公路橋梁無損檢測技術(shù)探討

趙盈江

(云南公路工程試驗檢測中心)

1 橋梁無損檢測技術(shù)的意義

橋梁技術(shù)的高速發(fā)展導致橋梁結(jié)構(gòu)損傷評定方法的多樣化，越來越依賴儀器檢測。無損檢測技術(shù)主要在結(jié)構(gòu)安全宏觀力學性能以及宏觀的缺陷測試中使用。在橋梁工程應用中，主要和橋梁自身材料以及結(jié)構(gòu)特征判定上使用，選取可以直接反映橋梁性能的物理量，確定彼此之間存在的函數(shù)關(guān)系。無損檢測技術(shù)的使用范圍較廣，從整體上對其進行分類可以分為整體結(jié)構(gòu)識別與局部結(jié)構(gòu)識別。因為橋梁是多材料搭配構(gòu)成的個體，不同結(jié)構(gòu)組合構(gòu)成的綜合性系統(tǒng)的應力狀態(tài)與易損程度也存在一定的差異，所以橋梁檢測范圍也比較廣泛，多項目檢測提升了橋梁檢測工作的難度。想要徹底的了解橋梁損傷情況，作為檢測人員首先應當研究會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆損傷的因素，因為橋梁隨著使用年限的不斷增加，出現(xiàn)問題的必然的，但是可以通過事先檢測的方式將嚴重的問題扼殺在萌芽中，從這一角度分析，將橋梁損傷整理分類為材料損傷以及結(jié)構(gòu)損傷是最符合實際工程情況的。鋼筋與混凝土是橋梁的主要組成部分，橋梁使用環(huán)境與實際受力情況會直接影響到橋梁損傷的形成與發(fā)展狀況，反映到材料本體就會體現(xiàn)在疲勞損傷以及鋼筋的銹蝕上。

2 橋梁無損檢測方式

2.1 混凝土強度檢測

半破損法檢測混凝土強度是公路橋梁檢測中比較常見的一種檢測方式，在不影響構(gòu)件整體承載能力的基礎上，直接在橋梁構(gòu)件上進行局部性的破壞試驗，有時也會根據(jù)實際情況通過鉆取芯樣的方式來進行試驗。常見的鉆芯法、射擊法等都屬于該范疇。鉆芯法主要使用鉆機來完成，從結(jié)構(gòu)混凝土當中通過鉆取芯樣進行試壓的方式來檢測混凝土的強度，也可以通過該方式來檢測混凝土的內(nèi)部質(zhì)量。鉆芯法檢測比較直觀，結(jié)果精準，但是該檢測方法會損壞橋梁本體，對構(gòu)件造成的負面影響比較大，檢測成本高，所以通常會柔性的將鉆芯法與其余檢測方法相互結(jié)合，取長補短，減少對橋梁造成的負面影響。射擊法也被稱之為探針法或者是貫入阻力法，使用溫澤探針將硬質(zhì)的合金釘打入混凝土當中，檢測釘體外露的長度，將其作為混凝土貫入的阻力度量，通過外露長度來計算混凝土自身強度。外露長度越多，則代表混凝土的強度越高，該方法適合在混凝土早期發(fā)展情況下使用，也可以在相同結(jié)構(gòu)但是不同位置的混凝土中應用，對混凝土的強度進行比較，但該方法測試結(jié)果受混凝土骨料影響比較明顯。

非破損法在混凝土強度檢測中的使用頻率較高，可以在不給混凝土造成任何負面影響的前提下來檢測混凝土的強度及其余方面的性能，對物理量進行檢測，通過相關(guān)關(guān)系來推斷混凝土強度。一般情況下，可以通過回彈法、超聲脈沖法、射線吸收與散射法、成熟度法等來進行檢測。其中回彈法代指使用回彈儀對混凝土的抗壓強度進行檢測，是表面硬度法的另類體現(xiàn)。其主要工作原理是回彈儀所攜帶的運動錘通過運動的方式產(chǎn)生撞擊，這一撞擊會直接作用于混凝土的表面，擊中沖擊桿以后，對重錘反彈距離進行測量，將回彈數(shù)值作為主要指標來判定混凝土強度，該方法操作比較簡捷。在使用超聲波法對混凝土的強度進行檢測時，主要依靠超聲波的傳播速度以及混凝土的彈性性質(zhì)二者之間的關(guān)系，檢測過程中，超聲聲速可以通過混凝土自身彈性模量及其力學強度內(nèi)在關(guān)系和混凝土的抗壓強度之間構(gòu)建起相應的關(guān)系，通過該關(guān)系測定混凝土強度。

綜合法檢測混凝土強度將是以后檢測方法研究的主要方向，其本質(zhì)就是將兩種或者是兩種以上無損檢測方法結(jié)合在一起，通過結(jié)合的模式來獲得物理參量，構(gòu)建混凝土強度和物理參量之間的關(guān)系，便于從不同的角度對混凝土強度進行綜合性評價。因此該方法的準確性和可靠性要比單一物理量的無損檢測方法更高，目前應用最廣泛的有超聲—回彈法。

2.2 混凝土缺陷無損檢測

超聲法是目前使用頻率最高的混凝土缺陷無損檢測方式，主要利用超聲的聲時、波幅、頻率及波形等多元素參數(shù)來檢測混凝土的深淺裂縫，也可以對混凝土存在的不密實區(qū)與空洞位置進行檢查，判定表面損傷和混凝土內(nèi)部的勻質(zhì)性缺陷。該檢測方式經(jīng)過多年來的時間應用，已經(jīng)趨于成熟，在公路橋梁無損檢測技術(shù)中占據(jù)一席之地。目前已編制了CECS 21∶2000 超聲法檢測混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程，該規(guī)程已經(jīng)被明確提出且頒布。另外混凝土的保護層厚度無損檢測也是橋梁檢測中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因為在自然環(huán)境中混凝土保護層厚度不足會導致鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的銹蝕，從而直接影響鋼筋混凝土構(gòu)件的使用壽命，所以在無損檢測時，通常會采取電磁感應的方式進行檢測。

3 動力試樁

從當前我國的實際情況來看，動力試樁可以分為小應變法以及大應變法。其中小應變法主要在對樁身內(nèi)部是否存在缺陷進行檢測時使用。使用PIT 樁身測試儀對其進行檢查可以準確的反映出灌注樁混凝土離析、縮頸、夾泥和孔洞的實際情況，方便相關(guān)工作人員對其進行評價，但是從實際使用情況來看，檢測出的數(shù)值和橋梁實際承載力存在較大的誤差。大應變法通常用于單樁承載力測試中，該方法的本質(zhì)是土動力學與波動理論相結(jié)合的一種樁基檢測技術(shù)。適合對中小型樁進行檢測，將動靜對比的試驗數(shù)據(jù)作為基本檢測依據(jù)，誤差通常在20%以內(nèi)。

4 結(jié)束語

近年來我國經(jīng)濟發(fā)展速度較快，經(jīng)濟發(fā)展離不開公路橋梁等運輸媒介，所以保證橋梁的正常運行是十分重要的。公路橋梁相關(guān)工程在進行日常養(yǎng)護與日常維修時，必須要使用無損檢測技術(shù)，定期對橋梁進行檢測，及時發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題，進而制定相應的解決措施對橋梁進行修復，延長橋梁使用壽命。從動力試樁、混凝土缺陷無損檢測、混凝土強度檢測等方面入手，結(jié)合當前我國的實際情況，對公路橋梁無損檢測技術(shù)進行闡述，提出檢測過程中的關(guān)鍵之處及關(guān)鍵技術(shù)，旨在提升檢測質(zhì)量，保證橋梁的日常運行，促進經(jīng)濟發(fā)展。

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