钢筋混凝土电杆的无损检测方法与耐久性研究探讨

袁雪莲 皖江工学院

胡杰 马鞍山中鑫工程质量检测咨询有限公司 安徽马鞍山 243000

1.前言

电力是推动社会发展的动力，人类的一切活动都离不开电力，特别是经济的发展需要电力，依赖于电力。我国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要中提出，在“十一五”期间，我国要大力发展电力，加强电网建设，建设西电东送三大输电通道和跨区域输变电工程，扩大西电东送规模，继续推进西电东送、南北互济、全国联网。目前，我国跨区域输电主要依靠500千伏交流和500千伏直流，正在研究建设1000千伏交流、正负800千伏直流输电网络。我省的输电骨架主要有500千伏交流和500千伏直流以及220千伏和110千伏的交流输电网络。在过去的110～220千伏以及以下电压的输电线路上基本上都采用钢筋混凝土杆支撑，现在不论哪种电压等级的输电杆塔都采用钢制塔杆，但其基座都普遍采用钢筋混凝土制作，同样都存在钢筋混凝土的老化与寿命问题[1]。

钢筋混凝土电杆或钢塔基座在服役过程中经受着多种破坏作用，除了人为造成的损害之外，主要受到下列自然作用：（1）荷载作用引起混凝土开裂破坏；（2）风沙冲蚀；（3）雨水溶蚀；（4）酸雨和盐雾（如沿海地区）造成混凝土腐蚀和钢筋锈蚀；（5）碳化引起混凝土中性化和钢筋锈蚀；（6）地下水中各种盐类的侵蚀；（7）冻融破坏[2]。所有这些作用都将影响钢筋混凝土电杆和塔座的耐久性。

一般钢筋混凝土的耐久性检测，都是针对使用中或即将使用的钢筋混凝土构件，以不能破坏其整体结构为根本，因此多会采用无损检测的方式。无损检测的种类很多，包括表面硬度力学法（回弹、贯入阻力、拔出等）、超声法、共振法、辐射法、电磁法、红外技术、冲击回波法、综合法等等，其中较为常用的是前面的三种方法[3]。

（1）回弹法：回弹法是通过使用瑞士E.Schmid于1948年发明的回弹仪测定混凝土表面硬度继而推断混凝土耐久性各指标的方法。其原理为：借助已获得一些拉力的弹簧所连接的弹击杆弹击混凝土表面，其回弹的距离与原始距离之比即回弹值，得到回弹值后，查建立的回弹值与强度的关系表或利用公式计算出钢筋混凝土的强度，继而由此推算其耐久性相关数值。缺点是只能测试表层深度的混凝土[4]。

（2）超声法：由于超声脉冲波通过混凝土的速度与材料的弹性性质有关，通过测定超声波的传播时间和脉冲在混凝土中的衰减值，可以探测混凝土中的缺陷、裂缝、动弹模量及强度，其原理是超声波通过破损以最短距离传递，混凝土越密实，传播速度越快。目前这种方法在混凝土无损检测中应用广泛[5]。

2、国内外研究动态

目前，国内外对于钢筋混凝土电杆的相关研究还鲜见报道。钢筋混凝土电杆由于其分布范围广，所处自然条件变化大，荷载条件也具有一定的特殊性，故其各种破坏因素作用规律和物理力学性能演变规律有共性，也有一定的特殊性[6]。

对于各种单一病害破坏因素作用下混凝土耐久性问题，国内外开展的研究工作已经取得大量成果，一些有关作用机理、影响因素等科学问题在学术界已达成共识，一些预防措施、预测模型等在实际工程中得到很好的验证和应用[7]。许多国家都制定了行业或者国家的耐久性试验规范，用以评价混凝土在单一因素作用下的耐久性能，关于混凝土耐久性的论文、报告、著作更是不计其数。

然而，钢筋混凝土结构并不是在单一因素下工作的，一般都承受两种或两种以上的因素共同作用。多种因素共同作用时，对混凝土的损伤作用并不是各单一因素作用的简单叠加，各因素产生的交互作用使得杆塔钢筋混凝土在服役期中的破坏过程极其复杂[8]，因此，研究在役钢筋混凝土电杆破坏的综合原因，建立ANSYS有限元分析模型，综合分析荷载、温度、碳化、钢筋作用、腐蚀等因素共同作用时，钢筋混凝土电杆的力学时变规律、变形预测、裂缝开展模拟等[9]，这样的课题在国内尚不多见。

3、小结

目前无损检测主要应用于素混凝土材料的强度研究，且多为对实验式样的研究。对于现实中建筑物正在使用或即将使用的钢筋混凝土构件，涉及相对较少。由于现在大部分的建筑为钢筋混凝土结构，且这些结构在经历了较长时间的使用，或者在经历了各种不同外界条件的交替作用之后，其内部或多或少会产生变化，具体表现为强度下降，耐久性能下降（如轻微变形、细小裂缝等）承载能力也随之降低。要找出这些表现的根源，并由此提前预判这种破坏性的变化，或者在破坏初期及时采取相应的方法适当控制，以提高钢筋混凝土的使用寿命及减少由此带来的危险，就可以也只能采用无损检测的方式[10]。这种方式，一是保证在检测过后，所检测钢筋混凝土构件不被破坏，并延续良好性能；二是能采取妥善措施，同样采用无损的方式维系当前的状况，甚至有所改进。