淺談無損檢測技術在道橋中的發展前景

(黑龍江省樺南縣公路管理站 154400)

前言：近年來，我國道橋發展迅速，在數量和質量上都取得了顯著成果，為經濟發展提供了保障。但橋梁和道路長期承受較大載荷，極易出現內部結構的破壞和變形，為道路安全帶來隱患。無損檢測技術廣泛應用于道橋檢測，并取得了良好效果。但目前我國的無損檢測技術并不成熟，還需在原有技術的基礎上，加快自主創新的進程。

1.無損檢測技術在道橋工程中的應用

1.1 超聲波技術的應用

橋梁和道路承受較大載荷，長期使用會出現疲勞和破壞，如裂隙、變形和斷裂等，在一定程度上將聲波能量釋放出來。這些疲勞和小形變積累到一定程度，道橋會在極短時間內發生巨大破壞而失效，因此必須嚴密監測。超聲波的頻率很高，其頻率傳輸貼近波的傳輸定律，利用瞬間應力波原理，可將超聲波技術應用于道橋中裂隙和斷面的檢測。其原理主要是利用物件對道橋表面進行敲擊，使其產生低頻應力波。應力波會傳播到道橋的內部，當遇到橋梁內部的交界或斷裂面時則反射回檢測設備。斷裂面以及沖擊面等產生的多種波段可以在交匯時進行瞬間共振，因此可以通過對反射波形態的分析比較，判斷橋梁結構的完整性和是否存在裂紋和損壞面，并確定裂隙的具體位置。超聲波檢測技術能對道橋提供綜合的檢測，但其準確性易受到其它因素的影響，例如材料的種類、管道的相對位置等，因此還需進一步探索和改良。

1.2 探地雷達技術在道橋檢測中的應用

當進行道路檢修作業時需要檢測地表淺層或超淺層的情況時，往往采用探地雷達技術。其原理主要為利用高頻電磁脈沖波的發射線讓橋梁結構內部接收寬頻帶短脈沖，利用天線將雷達脈沖傳送至地下。當雷達脈沖在地下傳播遇到不同典型介質的交界面時，會受到影響而使部分脈沖波的能量直接返回到地面，再被接收天線接收。通過分析反射波和發射到接收的時間，可以判斷地下的介質分布情況。與超聲波技術相比，探地雷達技術更穩定，不易受到外界環境的干擾，可進行大范圍檢測，且具有操作簡單、設備輕巧容易攜帶、檢測速度快等優點，特別是其極高的分辨率使得該技術在道橋淺層和超淺層檢測中有著突出的表現。探地雷達檢測技術通常用于檢測道路的密實性、厚度以及道橋的無損傷檢測。隨著科技發展，現已推出探地雷達車。探地雷達車在夜間也可運行，且檢測數據相當精確，進一步提高了檢測效率，為道路檢修提供了更加準確的分析依據和數據支持。

1.3 光纖傳感器技術在道橋檢測中的應用

光纖對某些特殊物理量較為敏感，并可以產生特定的反應，將該物理量轉化為光信號而使其得以測量，這就是光纖傳感器的原理。光纖傳感主要有股絞光傳感和多層反射傳感兩大特征。前者的主要原理為光纖局部出現的變化會影響傳導射光密度。通過對光變化的分析來判斷道橋內部結構的變化和損壞；后者則是通過光線從傳感器出發、到達反射裝置、返回原點所需要時間進行分析計算，從而推測橋梁的內部情況。利用這兩大特征可以制造出許多不同的光纖傳感器。光纖傳感的材料多采用石英玻璃，具有耐高溫高壓、耐腐蝕以及良好的電絕緣性和高溫穩定性，因此不易受到外界干擾。且光纖的比密度小，加工性能好，可以根據實際需要進行設計。此外，光纖傳感器可以預埋在道橋內部對其內部物理量進行測量，實現測量的持續性和實時性，從而減弱道橋隱患的發展。光纖傳感器技術還具有精確度高、穩定性好、設備輕便、體積小等優點，在道橋無損檢測中得到了廣泛應用。

1.4 圖像檢測技術

圖像檢測技術是將所獲得的道橋信息轉化為圖像，并加以分析的檢測方法。圖像檢測技術一般包括紅外線成像技術和激光全息影像技術。紅外線成像技術的主要原理是將分子熱運動產生的熱量通過紅外攝像機進行檢測，并將熱點紅外輻射轉化為橋面溫度圖像。由于分子運動和分子種類不同，其運動產生的熱量也不同，在圖像上對應不同的顏色。若檢測的道橋內部結構中出現裂紋，則溫度無法直接作用于該裂隙，導致混凝土的溫度持續升高。因此根據圖像中道橋的熱量分布情況，可以判斷其內部結構出現的缺陷和損壞。激光全息影像技術則是使用專業設備對道橋進行全面拍攝，并制成全息圖。通過對全息圖的分析和計算，推測道橋的裂痕位置和其他損壞。圖像檢測技術能夠直觀反應道橋缺陷，在道橋檢測工程中應用廣泛。

2．道橋檢測中無損檢測技術的發展思路

2.1 加強技術和設備的自主創新

與發達國家相比，我國對無損檢測技術的研發起步晚，存在較大差距，國內相關的檢測設備多為國外進口。這一方面加大了道橋檢測的經濟成本，難以實現大范圍推廣，一方面使我國無損技術的發展受到限制，不利于建筑工業的發展。因此，我國必須加強對無損檢測技術的自主研發，對已有的技術和設備進行創新和發展，盡快建立能夠大規模投入使用的無損技術及檢測設備的系統。研究人員需要充分認識到無損檢測對于道橋檢修的重要性，積極推動國內檢測由低精度、低速度、易干擾向高精度、快速度、強穩定的方向發展以及由低效率的人工檢測向高效率的自動化檢測發展。

2.2 行業進一步健全檢測內容

道橋檢測覆蓋的內容十分廣泛，包括路面情況、內部缺陷、隧道、橋涵、路基等多個方面。然而目前無損檢測在道橋中的應用并未涵蓋以上所有范圍，僅僅服務于較小區域，使無損技術在道橋檢測中有了一定的局限性。為使無損技術在道橋檢測中得到充分的利用，行業應進一步對檢測內容進行擴充，不斷發展新的檢測領域，豐富道橋檢測的無損技術和檢測設備。另外，對于道橋檢測的內容，要制定相應的標準，便于參照檢測結果。同時也要進一步完善檢測流程，確保檢測過程的規范性和有序性，從而提高檢測結果的可靠性，節約檢測成本。

2.3 提高檢測人員的專業素質

由于我國道橋無損檢測技術和設備主要依賴于國外進口，受到經濟成本和其他因素的制約，無損檢測技術難以大規模推廣，專業檢測人員的數目和專業指數較低。檢測人員的工作水平低，檢測結果也會缺乏可靠性和準確性。若檢測人員對檢測技術和儀器的使用缺乏必要的認知，甚至會造成設備折損等問題。因此，國內需要對檢測人員進行專業培訓和嚴格考核，通過對無損技術的原理學習、設備分析和檢測流程的深度學習，提高其檢測水平和專業素質。同時鼓勵檢測人員積極參與新技術和新設備的研發，為我國無損檢測技術的發展提供源源不斷的助力。

結語

道路橋梁是交通工程的重要組成部分，對于國家的經濟發展起著至關重要的作用，發展道路檢測技術是保障道橋安全的重要內容。無損技術為道橋缺陷的檢測提供了極大便利，并為道橋施工提供了方案。但目前我國的無損檢測技術與發達國家相比仍存在較大差距，國內的檢測技術和設備依然缺乏先進性，使道橋檢測工作受到了一定的局限。國家需要進一步加強對無損檢測技術的研發，敦促行業盡快對道橋檢測的內容進行深化和完善，加強對專業人員的培訓，使無損檢測技術在我國的道橋檢測中發揮更大的作用。

[1]王思博．解析無損檢測技術在道橋中的應用與發展[J]．黑龍江科技信息，2014（12）：134.

[2]張春陽.淺談道路橋梁無損檢測技術應用[J].中國新技術新產品,2012(12):96-97.