道路橋梁工程檢測技術

摘 要：科學技術飛速發展帶動著道路橋梁事業也快速發展。然而，隨著時間的推移，許多橋梁道路進入了養護、維修階段，隨之暴露出諸多問題。文章對用于檢測這些問題的技術，例如超聲波檢測技術，雷達檢測技術，圖像技術進行介紹和總結。

關鍵詞：道路橋梁；技術原理；優勢

近幾年來，受車禍、超載和養護不當等人為因素，以及地震、洪水等自然因素的影響，道路橋梁出現了各種各樣的關于其結構損傷、病害的問題，縮短了其使用壽命，為保證道路橋梁的運營安全，需要對其進行檢測。道路橋梁檢測技術應運而生，并快速發展起來。

1 關于聲發射法和超聲波檢測技術的介紹

道路橋梁檢測即對橋梁各方面情況進行如實的評估。我國現在有許多無損檢測技術，首先我們介紹聲發射法和超聲波檢測技術。

1.1 聲發射法和超聲波檢測的原理

聲發射的定義為當材料因受到了外界影響后發生了結構的變形的時候，會使物體結構從變形等損傷源頭以很快的速度釋放出能量并因此發射出彈性波的現象。我們簡稱為AE，造成這種現象的主要原因是它的應力在材料中分布不均勻，致使能量由高能的狀態向穩定態轉變。應用聲發射儀器針對這種現象進行觀測、統計和分析聲發射信號，并利用此信號判斷聲發射源的技術就是聲發射法。

超聲法檢測技術的主要原理是指在應用超聲波檢測儀的情況下結合聲波換能器的的使用，將超生脈在傳播過程中的速率、振波和主頻率等數據進行統計和研究。統計好數據后要按照這些測好的數據和其變化的動態來檢測道路橋梁的工程質量和其缺點。

1.2 聲發射法和超聲波檢測的流程及優勢

對于聲發射檢測技術來說，結構中的傷源處從形成到發展再到與其它界面之間發生斷裂的過程等等，這些都可能會成為聲發射源。材料發射出的這些聲信號包含著許多關于物體本身的信息，對這些信號進行檢測和分析，就能得到許多有用的信息，找出橋梁道路的缺陷。此技術有以下幾個優點：首先，由于它檢測的是外力條件下的材料活動信息，所以它可以更客觀的檢測出道路橋梁是否安全可靠；其次是它具有很高的靈敏性和實時性，而且檢測范圍可以達到很遠；第三，即使是材料在使用的過程中也可以用此方法進行檢測，兩者互不干擾并且仍具有很高的準確性。相比之下利用超聲波檢測技術進行道路橋梁檢測時，由于超聲波能夠穿透混凝土結構并在其中傳播，它具有操作簡單、使用安全的優點，而且需要耗費的資金也不是很高。但是因為超聲波檢測過程中不容易連續有效檢測缺陷信號，所以在用此技術對道路橋梁進行檢測時，一般實行對多測點數據進行比較的方法和概率統計的原理來處理數據。這種缺陷評估的方法因為無法提供較高的準確度，所以要進行多測點檢測。

2 關于地質雷達檢測技術的介紹

2.1 地質雷達檢測技術的工作原理

地質雷達監測技術是依靠地質雷達對材料發出較高頻率的電磁沖擊脈，材料將此頻率的電磁沖擊脈相應的反射回去，根據材料的反射情況來推斷材料缺陷位置的方法。它可以應用于許多領域，具有較高準確度、直觀而且方便快捷的高科技檢測方法，又被稱為探測雷達技術。在地質雷達監測技術中主要應用地質雷達儀器。此儀器在使用過程中首先需要監測工作人員向控制單元發射指令，當控制單元感應到指令之后會發射出信號并對地面發射高頻率的電磁波。被探測的結構遇到電磁波之后由于其結構的不均勻性而將其中的一些電磁波反射回去，再通過信號的轉到傳入到工作人員的電腦中，電腦屏幕上就會顯示出所測物體的信號成像，我們可以由這些圖像分析所測物體的內部情況。

2.2 用地質雷達檢測道路橋梁的優勢

地質雷達檢測方法的風險比較低，所以常用于對橋梁管道和加固區域進行位置的確定。它在低分辨率情況下進行檢測的時候具有很高的準確性。還能夠有效繪制空洞或剝離程度，速度快，覆蓋范圍廣，沒有對人類身體有害的輻射，所以在應用的時候非常安全。在不能有損傷的結構等要求比較嚴格的結構中地質雷達檢測技術也是很好的選擇。

3 關于沖擊回波法檢測技術的介紹

3.1 沖擊回波技術工作原理

沖擊回波技術是指通過在瞬間的沖擊力下發出低頻的應力波，當它傳到物體里面的時候，缺陷部分就會將這種應力波反射回來，由反射源旁的傳感器和數據處理儀器對其進行記錄和分析。沖擊回波技術將所記錄的信號進行幅值譜分析，譜圖中的明顯峰正是由于沖擊表面、缺陷及其它外表面之間的多次反射產生瞬態共振所致，它可以被識別出來并被用來確定結構砼的厚度和缺陷位置。是一種比較新的無損檢測方法。

3.2 沖擊回波技術的優點

沖擊回波技術具有很多優勢，相比超聲波方法來說，它因為只需要一個測試面而比超聲波方法簡便易行；其次，信號傳導的時候難免會遇到高信號雜波的干擾，超聲波技術就無法解決這種問題，沖擊波技術因為使用的聲波頻率斷，所以避免了高信號的雜波問題；第三，因為超聲波技術需要兩個測試面，如果測試位點比較深的話測試面的定位就比較難，而沖擊回波技術可以測試到深達一百八十厘米的地方，況且又只需要一個測試面，這就為測試工作提供了很大的方便；第四，沖擊回波方法只要單手就可以運行，避免了耦合劑的麻煩，因為在使用耦合劑的時候需要很多的數據才能確定缺陷部位，而且無法知道缺陷深度。

4 關于紅外熱像檢測技術的介紹

4.1 紅外熱像檢測技術原理

紅外熱像檢測技術是指當物體遇到紅外輻射的時候，會呈現出一系列的熱像，通過將這些溫度場在物體表面的表現情況顯示在圖片上來觀測出物體存在的缺陷的技術。應用此技術的時候會經常涉及到紅外熱像儀。紅外熱像儀器的工作原理是依據結構體內的一系列性質將紅外輻射能量傳遞并轉換給傳感器，然后對電路進行放大等處理，將結構的溫度表現情況顯示出來。主要應用于道路橋梁檢測中。

4.2 使用紅外熱像技術的好處

紅外熱像技術的好處有以下幾點：首先，它具有高效率、靈活、方便易行和高精度等優點，它對溫度的分辨率已經到達0.1℃，而且不論是動態還是靜態，都可以應用此技術。其次，它不需要很長時間就可以對道路橋梁進行檢測和研究，同時又不失其準確度。第三，因為紅外熱像探測儀是針對紅外線而言的，所以當道路橋梁的表面溫度比零攝氏度高的時候就能應用紅外熱像技術。第四，紅外熱像檢測技術的探測焦距可以從20cm到無窮遠，因此更加適合具有非接觸性及大范圍性無損檢測。

5 結束語

由于社會經濟和科學技術的發展，我國的道路橋梁技術也進入了迅速發展的階段。但是在發展的過程中也不乏許多質量問題的出現，使得我國的各大橋梁都需要進行檢測和維護。針對此情況我國先后興起了各種高科技的檢測技術，比如紅外熱像技術、地質雷達檢測技術和超聲波檢測技術等，這些技術各有優點和缺點，能夠針對橋梁不同部位和結構進行合理分析與判斷。道路橋梁檢測是一項十分繁雜的工作，它不僅需要一定的先進技術和儀器，還需要檢測人員具備較高的工作水平，所以我們要將高技術人員和高科技技術結合到一起，共同促進道路橋梁檢測工作的健康快速發展。

參考文獻

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