A1040 MIRA阵列超声成像仪应用于混凝土桥梁结构检测

一、混凝土桥墩裂缝检测

在桥柱中观察到严重的垂直裂缝，裂缝宽度很大。为了使混凝土桥墩保持足够的结构状态并防止进一步恶化决定修复裂缝。为了准确估算维修项目的成本，应用A1040 MIRA阵列超声成像仪测试评估混凝土桥墩的损坏程度，并估算需要拆除和替换混凝土修复材料的量。

图1a 说明了具有大宽度垂直裂缝的桥柱的状况。*初进行了测深测试，结果表明整个裂纹区域出现分层。如图 1b 所示总共选择了四个点用于 2-D MIRA测试，并如图1c所示进行 MIRA 测试。

图2显示了每个点的测试结果。如每张图像所示，在距离表面 60-90 毫米深度处的测试中可以清楚地识别出分层裂纹。由于混凝土表面状况良好，因此获得了清晰的MIRA图像。为了验证 MIRA 分析信息的准确性，开裂区域的混凝土如图 14c 所示切碎，并测量分层深度，如图1d所示。

图 1. 混凝土桥墩评估：（a）混凝土桥墩的典型裂缝模式（b）混凝土桥墩的状况（c）MIRA 测试（d）碎裂（e）混凝土桥墩的内部状况

图 2. MIRA 分析图像

观察到严重的钢腐蚀和分层裂纹，混凝土分层裂缝深度约为76 mm，但宽裂纹在钢筋覆盖层深度下方并未扩展，表明分层裂纹沿钢覆盖层深度方向形成。因此，如图14d所示，宽裂缝停在钢盖处。MIRA测试结果与混凝土裂缝的实际情况吻合较好。

二. 钢筋混凝土保护层厚度识别

在桥墩的建造以及修复过程中，出现了在钢筋上未有足够的混凝土保护层的问题。图3a 显示了桥墩的情况：桥墩底部有钢外露，桥墩前侧有钢外露和蜂窝。图3b 进行了3-D MIRA 测试，图中的Z轴显示了距离表面的深度方向。图3c 显示了 3-D MIRA 分析，它表明整个测试区域的混凝土覆盖层深度较浅，钢筋的整体混凝土保护层深度估计为 35 毫米，如图3d 所示。众所周知在距测试表面 50 毫米的混凝土范围内，MIRA 测试结果的准确性会受到影响，然而在这次评估中，MIRA 能够检测到 35 毫米范围内的混凝土保护层。该评估中的另一个观察结果是，当蜂窝存在于钢筋附近时，由于来自蜂窝和钢筋的明显干扰，分析MIRA 图像极其困难。

图 3 钢筋保护层深度识别：（a）混凝土桥墩状况 (b) MIRA 测试 (c) 3-D MIRA 分析图像 (d) 二维 MIRA分析图像

三、结论

A1040 MIRA阵列超声成像仪准确检测了混凝土柱的分层和混凝土桥墩钢筋上的混凝土保护层厚度。尽管已知 A1040 MIRA阵列超声成像仪 测试结果的准确性会在距测试表面 50 毫米的混凝土范围内受到影响，但在本研究中，MIRA 能够准确估计 35 毫米范围内的混凝土覆盖层。 然而，当蜂窝存在于钢筋附近时，通过分析 MIRA 图像来估计蜂窝的范围是极其困难的。