DB21/T 3215-2019 水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测技术规程

ICS93.140

R04

DB21DB21/T3215-2019

辽宁省地方标准

DB21/T3215—2019

水运工程混凝土结构冲击弹性波法

检测技术规程

Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineering

byimpactechomethod

2019-12-20发布2020-01-20实施

辽宁省市场监督I管理局发布

辽宁省地方标准

水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测

技术规程

Technicalspecificationforconcretestructuretestingofwatertransportengineering

byimpactechomethod

主编单位：辽宁省交通运输事业发展中心

参编单位：大连理工现代工程检测有限公司

中交天津港湾工程研究院有限公司

DB21/T3215-2019

目次

前言.................................................................................II

1总则..............................................................................1

2规范性引用标准....................................................................1

3术语和符号........................................................................1

3.1术语........................................................................1

3.2符号........................................................................2

4冲击弹性波检测仪..................................................................2

4.1技术要求....................................................................2

4.2校准及保养..................................................................3

5现场检测及结果判定................................................................3

5.1一般规定....................................................................3

5.2混凝土结构构件厚度检测......................................................4

5.3混凝土结构内部缺陷检测......................................................5

5.4裂缝深度检测................................................................5

5.5混凝土结合面质量检测........................................................6

6检测报告..........................................................................6

附录A混凝土P波波速测试............................................................8

附录B有效测试波形的判断...........................................................10

附录C冲击弹性波法检测混凝土厚度和内部缺陷记录表...................................11

附录D用词说明.....................................................................13

I

DB21/T3215-2019

前言

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本规程由辽宁省交通运输厅提出并归口。

本规程主编单位：辽宁省交通运输事业发展中心。

本规程参编单位：大连理工现代工程检测有限公司、中交天津港湾工程研究院有限公司

本标准发布实施后，任何单位和个人如有问题和意见建议，均可以通过来电和来函等方式进行反

馈，我们将及时答复并认真处理，根据实际情况依法进行评估及复审。

归口管理部门通讯地址：沈阳市和平区十三纬路19号，联系电话：024—23867960。

标准起草单位通讯地址：大连市高新园区学子街99号，联系电话：0411—67856519。

本规程主要起草人员：喻永华、张佳运、任铮钺、鄂宇辉、刘军、闫福山、刘琳琳、尹波、刘洋、

张淼、孙丹、焦兴华、杨杰、万涛、冯琪、白雪娇、冯辉、侯玉杰、杨航、

朱熠、杨洋、王亮、李刚。

II

DB21/T3215-2019

水运工程混凝土结构冲击弹性波法检测技术规程

1总则

1.1为规范冲击弹性波法检测水运工程混凝土结构构件厚度、内部缺陷、裂缝深度以及混凝

土结合面质量的方法和技术要求，保证检测可靠性，制定本规程。

1.2本规程适用于采用冲击弹性波法检测水运工程混凝土结构，其他行业采用冲击弹性波法

检测混凝土结构可参照本规程执行。

1.3采用冲击弹性波检测水运工程混凝土结构时，除应执行本规程的规定外，尚应符合国家

现行有关标准的规定。

2规范性引用标准

下列文件对于本规程的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本

使用于本规程。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规程。

GB/T50083工程结构设计基本术语标准

JT/T828公路水运试验检测数据报告编制导则

JTS257水运工程质量检验标准

JTS168港口道路与堆场设计规范

JGJ/T411冲击回波法检测混凝土缺陷技术规程

3术语和符号

3.1术语

3.1.1

冲击弹性波impactelasticwave

在冲击作用下，质点在弹性范围内产生的运动，并以波动形式传播。亦称为应力波。

3.1.2

主频mainfrequency

在接收回波各频率成分的振幅分布中，振幅最大处对应的频率值。

3.1.3

P波primarywave

质点的振动方向平行于波的传播方向，波传播时会产生应力（拉应力或压应力）；在本

规程中特指弹性疏密波。

3.1.4

P波波速apparentwavespeed

纵波在半无限固体介质中传播时的速度，进行构件截面形状系数修正后求取。

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3.1.5

阻抗acousticimpedance

纵波速度和介质密度的乘积，用于计算冲击弹性波在边界处反射的特性。

3.1.6

R波Rayleighwave

由P波和SV波合成，R波是代表性的表面波，大部分能量集中在约1个波长深度范围

内。

3.1.7

内部缺陷internaldefect

混凝土结构内部存在的空洞、不密实区等影响混凝土结构质量的缺陷。

3.2符号

下列符号适用于本文：

Vp——混凝土P波波速；

F——振幅谱图中构件厚度对应的主频峰值；

T——混凝土结构构件的厚度计算值；

hc——被测部位混凝土结构缺陷预估深度；

tc——冲击持续时间；

β——结构截面的几何形状系数；

λ——面波波长；

xˆ——裂缝后/裂缝前的振幅比（须经几何衰减修正）；

H——混凝土结构构件的实际厚度；

L——两个接收传感器间的直线距离；

t——两个接收装置所接收到信号的时间差；

——截面形状系数；

CR——混凝土面波波速。

4冲击弹性波检测仪

4.1技术要求

4.1.1冲击弹性波检测仪一般由冲击器、接收传感器、数据采集仪、分析软件、连接电缆等

组成。

4.1.2冲击弹性波检测仪一般分为以下两类：

1）单点式：单点冲击、单点接收回波信号；

2）扫描式：冲击器与接收传感器一体化设计，滚动扫描冲击、连续接收回波信号。

4.1.3冲击弹性波检测仪应符合下列要求：

1）冲击器应根据检测构件的厚度配备产生不同冲击频率的钢球型冲击器或电磁激振的

圆柱形冲击器；

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2）接收传感器为能测量表面振动的高性能宽频带接收传感器，可以采用位移传感器或

加速度传感器，工作频率带宽宜为0.8kHz-100kHz；

3）数据采集仪应具备信号放大功能，增益应可调；

4）数据采集仪配备的采集卡的通道数应不少于2通道，A/D转换不低于16位，采样频

率不低于100kHz且采样点数可调；

5）数据采集仪应具有记录测试系统所使用的采集参数的功能；

6）采集及分析软件应可实时显示每次冲击时传感器的输出信号，包括相对应的时间和

电压的读数，且具有时间域窗口选择、数字滤波、时域分析、频率幅值谱（FFT）分析功能。

4.1.4冲击弹性波检测仪不应在有机械振动和较大电噪音干扰环境下使用，工作环境温度应

为（0-40）℃。

4.2校准及保养

4.2.1冲击弹性波检测仪应具有制造厂的产品合格证，并经过检定\校准，有效期宜为1年。

4.2.2冲击弹性波检测仪有下列情况之一时，应进行检定\校准后使用：

1）新仪器启用前；

2）超过校准有效期；

3）更换模块和传感器；

4）仪器维修后；

5）对仪器数据采集准确性存在疑问时。

4.2.3冲击弹性波检测仪使用后，应对冲击装置的冲击器和接收传感器及时清洁，妥善保管。

4.2.4冲击弹性波检测仪应定期保养，仪器长时间不用时，应将电池取出或给电池定期充电。

5现场检测及结果判定

5.1一般规定

5.1.1检测前应进行下列准备工作：

1）调查、收集检测项目的相关资料；

2）制定检测方案；

3）核查仪器设备状态。

5.1.2调查、收集的资料宜包含但不限于下列内容：

1）工程概况信息；

2）被检测结构或构件的名称、设计图纸、施工记录、施工验收等资料；

3）混凝土原材料品种和规格、混凝土配合比、混凝土浇筑和养护情况、混凝土设计强

度等级等；

4）被测结构或构件其他检测资料；

5）构件、结构所处环境条件、使用期间的维修情况；

6）明确委托方检测目的和具体要求；

7）结构或构件外观质量及存在的问题。

5.1.3检测方案宜包含但不限于下列内容：

1）工程概况、结构或构件设计及施工情况；

2）检测依据、目的及委托方要求；

3）检测人员及仪器设备；

4）具体测试方法、步骤、数量、位置及进度；

5）检测批划分，测区、测线、测点布置等；

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6）安全措施；

7）其他配合的工作。

5.1.4检测部位混凝土表面应清洁，且不应有蜂窝、孔洞及疏松等外观质量缺陷。当表面不

平整时，打磨处理后检测。

5.1.5检测中出现可疑区域或测点时，应对其进行复测或加密检测，必要时采用取芯或其他

方法进行验证。

5.1.6检测时，传感器轴线应垂直于混凝土表面并与混凝土表面间处于良好的耦合状态。

5.1.7被检混凝土的强度应达到设计强度的70%以上。

5.1.8采用扫描式冲击弹性波检测系统检测时，扫描器应紧贴混凝土表面，宜匀速滚动，移

动速率不宜大于0.1m/s。

5.1.9冲击器的选取应参考下表执行：

表5.1.9选取冲击器参考表

被检构件厚度（cm）<2020～60＞60

冲击器前段曲率半径（mm）＜108～15＞15

5.1.10检测时接收的波形应为有效测试波形，波形表示完整，不得有削峰现象。

5.2混凝土结构构件厚度检测

5.2.1混凝土结构构件厚度检测的抽查数量和抽检部位应符合下列要求：

1）对于道路或堆场混凝土面层，应按面积划分测区，每10000平方米应不少于10个测

区，测区面积应不小于1㎡，且测区应具有代表性，相邻两测区间距应不小于9m；

2）测点位置应根据结构重要程度选择在具有代表性的部位；

3）每一测区测点布置宜选取等间距方式布置测点，测点布置应不少于10个。

5.2.2冲击点位置与传感器的间距宜为构件设计厚度的0.4倍；测点或测区中的测线距构件

边缘应不小于所测构件实际厚度的0.3倍。

5.2.3混凝土构件厚度应按下列方法确定：

1）按本规程附录A进行混凝土P波波速的测定；

2）每测点应测试不少于3个有效波形，有效波形的判断应参考附录B进行判断，并分

析出各有效波形的主频（f)，各有效波形主频与平均值的差应不超过2Δf（一阶二阶的频率

差），振幅谱图中构件厚度对应的主频峰值（f)为各测点有效主频峰值的平均值(Hz)；

3）结构构件厚度应按下式计算：

Vp

T（公式5.2.3）

2f

式中T——混凝土结构构件的厚度计算值（m），精确至0.001m；

Vp——混凝土P波波速（m/s）；

f——振幅谱图中构件厚度对应的主频峰值（Hz）。

5.2.4混凝土厚度结果判定应符合下列规定：

表5.2.1混凝土厚度检测结果判定标准

构件类型混凝土厚度合格判定标准

普通混凝土构件单点厚度检测值与设计值偏差不超过±5mm

检测的厚度平均值应不小于设计厚度，检测的厚度最小值不得比设计厚

道路、堆场混凝土面层厚度

度小15mm

沉箱等大型构件单点厚度检测值与设计值偏差不超过±10mm

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5.3混凝土结构内部缺陷检测

5.3.1测区大小应不小于预估缺陷的区域；测点宜按网格状布置，间距不宜大于30cm。

5.3.2冲击点位置与传感器的间距按本规程5.2.2条规定执行。

5.3.3混凝土结构内部缺陷检测应符合下列要求：

1）按本规程附录A进行P波波速的测定，所测得波速值作为缺陷深度计算的基本参数；

2）冲击持续时间应小于P波往返传播时间，可按下式估算：

2h（公式5.3.3）

t＜c

c