1、本文論述了鋼管混凝土拱橋無損檢測技術(shù)及應(yīng)用研究。 鋼管混凝土是一種鋼—混凝土復(fù)合材料，即使薄壁鋼管和混凝土二者共同工作，它具有高強、支架、模板三大作用，自架設(shè)能力強，能較好地解決大跨徑拱橋安裝以及后期承載能力高的問題。因此鋼管混凝土在工程實際（特別是大跨度拱橋）中應(yīng)用得越來越多。由于鋼管混凝土的澆筑時大多為密閉情況，其混凝土澆筑質(zhì)量難以保證，故鋼管混凝土中有可能出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。鋼管混凝土的種種優(yōu)點是建立在鋼管與混凝土密實結(jié)合的基礎(chǔ)

2、上的，如果存在缺陷，其受力性能反而不如同等條件下的鋼筋混凝土構(gòu)件。由于鋼管混凝土拱肋是主要的受力構(gòu)件，因此由質(zhì)量問題引起的安全隱患受到人們的高度重視。 目前采用較多的鋼管混凝土質(zhì)量的無損檢測方法是超聲波法，但該方法存在精度不高的問題。 基于此，研究了提高鋼管混凝土無損檢測方法的準(zhǔn)確性及探索新的鋼管混凝土無損檢測方法。對鋼管混凝土拱的無損檢測方法(超聲波法沖擊回波法聲音識別法)進行了較深入的研究，主要進行了以下研究工作：

3、 1. 理論分析。對于傳統(tǒng)的超聲波法，從機械波的傳播原理入手，探討了超聲波法檢測混凝土構(gòu)件質(zhì)量的理論依據(jù)。超聲波法的主要檢測判據(jù)是聲時參數(shù)，以圓形截面的鋼管混凝土構(gòu)件為例，分析了不同混凝土缺陷對超聲波聲時參數(shù)的影響。對于沖擊回波法，從其基本原理入手，探討了用沖擊回波法檢測鋼管混凝土厚度(缺陷位置)的可行性。對于聲音識別法，從小波理論入手，探討了用小波分析聲音信號的原理。 2. 模型試驗及現(xiàn)場試驗。設(shè)計、制作鋼管混凝土拱橋

4、模型，設(shè)置鋼管混凝土中常遇的缺陷（如空洞、脫層等），運用兩種無損檢測方法（超聲波法、沖擊回波法）檢測鋼管混凝土拱肋。 通過詳細地分析對比設(shè)置缺陷部位的檢測數(shù)據(jù)與澆筑密實部位檢測數(shù)據(jù)，以找出鋼管混凝土質(zhì)量與無損檢測的規(guī)律，來提高無損檢測精度。采集設(shè)置缺陷部位和澆筑密實部位的聲音信號（敲擊鋼管混凝土外表所發(fā)出的聲音），運用MATLAB中的小波工具箱處理采集的聲音信號，對比不同部位的聲音信號的聲學(xué)參數(shù)(如音頻、音幅)。為了研究沖擊回

5、波法的工程可行性,在益陽茅草街大橋進行了鋼管混凝土拱肋的沖擊回波試驗。 3. 試驗分析。通過超聲波試驗，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的超聲波法精度不高是由于其判據(jù)單一導(dǎo)致的。 在超聲波檢測中采取多種判據(jù)綜合判定的話，則可有效地提高其檢測精度、識別缺陷能力。如根據(jù)聲頻參數(shù)對混凝土的蜂窩麻面敏感而對脫層不敏感的特性，綜合聲頻、聲時參數(shù)可以檢測出鋼管混凝土中的蜂窩缺陷。在超聲波試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，又對鋼管混凝土拱肋進行了沖擊回波試驗和聲音識別法試

6、驗。通過分析，發(fā)現(xiàn)沖擊回波法能夠檢測鋼管混凝土的厚度，能由此初步判定其缺陷的存在，但如準(zhǔn)確判斷鋼管混凝土缺陷還待進一步的研究；聲音識別法也能夠檢測鋼管混凝土的缺陷，如脫層部位的聲音信號與粘結(jié)完好部位的聲音信號相比，其聲幅偏大、聲頻偏高。 通過試驗研究發(fā)現(xiàn)：綜合超聲波的聲時聲頻聲幅參數(shù)檢測鋼管混凝土質(zhì)量，提高了超聲波法檢測的精度和識別混凝土缺陷類型的能力。沖擊回波法能夠初步檢測鋼管混凝土的質(zhì)量，但如何準(zhǔn)確的判斷還待進一步的研究。聲