组件外壳上方设置进气口，该进气口通过电磁阀、调压阀与氮气瓶相连；在所述的气动组件外壳内设置配合使用的复位弹簧和激振锤，激振锤通过复位弹簧与气动组件外壳相连，激振锤在气动组件外壳内上下自由运动。

进一步的，所述的气动组件外壳设置在减震橡胶垫上。气动组件外壳底部粘有减震橡胶垫用于隔振，防止气动组件外壳与桥墩之间的碰撞，对测量结果产生干扰。

进一步的，在所述的气动组件外壳壁上设置排气孔，在没有充气的状态下，排气孔被激振锤遮挡。

进一步的，所述的一种在用基桩损伤检测设备的检测方法，包括如下步骤：

1)检测装置安装：在桥墩上安放气动组件及拾振传感器，拾振传感器通过电缆线连接到低应变动测仪，氮气瓶通过调压阀、电磁阀与进气口相连，遥控开关用于控制电磁阀，调压阀安装在进气管路中，复位弹簧一端固定在气动组件外壳上，另一端与激振锤固定；

2)检测：手握气动组件(切记手不要遮挡排气孔，也不要将排气方向面对自己)，按动遥控器控制遥控开关，遥控开关在设定时间内打开电磁阀，使得氮气能通过；在氮气的气压作用下，激振锤对桥墩进行敲击，施加应力波，拾振传感器拾取应力波反射波信号，更换应力波激励点及拾振传感器的放置点，依次采集桥墩其它各点反射波信号；

3)数据处理：根据在用基桩应力波反射信号的特征，判断基桩有无损伤及损伤的程度，若出现明显断桩反射信号，则断定该桩存在损伤，若难以断定，对类似在用基桩进行同样的低应变检测，用该桩的应力波反射信号与被撞基桩的反射波信号进行比较，作进一步判断。

有益效果：与现有技术相比，本发明的一种在用基桩损伤检测设备，与现有的检测设备相结合，不影响基桩的整体结构；本发明一种在用基桩损伤检测方法，能利用新开发的设备与现有的检测设备相结合，对被撞击后的桥桩的损伤状况进行判定，解决了因桥台与桥墩之间距离狭小而无法使用现有设备与技术进行测试的问题，消除可能存在的安全隐患。

附图说明

图1为在用基桩损伤检测示意简图；

图2为a-a剖面图；

图3为气动组件结构及与氮气瓶连接图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1-3所示，附图标记分别为：桥台1、气动组件2、减震支座3、拾振传感器4、桥墩5、土层6、断裂缝7、低应变动测仪8、电磁阀9、遥控开关10、遥控器11、氮气瓶12、进气口13、复位弹簧14、气动组件外壳15、激振锤16、排气孔17、减震橡胶垫18和调压阀19。

如图1所示，桥墩5设置在土层6中，在桥墩5上设置桥台1，在桥台1与桥墩5之间设有减震支座3，在桥墩5上设置拾振传感器4及气动组件2；桥墩5上的断裂缝7位于土层6中；拾振传感器4与低应变动测仪8连接。

气动组件2的进气口13通过电磁阀9、调压阀19与氮气瓶12连接；遥控开关10与电磁阀9连接；遥控器11控制遥控开关10。

如图2所示，拾振传感器4及气动组件2放置于桥墩5上，在完成一个点的测试后，围绕减震支座3选择不同区域继续进行测试。

如图3所示，气动组件2包括进气口13、复位弹簧14、气动组件外壳15、激振锤16、排气孔17和减震橡胶垫18；其中，气动组件外壳15设置在减震橡胶垫18上，在气动组件外壳15内设置配合使用的复位弹簧14和激振锤16，激振锤16通过复位弹簧14与气动组件外壳15相连，激振锤16在外壳15内上下自由运动，激振锤16与外壳15之间缝隙很小。

气动组件2的进气口13通过电磁阀9、调压阀19与氮气瓶12相连；遥控开关10与电磁阀9相连，遥控器11用于控制遥控开关10的接通与断开，当遥控开关10控制电磁阀9接通时，氮气瓶12中的氮气通过进气口13加到气动组件2中，在气压的作用下，激振锤16向下运动敲击桥墩5产生应力波，激振锤16低于排气孔17的位置时，排气孔17排出气动组件外壳15的腔内气体，同时电磁阀9关闭，激振锤16在复位弹簧14的作用下回到原位，排气孔17被阻挡；遥控开关10中的延时装置可以保证电磁阀9有足够的打开时间保证激振锤16能敲击到桥墩5；气动组件外壳15底部粘有减震橡胶垫18用于隔振，防止气动组件外壳15与桥墩5之间的碰撞，对测量结果产生干扰；调压阀19用于控制气体压力，调节激振锤16敲击力的大小。根据采集的应力波的形状判断是否存在缺陷。如果应力波的反射波形较为复杂，可用未损伤在用基桩的测试波形与其比较，研究被测基桩是否存在损伤及损伤的成度。

在用基桩损伤检测方法与设备，包括以下步骤：

1)检测装置安装：在桥墩5上安放气动组件2及拾振传感器4，拾振传感器4通过电缆线连接到低应变动测仪8，氮气瓶12通过调压阀19、电磁阀9与进气口13相连，遥控开关10用于控制电磁阀9是否打开，调压阀19安装在进气管路中，复位弹簧14一端固定在气动组件外壳15上，另一端与激振锤16固定；在没有充气的状态下，排气孔17被激振锤16遮挡；

2)检测：手握气动组件2(切记手不要遮挡排气孔17，也不要将排气方向面对自己)，按动遥控器11控制遥控开关10，遥控开关10在设定时间内打开电磁阀9，使得氮气能通过。在氮气的气压作用下，激振锤16对桥墩5进行敲击，施加应力波，拾振传感器4拾取应力波反射波信号，更换应力波激励点及拾振传感器4的放置点，依次采集桥墩5其它各点反射波信号；

3)数据处理：根据在用基桩应力波反射信号的特征，判断基桩有无损伤及损伤的程度，若出现明显断桩反射信号，则可断定该桩存在损伤，若难以断定，对类似在用基桩(在损伤基桩附近具有类似结构与功能的未损伤基桩)进行同样的低应变检测，用该桩的应力波反射信号与被撞基桩的反射波信号进行比较，作进一步判断。