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结构雷达助力箱涵结构质量探测

更新时间:2024-05-25点击次数:101

市政箱涵是城市建设中的重要设施,承担着排水、通行等多重功能,对于保障城市交通顺畅、预防内涝灾害具有关键作用。定期的维护检测,可及时发现并解决潜在的安全隐患,防止因结构损伤或缺陷导致的安全事故。


近日,受邀对上海某路段的市政箱涵进行内部结构检测以排查安全隐患,通过采用结构雷达对于电力箱涵的顶端、墙面以面积形式的测试,以进行结构质量的摸查。我们以其中一处测试位置的墙体进行结构雷达对于钢混结构质量测试的说明。



检测工具及挑选原因


6通道结构雷达GP8100,凭借先进的步进频率连续波调制雷达技术,实现了从400兆赫兹至4000兆赫兹的宽频覆盖,在兼顾探测深度的同时可获得良好图像分辨率,非常适用于大面积扫描。其优势体现在:

有6通道,一次扫描即可获得6次测线结果,且一次扫描可以将6组天线结果直接拼道成像;

拥有超ji线扫和网格扫描等多种扫描模式,既可以一次性多通道成像采集也可以大面积进行扫描,根据应用现场需求灵活调整;

超ji线扫显示采用分屏模式,将雷达波信号和拼道信号可一一对应;

网格扫描工作可分多次完成。


应用案例


应用GP8100的网格扫描模式,扫描间隔30 cm,扫描面积为450*120 cm。在检测墙体画好相对应的网格扫描线,随后根据应用程序提示进行相对应扫描线采集。



扫描结果为扫描区域面积的时间切片视图,可以全面观察到这个面积内钢筋的布局和分布。



通过时间切片视图,我们可以观察钢筋信号在深度切片中的成像,以分析其在不同深度上的走向和空间排布。GP8100的软件可直接现场进行三维结构反演,使得墙体的结构特征得以以三维形态直观地展示。



任一视图都可以明显观察到首层钢筋和二层钢筋的分布。首层钢筋存在一定错位,可清晰获知钢筋铺陈时候的工艺。最重要的是,首层钢筋右上角钢筋在深度切片上是最晚显现的,说明该位置区域的信号存在下沉特征。



横向扫描线都存在钢筋信号下沉的特征撷取横向扫描线12做说明。


结构雷达助力箱涵结构质量探测

横向扫描线12


可以看到纵向钢筋信号显示深度从3.6 cm至扫描线195 cm处开始下沉至12.5 cm。钢筋信号幅值随深度增大而下降。怀疑可能腐蚀情况或钢筋深度方向错位。前半段还可以观察到二层钢筋信号,自下沉厚则无法观察到二层钢筋信号的显示。


纵向扫描线都存在钢筋信号下沉的特征,撷取纵向扫描线311做说明。


结构雷达助力箱涵结构质量探测

扫描线3


结构雷达助力箱涵结构质量探测

扫描线11


通过两条扫描线信号信噪比可以看出,左侧信号更为干净,钢筋信号显示更加完整。3号扫描线钢筋信号显示深度均在5.0 cm左右,11号扫描线钢筋信号显示深度为9.4 cm13.0 cm。



数据后处理


我们利用了GPR Insights的质量地图映射功能进行了AI质量分析。通过一键操作,我们生成了质量地图,并发现墙体的右上角区域存在质量薄弱的问题——这可能与首层钢筋以上位置的老化现象有关。


结构雷达助力箱涵结构质量探测


结合时间切片视图和质量地图的叠加观察,我们推测该区域钢筋信号的下沉和反射幅值下降可能与箱涵环境的普遍含水状态有关。一方面含水造成混凝土中的介电常数变化,另一方面腐蚀可能引起的离子析出至混凝土中和并造成钢筋本身介电常数常数下降,共同导致了信号下沉和反射幅值下降的信号。