本发明涉及桥梁预应力孔道灌浆质量无损检测，尤其是涉及基于阵列超声扫描的桥梁预应力孔道灌浆质量无损检测方法。
背景技术：
1、预应力孔道的灌浆质量直接影响到桥梁结构的安全性和耐久性。良好的灌浆质量可以确保预应力钢束与混凝土之间的有效粘结，增强结构的承载能力和稳定性，减少桥梁的裂缝和变形，从而提高桥梁的使用寿命。灌浆缺陷可能导致预应力钢束与混凝土之间的粘结不良或空洞，进而引发预应力钢束的腐蚀、锚固失效等问题，严重影响桥梁的安全性和稳定性，甚至可能造成桥梁倒塌等严重后果。通过及时检测和修复灌浆缺陷，可以有效避免因灌浆质量问题引发的桥梁损坏，降低后续的维修和加固成本。及时发现和解决问题还可以减少桥梁维护过程中的停工时间，提高桥梁的使用效率。
2、常用的无损检测方法包括纵波超声透射法、热成像、探地雷达法和冲击回波法等，其中，纵波超声透射法可以快速评估整根预应力孔道的灌浆质量，但对于灌浆质量较差的构件无法定位灌浆缺陷的位置。
3、热成像可以实现混凝土次表面缺陷的非接触检测，但该方法受加热和环境温度影响大，波纹管外层的混凝土保护层对该技术是一个较大的限制。
4、探地雷达法是一种高效的无损检测方法，但该方法不适用于金属波纹管，波纹管周围的钢筋网对检测影响较大，检测结果精度低。
5、冲击回波是一种操作简单方便的检测方法，但该方法在灌浆缺陷较小时识别效果差，而且结果的判定依赖检测人员的经验，检测结果具有一定的主观性。
6、授权公开号cn102590343b的中国专利，公开了一种波纹管孔道注浆密实度超声检查的装置及方法，该检查装置及方法具有以下技术缺点：
7、第一、该装置需要在桥梁、t梁或箱梁内部提前预留一条与注浆波纹管平行的检测通道并安装基座，其中对比文件中检测通道预留本身就会对结构造成一定的非必要损伤，而且预留孔道这一步骤是费时费力的。
8、第二、该装置超声信号采用水耦合，因为纵波在空气和水中均会发生透射传播，对灌浆缺陷的敏感性较低，反射能量相对较弱，会导致检测结果发生误判。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明提出一种基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量检测方法，该方法无需预设检测通道，直接在梁的外侧混凝土表面进行测试，可以准确地评估其他存在灌浆缺陷测区的灌浆质量，且检测结果可视化程度高、直观性强。
2、为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
3、一种基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，首先采用阵列超声b扫切片图对波纹管进行定位，然后根据波纹管的深度和直径确定阵列超声c扫切片图的成像深度范围；进行阵列超声c扫成像之后，以灌浆完好区域的阵列超声c扫切片图为基准，比较其他测区的阵列超声c扫切片图在波纹管附近的相对反射能量大小和成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度范围来评估测区内的灌浆质量。
4、具体步骤如下：
5、s1、采用阵列超声b扫切片图对波纹管进行定位；
6、在已知厚度的构件处进行波速校准，获得超声剪切波的准确波速，然后以固定的模拟增益在梁的外侧混凝土表面沿预应力孔道的设计走向线进行阵列超声b扫测试和面扫测试；
7、s2、根据阵列超声b扫切片结果图识别波纹管和对应的波纹管上、下边缘深度范围，并以此深度范围提取该深度区间的阵列超声c扫切片图；
8、s3、以已知满浆测区的阵列超声c扫切片图所对应的超声图像特征为基准，比较分析其他测区的阵列超声c扫切片图所对应的超声图像特征来快速定性评估测区内的灌浆质量，具体是：若测试部位的超声图像特征与满浆情况对应超声图像的基准特征相比，存在成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域形态范围较宽，相对反射能量较高，表明测试部位存在不同程度的灌浆缺陷；反之，则判定为测试部位的灌浆质量良好。
9、步骤s3中，所述阵列超声c扫切片图所对应的超声图像特征包括波纹管周围成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度和反射能量的相对高低，且波纹管周围成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度为主要特征，反射能量的相对高低为辅助特征。
10、步骤s1中，进行基准满浆工况的超声面扫测试和待测灌浆工况的超声面扫测试时，不同超声面扫测试之间所设置的模拟增益大小保持一致。
11、步骤s3中，作为基准的满浆测区的阵列超声c扫切片图和待测区域的阵列超声c扫切片图进行超声图像特征比较前，二者进行超声聚焦成像时的数字增益保持一致，且选取作为基准的满浆测区其超声图像中的相对反射能量由低变高，即相对反射能量对应的颜色发生突变时，开始由绿色变为红色所对应的临界增益为最佳数字增益选取值。
12、步骤s2中，采用经过训练的yolov7模型对阵列超声b扫切片结果图进行识别，以避免其他异常反射特征对波纹管识别的干扰和对检测人员结果判断的影响。
13、步骤s1中，面扫测试时在沿x、y两个方向的网格步长为10cm。
14、有益效果：
15、第一、本发明因为可以从二维超声成像结果图中可以直观地看到波纹管的定位以及波纹管内部信号的反射情况，进而直接判定波纹管的注浆质量情况。
16、第二、本发明采用超声横波（剪切波）进行检测，无论灌浆缺陷形式为内部充水或者空气层脱空，因为横波不在空气和水两种介质中传播，导致反射能量相对较强，对灌浆缺陷的敏感性较高，检测结果更准确。
1.一种基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，首先采用阵列超声b扫切片图对波纹管进行定位，然后根据波纹管的深度和直径确定阵列超声c扫切片图的成像深度范围；进行阵列超声c扫成像之后，以灌浆完好区域的阵列超声c扫切片图为基准，比较其他测区的阵列超声c扫切片图在波纹管附近的相对反射能量大小和成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度范围来评估测区内的灌浆质量。
2.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，具体步骤如下：
3.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，步骤s3中，所述阵列超声c扫切片图所对应的超声图像特征包括波纹管周围成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度和反射能量的相对高低，且波纹管周围成像结果中颜色为红、绿色较高能量反射区域的宽度为主要特征，反射能量的相对高低为辅助特征。
4.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，步骤s1中，进行基准满浆工况的超声面扫测试和待测灌浆工况的超声面扫测试时，不同超声面扫测试之间所设置的模拟增益大小保持一致。
5.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，步骤s3中，作为基准的满浆测区的阵列超声c扫切片图和待测区域的阵列超声c扫切片图进行超声图像特征比较前，二者进行超声聚焦成像时的数字增益保持一致，且选取作为基准的满浆测区其超声图像中的相对反射能量由低变高，即相对反射能量对应的颜色发生突变时，开始由绿色变为红色所对应的临界增益为最佳数字增益选取值。
6.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，步骤s2中，采用经过训练的yolov7模型对阵列超声b扫切片结果图进行识别，以避免其他异常反射特征对波纹管识别的干扰和对检测人员结果判断的影响。
7.根据权利要求1所述的基于阵列超声扫描的桥梁预应力波纹管灌浆质量判别方法，其特征在于，步骤s1中，面扫测试时在沿x、y两个方向的网格步长为10cm。
