製造管道檢測儀標定模型的方法、標定模型的製作方法
2024-01-20 22:18:15
製造管道檢測儀標定模型的方法、標定模型的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種製造管道檢測儀標定模型的方法，包括：a.搭建支撐平臺；b.在支撐平臺上設置支撐框架，在其上設置指示標記；c.將波紋管通過緊固件固定在支撐框架中，在波紋管內部穿入鋼絞線；d.沿波紋管的徑向方向，將波紋管對應於指示標記的管段按預設長度切開以形成切口；e.利用水泥漿封堵波紋管兩端部、切口的兩端部；f.沿遠離切口的方向，在波紋管的管壁上等間距地設置注漿孔；g.向注漿孔中注漿，至具有注漿孔的波紋管管段中充滿水泥漿；h.在切口的兩端的外周壁套設套管，利用密封件對切口密封；i.裝模，澆築混凝土以形成標定模型。還提供利用該方法製造的標定模型，以實現對用於檢測管道注漿缺陷位置的檢測儀器的精確標定。
【專利說明】製造管道檢測儀標定模型的方法、標定模型
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種涉及檢測儀器標定方法與模型設計研究領域，更具體地，涉及一種製造管道檢測儀標定模型的方法、及利用該方法製造的標定模型。
【背景技術】
[0002]隨著中國公路橋梁建設的發展，預應力混凝土橋梁已經被廣泛於許多重要橋梁建設項上。對於預應力混凝土橋梁，要確保預應力鋼絞線長期發揮作用，預應力管道注漿質量是其重要影響因素之一。預應力管道注漿的主要作用有:一、保護預應力鋼筋不致鏽蝕；二、使預應力鋼絞線與混凝土粘結成為整體，減少預應力損失；三、提高構件整體抗彎剛度。當預應力管道壓漿不密實時，鋼絞線暴露在空氣和水分中，在高應力狀態下極易發生鏽蝕，嚴重影響橋梁的耐久性和安全性；並且預應力鋼筋下存在注漿質量缺陷時出現混凝土應力集中現象出現局部破壞，隨著時間推移，會逐漸改變橋梁設計受力狀態，影響橋梁使用壽命。因此，對橋梁注漿質量的檢測就顯得尤為重要。
[0003]在實際工程檢測中，預應力混凝土橋梁一旦澆築成型，則無法在不破壞混凝土構件的情況下來確定檢測結果是否準確，因此需要設計製作已知缺陷的模型來標定檢測儀器的精度。
[0004]目前國內檢測模型設計大體分為兩類，一類模型在實驗室製作，尺寸較小，主要是用於科學研究，驗證學術理論的合理性及實用性。另一類模型製作依託於工地，模型尺寸及用料多參照於實際施工，主要用於驗證檢測儀器與檢測方法的可靠性，確保施工中注漿質量符合要求和規範。
[0005]這兩種模型設計的缺陷在於:1.通過安裝軟泡沫來設置缺陷時，軟泡沫本身材質對波傳播的影響，並且軟泡沫與管道壁之間的縫隙，漿體凝固後體積變化，將泡沫擠壓變形等都會出現不可預知變化，對其定量檢測產生嚴重影響。另外，波紋管內並未設置鋼絞線，鋼絞線對檢測結果的影響未在模型設計的考慮範圍內。2.土工纖維本身材質對波速和頻率有較大影響，得到結果與空洞缺陷存在差異，另外模型的缺陷設計不能很好的反應檢測儀器的可檢測區間，即儀器可檢測出的最小缺陷。
【發明內容】
[0006]針對相關技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種製造管道檢測儀標定模型的方法、及利用該方法製造的標定模型，以實現對用於檢測管道注漿缺陷位置的檢測儀器的精確標定。
[0007]為實現上述目的，一方面，本發明提供了一種製造管道檢測儀標定模型的方法，包括如下步驟:a.搭建支撐平臺；b.在支撐平臺上設置支撐框架，並在支撐平臺上設置指示標記；c.將波紋管通過緊固件固定在支撐框架中，並在波紋管內部穿入鋼絞線；d.沿波紋管的徑向方向，將波紋管對應於指示標記的管段按預設長度切開以形成切口 ；e.利用水泥漿封堵波紋管兩端部、以及切口的兩端部；f.沿遠離切口的方向，在波紋管的管壁上等間距地設置注漿孔；g.向注漿孔中注漿，直至具有注漿孔的波紋管管段中充滿水泥漿；h.在切口的兩端部的外周壁套設套管，並且利用密封件對切口密封裝模，並澆築混凝土以形成標定模型。
[0008]根據本發明，在步驟b中:指示標記為:沿波紋管的軸向方向，等間距且彼此相鄰地設置在支撐平臺上的5段標記線，其中，在對應於5段標記線的波紋管的管段中，每個管段均具有4個相間設置的切口。
[0009]根據本發明，在步驟d中:預設長度為:沿波紋管的徑向方向，從波紋管外周壁朝向波紋管中心切入的深度，其中，的切入深度等於切口的深度。
[0010]根據本發明，沿波紋管的徑向方向，每個管段中的所有切口的深度相等，沿波紋管的軸向方向，每個管段中的4個切口的厚度分別為管段長度的2.5%、5%、7.5%、和10%。
[0011]根據本發明，波紋管具有對應於上述5段標記線的5個管段，5個管段中的切口的深度分別為波紋管直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。
[0012]根據本發明，在步驟a中:搭建長度為10m、寬度為0.5m、高度為0.1m的支撐平臺。
[0013]根據本發明，在步驟c中:利用彼此間隔為IOcm的箍筋作為緊固件，將波紋管固定在支撐框架上。
[0014]根據本發明，在步驟g中:向每個注漿孔進行3或4次注漿，直至任一注漿孔注漿時與其相鄰注漿孔溢出水泥漿為止。
[0015]另一方面，本發明還提供了一種使用上述任一方法製造的標定模型，包括:設置在標定模型內部的波紋管，其中，波紋管至少具有第一管段和第二管段，第一管段和第二管段分別具有沿波紋管徑向方向相間設置的第一切口和第二切口，其中，沿波紋管的徑向方向，第一切口由波紋管外周壁朝向波紋管中心的切入深度，大於第二切口由波紋管外周壁朝向波紋管中心的切入深度。
[0016]根據本發明，第一管段和第二管段分別具有4個第一切口和第二切口，其中，沿波紋管的軸向方向，4個第一切口和第二切口的厚度分別為第一管段長度和第二管段長度的
2.5%、5%、7.5%、和 10%o
[0017]根據本發明，波紋管還具有第三管段、第四管段和第五管段，其中，第三管段、第四管段和第五管段分別具有4個第三切口、4個第四切口和4個第五切口，其中，第一切口、第二切口、第三切口、第四切口和第五切口的深度分別為波紋管直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。
[0018]本發明的有益技術效果在於:
[0019]在本發明的製造方法中，利用鋼絞線對波紋管進行固定並拉直，然後將波紋管對應於支撐平臺的指示標記的管段按預設長度切開以形成切口。即，此處的切口即為預設的缺陷。進行封堵和注漿後，即可利用檢測儀對標定模型進行衝擊回波測試。換句話說，檢測儀在標定模型一端發射應力波後，在其另一端接收應力波，然後分析所得反射和散射信號的頻率、振幅、波形等參數，利用波的性質和傳播特性進行判斷缺陷所在的位置和大小。然後再將檢測儀所得的缺陷位置、大小與製造模型時的實際預設缺陷的位置和大小進行比較，從而實現對檢測儀的精確標定，進一步提聞了檢測儀的精度。
[0020]相應地，在本發明的標定模型中，由於其是採用如上方法製造而成，因此本發明的標定模型可以對檢測儀進行精確標定，從而提供了檢測儀的檢測精度。【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明製造管道檢測儀標定模型的方法的流程圖；
[0022]圖2是採用圖1中方法製造的標定模型的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]現參照附圖描述本發明製造管道檢測儀標定模型的方法。圖1示出的是該方法的流程圖。
[0024]具體地，參照圖1，該方法包括如下步驟:
[0025]a.搭建支撐平臺；
[0026]b.在支撐平臺上設置支撐框架，並在支撐平臺上設置指示標記。優選地，指示標記可以是畫設在支撐平臺上的標記線；
[0027]c.將波紋管6通過緊固件固定在支撐框架中，並在波紋管6內部穿入鋼絞線。應當理解，在波紋管6中穿入鋼絞線是為了使得波紋管6可以穩固地保持筆直狀態，而不至在向波紋管6中灌注水泥漿時波紋管6發生歪斜；
[0028]d.沿波紋管6的徑向方向M，將波紋管6對應於指示標記的管段按預設長度切開以形成切口。具體地，如圖2所示，該切口可以是沿著波紋管6的外周壁切入波紋管6，切入的深度即為此處所述的切口的深度。並且切口可以具體一定的厚度，以便於進行不同類型的檢測，具體如下文所述。
[0029]e.利用水泥漿封堵波紋管6兩端部、以及切口的兩端部。換句話說，對切口兩端部的封堵指的是使得切口可以在波紋管6中露出，並且通過水泥漿使得切口保持敞開的狀態。應當理解，對切口的具體封堵方法可以根據使用情況而定，只需使得對波紋管6進行灌注時，水泥漿不會流入切口中即可，本發明並不局限於此。
[0030]f.沿遠離切口的方向，在波紋管6的管壁上等間距地設置注漿孔。也就是說，在具有切口的波紋管6的管段上不設置注漿孔，而其他不具有切口的管段上設置注漿孔，以進行步驟g中的向波紋管6中注漿。
[0031]g.向注漿孔中注漿，直至具有注漿孔的波紋管6的管段中充滿水泥漿；
[0032]h.在切口的兩端部的外周壁套設套管，並且利用密封件對切口密封。即，對具有切口的波紋管6的管段進行密封，以防止水泥漿流入切口中；
[0033]1.裝模，並澆築混凝土以形成標定模型。至此，完成對本發明標定模型的製備。
[0034]具體而言，優選地，在步驟b中:上述的指示標記可以為:沿波紋管6的軸向方向L，等間距且彼此相鄰地設置在支撐平臺上的5段標記線，其中，在對應於這5段標記線的波紋管6的管段中，每個管段均具有4個相間設置的切口，如圖2所示。
[0035]另外，在步驟d中:上述的預設長度可以為:沿波紋管6的徑向方向M，從波紋管6外周壁朝向波紋管6中心切入的深度，其中，該切入深度等於上述切口的深度。
[0036]進一步，優選地，沿波紋管6的徑向方向M，每個上述管段中的所有切口的深度相等，沿波紋管6的軸向方向L，每個上述管段中的4個切口的厚度分別為該管段長度的
2.5%、5%、7.5%、和 10%o
[0037]此外，優選地，波紋管6可以具有對應於該5段標記線的5個管段，這5個管段中的切口的深度分別為波紋管6直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。
[0038]在可選的實施例中，在步驟a中:支撐平臺可以為長方體形平臺，並且其長度可以為10m、寬度可以為0.5m、高度可以為0.lm。
[0039]優選地，在步驟c中:利用彼此間隔為IOcm的箍筋作為上述的緊固件，將波紋管6固定在支撐框架上。
[0040]優選地，在步驟g中對波紋管6的注漿步驟可以按如下進行:向每個注漿孔進行3或4次注漿，直至向任一注漿孔注漿時與其相鄰注漿孔溢出水泥漿為止。即，此時認為整個波紋管6中已注滿水泥漿。
[0041]另一方面，參照圖2，本發明還提供了一種使用以上方法製造的標定模型，其包括:設置在該標定模型內部的波紋管6，其中，波紋管6至少具有第一管段I和第二管段2，第一管段I和第二管段2分別具有沿波紋管6的徑向方向M相間設置的第一切口和第二切口。
[0042]具體地，沿波紋管6的徑向方向M，第一切口由波紋管6外周壁朝向波紋管6中心的切入深度，大於第二切口由波紋管6外周壁朝向波紋管中心的切入深度。
[0043]在一個可選的實施例中，第一管段I和第二管段2分別具有4個第一切口和第二切口，其中，沿波紋管6的軸向方向L，該4個第一切口和第二切口的厚度分別為第一管段I長度和第二管段2長度的2.5%、5%、7.5%、和10%。
[0044]繼續參照圖2，在優選的實施例中，波紋管6還可以具有第三管段3、第四管段4和第五管段5，其中，第三管段3、第四管段4和第五管段5分別具有4個第三切口、4個第四切口和4個第五切口。更具體地，第一切口、第二切口、第三切口、第四切口和第五切口的深度分別為波紋管6直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。換句話說，此處所述的第一、第二、第三、第四和第五切口相應為80%的截面脫空、60%的截面脫空、40%的截面脫空、20%的截面脫空、和10%的截面脫空。
[0045]下面舉例說明本發明標定模型的製造方法、以及如何利用本發明的標定模型對檢測儀進行標定。在本實施例中，所使用的檢測儀為ZQ2000型聲波檢測儀，其檢測原理是基於應力波的衝擊回波法，即，超磁致伸縮聲波震源觸發與小鋼球瞬態衝擊震源觸發。相應地，所製備的本發明的標定模型為模擬實際施工檢測環境的大比例模型。
[0046]首先清理場地，並現場拌合澆築好10m*0.5m*0.1m的混凝土平臺(即，支撐平臺)，在平臺上製作好鋼筋骨架結構(即，支撐框架)。搭建混凝土平臺的原料為拌合站購買的C50強度等級的混凝土。鋼筋布置參照實際施工，模型橫截面頂部和底部各布置5根鋼筋，間距為9cm ;豎向6根鋼筋，間距為IOcm ;在波紋管位置配有固定筋，以確保波紋管呈直線狀態，箍筋間距為10cm。內設一根波紋管6，位置為梁橫截面中心處，波紋管6內徑為69mm，壁厚3mm,長度為10m。
[0047]進一步，波紋管6內預設缺陷類型分別為80%截面脫空、60%截面脫空、40%截面脫空、20%截面脫空、 10%截面脫空，依次編號為1、11、111、1￥1段，每段2米。即，上述的第一切口、第二切口、第三切口、第四切口和第五切口。每種脫空截面設計四種不同長度，分別為5Cm、10Cm、15Cm、20Cm，g卩，每段管段中不同厚度的切口。每段中只有一種類型的脫空截面，間距為30cm。
[0048]然後，在預製波紋管6的缺陷時，首先根據指示標記，放置好波紋管6，並將對應於指示標記的波紋管6的管段切開，然後採用稠度較高的水泥漿封堵整條波紋管6的兩端和缺陷段的兩端(即，封堵切口的兩端)，防止灌漿時水泥漿洩漏或流入缺陷段。
[0049]進一步，在需要完全密實的波紋管6管段的頂部，每隔0.Sm鑽一個直徑為3cm左右的孔，作為注漿孔進行人工注漿。灌漿分3?4次完成，第一次灌築60%左右，並輕輕敲擊管道，以保證漿體流動灌充於管道內任何空隙。待水泥漿初步凝固後第二次灌漿，同樣邊灌邊敲擊管道，以保證密實度。最後一次灌漿直到相鄰灌漿小孔流出水泥漿液為止。這種分步灌漿的方式使需要完全密實的波紋管段達到100%飽滿密實。
[0050]在灌注完畢後，再次確認每個波紋管6的管段是否完全空漿，即，無水泥漿進入切口中。確認無誤後，採用比波紋管6直徑稍大的套管套住連接處，並用透明膠將切口粘結密封，防止燒築時混凝土滲入。最後裝模，燒築C50商品混凝土。
[0051]綜上，在本發明的製造方法中，利用鋼絞線對波紋管6進行固定並拉直，然後將波紋管6對應於支撐平臺的指示標記的管段按預設長度切開以形成切口。S卩，此處的切口即為預設的缺陷。進行封堵和注漿後，即可利用檢測儀對標定模型進行衝擊回波測試。換句話說，檢測儀在標定模型一端發射應力波後，在其另一端接收應力波，然後分析所得反射和散射信號的頻率、振幅、波形等參數，利用波的性質和傳播特性進行判斷缺陷所在的位置和大小。然後再將檢測儀所得的缺陷位置、大小與製造模型時的實際預設缺陷的位置和大小進行比較，從而實現對檢測儀的精確標定，進一步提聞了檢測儀的精度。
[0052]相應地，在本發明的標定模型中，由於其是採用如上方法製造而成，因此本發明的標定模型可以對檢測儀進行精確標定，從而提供了檢測儀的檢測精度。
[0053]此外，標定模型可以為實驗室製作大比例模型，原材料及鋼筋布置均參照實際施工，給檢測提供一個更為真實的檢測環境，得到的數據更接近於實際檢測，有利於理論研究的實用性。
[0054]另外，在波紋管6上製作缺陷(即，缺口)時，在不填充其它物品的基礎上，能準確控制缺陷的位置及尺寸，同時在缺陷設計上，設計製作了不同體積，不同長度，分布跨度明顯的缺陷，儘可能降低了人為因素對檢測結果的影響。
[0055]而且，作為可選的實施例，在對應於切口的缺陷位置可以預設觀察孔道，通過工業內窺鏡在不損壞構件的前提下，對內部缺陷進行人工檢查，也能進一步確定構件成型後的缺陷的位置和尺寸，有利於驗證檢測的準確性。
[0056]以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種製造管道檢測儀標定模型的方法，包括如下步驟: a.搭建支撐平臺； b.在所述支撐平臺上設置支撐框架，並在所述支撐平臺上設置指示標記； c.將波紋管通過緊固件固定在所述支撐框架中，並在所述波紋管內部穿入鋼絞線； d.沿所述波紋管的徑向方向，將所述波紋管對應於所述指示標記的管段按預設長度切開以形成切口； e.利用水泥漿封堵所述波紋管兩端部、以及所述切口的兩端部； f.沿遠離所述切口的方向，在所述波紋管的管壁上等間距地設置注漿孔； g.向所述注漿孔中注漿，直至具有所述注漿孔的所述波紋管管段中充滿水泥漿； h.在所述切口的兩端部的外周壁套設套管，並且利用密封件對所述切口密封； 1.裝模，並澆築混凝土以形成所述標定模型。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在所述步驟b中: 所述指示標記為:沿所述波紋管的軸向方向，等間距且彼此相鄰地設置在所述支撐平臺上的5段標記線， 其中，在對應於所述5段標記線的所述波紋管的管段中，每個所述管段均具有4個相間設置的所述切口。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於， 在所述步驟d中: 所述預設長度為:沿所述波紋管的徑向方向，從所述波紋管外周壁朝向所述波紋管中心切入的深度， 其中，所述的切入深度等於所述切口的深度。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於， 沿所述波紋管的徑向方向，每個所述管段中的所有所述切口的深度相等， 沿所述波紋管的軸向方向，每個所述管段中的所述4個切口的厚度分別為所述管段長度的 2.5%、5%、7.5%、和 10%o
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於， 所述波紋管具有對應於所述5段標記線的5個所述管段， 所述5個管段中的所述切口的深度分別為所述波紋管直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在所述步驟a中: 搭建長度為10m、寬度為0.5m、高度為0.1m的所述支撐平臺。
7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在所述步驟c中: 利用彼此間隔為IOcm的箍筋作為所述緊固件，將所述波紋管固定在所述支撐框架上。
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於， 在所述步驟g中: 向每個所述注漿孔進行3或4次注漿，直至任一所述注漿孔注漿時與其相鄰注漿孔溢出水泥眾為止。
9.一種使用權利要求1-8中任一項所述方法製造的標定模型，其特徵在於，包括: 設置在所述標定模型內部的波紋管， 其中，所述波紋管至少具有第一管段和第二管段，所述第一管段和所述第二管段分別具有沿所述波紋管徑向方向相間設置的第一切口和第二切口， 其中，沿所述波紋管的徑向方向，所述第一切口由所述波紋管外周壁朝向所述波紋管中心的切入深度，大於所述第二切口由所述波紋管外周壁朝向所述波紋管中心的切入深度。
10.根據權利要求9所述的標定模型，其特徵在於， 所述第一管段和所述第二管段分別具有4個所述第一切口和所述第二切口， 其中，沿所述波紋管的軸向方向，4個所述第一切口和所述第二切口的厚度分別為所述第一管段長度和所述第二管段長度的2.5%、5%、7.5%、和10%。
11.根據權利要求9所述的標定模型，其特徵在於， 所述波紋管還具有第三管段、第四管段和第五管段， 其中，所述第三管段、所述第四管段和所述第五管段分別具有4個第三切口、4個第四切口和4個第五切口， 其中，所述第一切口、所述第二切口、所述第三切口、所述第四切口和所述第五切口的深度分別為所述波紋管直徑的80%、60%、40%、20%、和10%。
【文檔編號】G01N22/02GK103616265SQ201310516550
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】萬劍平, 龍士國, 李躍軍, 鄧志舉, 李印, 李理, 李增光, 龔凱, 湯智傑 申請人:湖南省交通科學研究院