芻議無損檢測技術(shù)在公路橋梁中的應用

摘要：無損檢測是指以不損及材料將來使用和使用可靠性的方式，對材料、構(gòu)件進行宏觀缺陷檢測、幾何特性測量、化學成分、組織結(jié)構(gòu)和力學性能變化的評定。公路橋梁檢測中常用的無損檢測技術(shù)有：射線檢測法、超聲波檢測法、聲發(fā)射檢測法、雷達波檢測法、紅外檢測法等。無損檢測技術(shù)具有準確、簡單、快速、可靠、經(jīng)濟無損、實時的特點。

關(guān)鍵詞：無損檢測;技術(shù);公路橋梁

引言

近些年來，隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，無損檢測技術(shù)已經(jīng)逐漸被應用到公路橋梁的病害檢測以及評價中。公路橋梁檢測是公路工程檢測技術(shù)新科學的重要內(nèi)容之一。無損檢測指的是將其他學科的各項先進技術(shù)有效、適當?shù)膽玫焦窐蛄汗こ虣z測中，它集相關(guān)公路橋梁工程學科的基礎(chǔ)知識、儀器的開發(fā)研制、測試操作技術(shù)以及檢測理論于一體。公路橋梁無損檢測技術(shù)有成本低、無損、快速且可以提供各種信息與參數(shù)等特點，特別適用于公路橋梁的快速勘查。公路橋梁無損檢測技術(shù)的改進與發(fā)展，對工程質(zhì)量的保證具有十分重要的意義。

1無損檢測技術(shù)在公路橋梁中的應用

1.1頻譜分析檢測技術(shù)

頻譜分析檢測技術(shù)是一種對不同傳播介質(zhì)中傳播表面波的傳播頻率進行分析檢測的技術(shù)。檢測原理如下分析：對公路的路面進行一次短暫且快速的沖擊，將會產(chǎn)生一系列以此沖擊源為中心的頻率波，且會沿著地表向下傳播，同時也向四周傳播瑞雷面波，通過改變沖擊的方式和力度來改變?nèi)鹄酌娌ǖ男盘栴愋秃皖l率，這樣就能夠從傳感器中檢測出不同的波的頻率。采用頻率分析技術(shù)，根據(jù)接收波的頻率變化來對不同深度的分層介質(zhì)進行力學性能分析，以實現(xiàn)準確、快速的檢測。

1.2超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)是一種根據(jù)介質(zhì)中分布在不同位置的傳感器所檢測到的超聲波在該介質(zhì)中傳播的波的各項參數(shù)，判斷該路面的結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損壞狀況的檢測技術(shù)。通過測定超聲波的傳播時間來確定超聲波的傳播速度，從而根據(jù)傳播速度與介質(zhì)間的關(guān)系確定介質(zhì)的力學性能，比如抗折強度、抗壓強度和彈性模量，同時也可以判定介質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷。超聲波檢測技術(shù)造價合理、使用簡便等優(yōu)點使其在路基路面的工程實踐中得到了廣泛應用。

1.3聲發(fā)射檢測法

聲發(fā)射檢測法的原理是：物體在力的作用下產(chǎn)生變形、甚至斷裂，導致應力松弛，釋放出應力波，那么物體內(nèi)部的微裂紋、缺陷的部位就是應力波的聲源所在。用聲發(fā)射儀器記錄下聲發(fā)射源釋放出的彈性波信號，進行分析判斷出混凝土缺陷位置大小。聲發(fā)射檢測屬于動態(tài)檢測，可以檢測對結(jié)構(gòu)安全更為有害的活動性缺陷;對大型混凝土，可以在整體范圍布置足夠傳感器，一次加載就可以快速確定缺陷的位置，效率高;可以得到缺陷隨著時間、載荷、溫度等變化而變化的動態(tài)信息，適合預測;聲發(fā)射檢測還適合形狀復雜的幾何構(gòu)件，且對構(gòu)件的接近程度要求不高。然而，聲發(fā)射信號復雜多變難以提取、易受外界干擾造成信息的失真;聲發(fā)射檢測具有不可逆性，檢測過程中的信號不可能通過多次加載重復獲得，所以數(shù)據(jù)保存非常重要。

1.4雷達波檢測法

雷達波檢測法是利用發(fā)射天線將高頻電磁波（10-2000MHz）以短脈沖寬頻帶的形式向混凝土內(nèi)部發(fā)射，接收天線采集、接收雷達波的信號，根據(jù)參數(shù)（波形、波幅、同相軸和雙程走時）分析判斷出混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷位置。地質(zhì)雷達測損技術(shù)主要利用是雷達波的“折射—反射”原理。通過雷達設(shè)備對所得數(shù)據(jù)進行分析從而得到地質(zhì)雷達的圖像剖面，再依據(jù)剖面呈現(xiàn)出來的狀況判斷公路橋梁缺損狀況。當被檢測體中出現(xiàn)異常時，異常區(qū)與被檢測體的界面兩側(cè)的電性差異相對較大，而且會出現(xiàn)較為強烈的反射波。另外，這一界面同時也是物性的特變點，通常會產(chǎn)生繞射波，由于繞射波在時間剖面上以雙曲線的形式表現(xiàn)出來，所有其雷達圖像便會呈現(xiàn)出同相軸不連續(xù)且紊亂等現(xiàn)象。此時便可以判定出異常區(qū)域的位置與深度，并且可以最終判定公路橋梁的損壞程度、位置以及類型。

1.5紅外檢測法

紅外檢測法原理是：把混凝土構(gòu)件的紅外輻射轉(zhuǎn)變成可見的熱圖像，直觀地分析出物體表面的溫度分布。當物體表面溫度分布連續(xù)時，說明物體內(nèi)部也連續(xù)沒有缺陷;當物體表面出現(xiàn)溫度梯度時，說明構(gòu)件內(nèi)部有缺陷存在，根據(jù)圖像可以直觀判斷出缺陷空洞的位置及大小。紅外檢測法測量速度極快;操作方便安全、無干擾性;測量結(jié)果形象直觀，測量范圍較大;靈敏度高，測量精度較高，具有自動化、實時性特點。但是探測器在接收混凝土紅外輻射的同時，也會接收周圍環(huán)境的輻射，所以檢測時對環(huán)境的要求很高。

2無損檢測技術(shù)在公路橋梁檢測中應用的改善對策

2.1充分利用現(xiàn)代科技

科技是第一生產(chǎn)力，只有現(xiàn)代科技不斷發(fā)展，未來才更有希望。我國目前應用的先進的無損檢測技術(shù)最開始多是從國外進行引進的，價格都比較高，而我國目前的生產(chǎn)質(zhì)量水平不高，成本居高不低，限制了技術(shù)的運用與設(shè)備的發(fā)展。如果想要充分利用國外的先進技術(shù)就必須把技術(shù)轉(zhuǎn)化成為我國技術(shù)人員能夠掌握的技術(shù)，通過不斷努力進行創(chuàng)新，提高我國的道橋無損檢測技術(shù)水平，以及在國際上的影響力。

2.2完善行業(yè)檢測內(nèi)容

道路與橋梁工程的質(zhì)量檢測由于受到環(huán)境的影響，存在著眾多的困難，由于結(jié)構(gòu)物多，需要檢測的數(shù)據(jù)非常龐大，涉及到的檢測技術(shù)不只一種，需要在前面講的幾種檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展新的檢測技術(shù)，充分利用科技的力量，對復雜性的工程進行研究分析。一般對道路與橋梁工程進行檢測時，都是對其本身進行全方位的檢測，而不是只對某一根樁進行檢測，所以需要檢測技術(shù)行業(yè)不斷完善發(fā)展，促進檢測水平的全面提高。

2.3提高檢測人員素質(zhì)

道路橋梁的檢測工作是一項非常復雜的工作，首先需要對橋梁與道路本身的結(jié)構(gòu)與材料知識進行掌握，對檢測技術(shù)的應用、檢測設(shè)備的使用都要進行全面的掌握，才能在實際的檢測過程中充分實現(xiàn)功能最大化。目前我國在道路與橋梁質(zhì)量檢測過程中，工作人員的素質(zhì)還不免全面，基層人員無法對先進的設(shè)備與技術(shù)進行全面掌握，這對檢測效果造成了一定的影響。在無損檢測技術(shù)的應用中，要把基礎(chǔ)理論知識與實際的實踐進行緊密結(jié)合。我國道路與橋梁的數(shù)量眾多，需要的技術(shù)人員與施工人員數(shù)量也較多，專家要提前進行充分的培訓，了解檢測技術(shù)的基理與設(shè)備的工作原理，才能在實際的檢測中充分利用經(jīng)驗實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合。

2.4增強檢測設(shè)備的研發(fā)能力

我國的檢測技術(shù)在不斷進步，但依然落后于先進國家的普通水平，在設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)中，同樣也難以拿出高質(zhì)量的檢測設(shè)備。在未來的研究中，需要不斷提高設(shè)備的研發(fā)能力，把技術(shù)充分地體現(xiàn)于設(shè)備的使用中，結(jié)合我國的實際市場需求，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品。我國工業(yè)發(fā)展水平?jīng)Q定著檢測設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，目前我國在質(zhì)量保證領(lǐng)域還做的不夠好，需要進一步引入質(zhì)量觀念，提高管理水平，把先進的理論體現(xiàn)到實際的工作當中去。

3結(jié)語

在當今經(jīng)濟飛速發(fā)展的時代，公路橋梁的檢測與維修早已不再局限于僅對工作性能、質(zhì)量的改善與維修，而是應當具備高效、準確的特點。公路橋梁無損檢測技術(shù)也就在這種情況下應運而生，它在很大程度上節(jié)省了工程的修復時間以及工程的造價，因此，公路橋梁無損檢測技術(shù)具有廣闊的發(fā)展、應用前景。

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