橋梁無損檢測技術(shù)的現(xiàn)狀研究

王計寶

摘要：隨著科技進步和社會發(fā)展，橋梁建設(shè)迎來了新的發(fā)展高峰，橋梁無損檢測技術(shù)成為人們關(guān)注的重點問題。近年來，各類橋梁安全事故的發(fā)生使橋梁檢測技術(shù)的研究備受矚目。本文闡述了橋梁無損檢測技術(shù)的發(fā)展歷程，在此基礎(chǔ)上討論了橋梁無損檢測技術(shù)的應用狀況，以期對橋梁檢測工作的提高有所幫助。

關(guān)鍵詞：橋梁；無損檢測；技術(shù)

近年來，我國橋梁建設(shè)項目不斷增多。施工技術(shù)和施工水平也隨之提升，各種新工藝、新技術(shù)、新材料層出不窮，橋梁橋型和橋梁跨度記錄不斷被刷新，這些成就在鼓舞人的同時，也不可避免的存在著各種安全隱患，橋梁工程往往因為內(nèi)部將結(jié)構(gòu)問題、橋梁老化問題以及其他各種問題造成重大橋梁安全事故，橋梁無損檢測技術(shù)在提高橋梁安全性能和增加使用壽命方面起著至關(guān)重要的作用，成為學術(shù)界探討的熱點話題。

1.橋梁無損檢測技術(shù)的內(nèi)涵及發(fā)展歷程

所謂橋梁檢測技術(shù)，是指保持橋梁原有結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，利用各種手段和方法測定橋梁的相關(guān)物理參數(shù)和變量，通過技術(shù)檢測判斷橋梁的結(jié)構(gòu)性能是否達到要求和相關(guān)規(guī)定。此種檢測方法在現(xiàn)階段應用范圍很廣，主要應用于測試宏觀結(jié)構(gòu)力學的性能方面，多數(shù)與結(jié)構(gòu)安全有關(guān) ，發(fā)現(xiàn)某些宏觀缺陷，在橋梁檢測中發(fā)揮著重要作用。無損檢測技術(shù)在橋梁中的應用與橋梁建設(shè)所使用的建筑材料、橋梁結(jié)構(gòu)特性、所選取的物理量及相互間的關(guān)系以及用于檢測的方法和儀器等有關(guān)。隨著科學技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，橋梁檢測技術(shù)依托信息通信和計算機網(wǎng)絡產(chǎn)生了新的測試工具。橋梁檢測技術(shù)的形成和發(fā)展離不開混凝土無損檢測技術(shù)的推動，混凝土無損檢測技術(shù)產(chǎn)生于上世紀30年代，先后經(jīng)過了表面壓痕技術(shù)到超聲波脈沖檢測技術(shù)的發(fā)展和跨越，如今已經(jīng)形成了一個完整的技術(shù)體系。橋梁無損檢測技術(shù)在此基礎(chǔ)上，借助科技進步成果也研發(fā)出了一系列先進技術(shù)，例如雷達掃描技術(shù)、微波吸收技術(shù)以及紅外熱譜技術(shù)等。當前無損檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展較為成熟和完善，并且有英國BSI頒布的標準和美國ASTM頒布的標準，這些標準為無損檢測技術(shù)的進一步發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀與最

新動態(tài)

2.橋梁無損檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀

在橋梁建設(shè)中重視橋梁無損檢測技術(shù)的應用經(jīng)歷了較長時間，隨著橋梁結(jié)構(gòu)的安全性問題不斷出現(xiàn)，人們才開始重視橋梁無損檢測技術(shù)的應用。部分經(jīng)常性的橋梁檢測項目仍在使用傳統(tǒng)的橋梁常規(guī)檢測。傳統(tǒng)的橋梁常規(guī)檢測沒有運用先進的技術(shù)手段，僅僅起著外觀檢測的補充作用，其檢測方法主要借助動靜載試驗、目測、混凝土硬度實驗、腐蝕作用試驗以及超聲波探測等。目測主要依靠測試專家的感性判斷，目測結(jié)果的誤差較大，不能準確客觀地反映結(jié)構(gòu)損傷狀況；靜載試驗主要用于測試橋梁的應變和饒度狀況，同時也要借助參考目測結(jié)果，通過兩種方法的綜合進行橋梁狀況的評定。除此之外，在檢測橋梁裂紋時，通常使用液體滲透、磁分子、渦流儀和超聲波以及聲發(fā)射技術(shù)，判斷鋼橋結(jié)構(gòu)體積是否損傷時，通常采用X射線進行攝像，這樣能夠清晰的觀察橋梁缺陷。檢測混凝土橋時，對于整體結(jié)構(gòu)的探測主要使用荷載試驗和模態(tài)分析方法，對于局部的檢測使用超聲波、沖擊反射、磁電阻抗、銹蝕勢能、遠紅外熱像、地面滲透雷達、X射線攝像和聲發(fā)射等方法。

3.橋梁無損檢測技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)

隨著人們對橋梁無損檢測技術(shù)的重視和關(guān)注，近年來，橋梁無損檢測技術(shù)又有了新的突破性發(fā)展，一些新的技術(shù)和方法被廣泛應于與橋梁檢測。最常見的有激光雷達檢測法、全系干涉儀檢測法、激光斑紋檢測法、雙波長遠紅外成像檢測法和磁漏攝動檢測法等，這些方法被廣泛應用于橋梁下部結(jié)構(gòu)撓度、表面變形狀況、混凝土層損傷程度，以及鋼索、鋼梁及混凝土內(nèi)部鋼筋等各方面的檢測中。一些專家學者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，當橋梁結(jié)構(gòu)的阻力、剛度以及質(zhì)量產(chǎn)生變化，如果將結(jié)構(gòu)震動模態(tài)作為權(quán)數(shù)，對橋梁結(jié)構(gòu)損傷之前和損傷之后的模態(tài)變化量進行適當?shù)募訖?quán)處理，就能夠?qū)蛄簡卧獡p傷進行識別和定位。

從目前已有研究取得的進展和成果看，美國聯(lián)邦公路總署啟動的公路橋梁無損檢測技術(shù)的大型研究項目，該研究項目涉及眾多新型技術(shù)，開展的課題也十分廣泛，已經(jīng)啟動的項目主要有疲勞裂紋探測及評估磁鐵方法、橋面板檢測系統(tǒng)、強迫振動響應法、銹蝕探測及評估技術(shù)、橋梁測試及健康監(jiān)視系統(tǒng)和激光振動計測量法幾種。

首先，先進的銹蝕探測和評估技術(shù)。該技術(shù)主要有磁漏探測技術(shù)、探測先張法壓漿空隙的沖擊—反射系統(tǒng)以及埋入式銹蝕微傳感器和磁測量系統(tǒng)。

其次，先進的疲勞裂紋探測和評估磁鐵方法。該系統(tǒng)主要由新型超聲波及磁分析儀系統(tǒng)、熱成像系統(tǒng)、便攜式聲發(fā)射系統(tǒng)、無線應變測量系統(tǒng)、微波探測和定量分析和無源疲勞荷載測量設(shè)備、電磁—聲發(fā)射傳感器等部件構(gòu)成，能夠?qū)蛄毫鸭y進行更為精確的檢測。

然后，先進的橋梁測試和健康監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要借助發(fā)送的無線電對整個橋梁進行監(jiān)測，對于橋梁的變形情況主要采用GPS進行觀測，或是采用TRIP鋼傳感器監(jiān)測超載狀況，TRIP鋼有特殊的化學元素。

再次，先進的橋面板檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括雙帶遠紅外熱成像系統(tǒng)和地面滲透雷達。雙帶遠紅外熱成像系統(tǒng)采用兩種不同的紅外波長，檢測瀝青覆蓋的混凝土脫落狀況與橋面板的裸露混凝土狀況，地面滲透雷達主要采用先進的信號處理和成像方法以及脈沖雷達與人工光柵技術(shù)，構(gòu)建二維圖像和三維圖像，這些圖像反映著橋面板的內(nèi)部圖像。

最后，強迫震動響應法和激光震動計測量法。強迫震動響應法主要用于評估橋梁下部結(jié)構(gòu)，激光震動計測量法主要用于測量斜拉索的索力和無損檢測。這些研究和發(fā)現(xiàn)為橋梁無損檢測技術(shù)的提升奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，有助于無損檢測技術(shù)的進步一發(fā)展。

4.總結(jié)

對橋梁無損檢測技術(shù)進行研究和探討，，不僅有助于保證橋梁工程的施工質(zhì)量，還體現(xiàn)了以人為本的理念，對國家橋梁工程建設(shè)的發(fā)展和人員的人身財產(chǎn)安全有重要意義。無損檢測技術(shù)應當成為一項系統(tǒng)工程，在新橋設(shè)計中居于重要地位，使該項技術(shù)融入橋梁健康檢測系統(tǒng)，成為現(xiàn)代橋梁管理系統(tǒng)的重要組成部分。

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