淺談無損檢測技術在道橋工程中的應用

李國輝

(雞西高速公路管理處，黑龍江 雞西 158100)

1 無損檢測技術在道橋工程施工中的具體應用

1.1 技術特征

在不影響機械設備性能的情況下，無損檢測技術可以通過測定沒有物理量來判斷機械設備的整體構建組成，除此之外，作為高新技術的產物，無損檢測技術運用物理學的發展為無損檢測奠定了堅實的理論基礎，而隨著互聯網以及計算機技術的普及，也為我們的無損檢測技術提供了更加現代化的測量工具。

1.2 無損檢測技術在我國道橋工程施工中的應用及存在的問題分析

(1)超聲波

在道橋工程施工中，橋梁中的空隙位置一般都是運用超聲波來對其進行檢測的，其檢測的原理是利用瞬間應力波的運動軌跡，利用短促的機械撞擊來產生低頻應力波，進而傳導到機械設備的內部，然后再由斷裂面直接反射回來。超聲波在道橋工程施工中進行現場檢測的時候，主要是對工程聲測管測外壁間的近距離進行測量，檢查聲測管到是否暢通，在檢測完畢之后還要向聲測管內灌水，并通過深度標志將超聲波發射與接收轉換器放置在聲測管道的測點位置上，然后再將超聲波發射，與轉化設備始終保持在固定的高度上，將二者進行同步升降，要求測量間距控制在250 mm范圍之內，并實時記錄接收信號的曲線，讀取周期值，顯示頻譜曲線。而對于工程施工中容易出現質量問題的區域，我們的施工技術檢測人員還需要對其進行重復測量。

(2)光纖傳感技術

現如今在我國的各個領域發展中，光纖傳感器的使用范圍相對來說還是比較廣泛的，尤其是在土木工程中的應用更是非常普遍，而在道橋工程中主要是用于測量混凝土結構的內部應力以及混凝土結構的變形等問題。除此之外，我們的施工技術人員還利用光纖傳感器來檢測道橋橋梁的整體運行健康狀況，并對道橋的整體結構進行系統性的分析，光纖傳感器作為全新的應變傳感器，在道橋工程中的使用頻率非常之高，它可以通過預埋來對結構的內部物理量進行實時的測量，同時也可以直接將其粘貼在測量結構的表面來進行精準測量。而采用預埋方法主要檢測的是道橋工程施工中混凝土結構的內部損傷情況以及內部損傷之后發生的應變反映，然后在根據應變關系曲線來進一步推算出混凝土結構內部的損傷方式及形成原因。我們的專家學者通過對道橋工程施工中混凝土的相關實驗論證，表明光纖測試的荷載能力要比應變片測試的線性高好幾個數量級，也就是說我們的施工技術人員需要在實際的道橋工程施工中，及時解決光纖的布設問題，只有這樣才能夠保證道橋工程長期穩定運行。一般來說我們的施工技術人員可以采取以下幾種方法來防止傳感器造成機械設備出現損壞：

首先，施工技術人員可以將一根金屬套管直接套在光纖傳感器上，然后將其與傳感器一起埋入混凝土結構當中，當混凝土進行澆筑之后，施工技術人員再將混凝土澆筑之前的金屬導管取出來，這樣一來光纖傳感器就可以與混凝土進行完美固結，而且這種操作方法還不會影響到混凝土自身的密度，也不會因為澆筑而損壞傳感器。

其次，施工技術人員還可以在鋼筋的表面開一個凹槽，這個凹槽正好可以讓光柵中的裸纖直接鑲嵌進凹槽中，這也可以對光纖起到保護的作用，而且這種做法還不會損害到鋼筋的整體質量，除了這種方法之外，施工技術人員還可以將光纖傳感器直接粘貼在鋼筋上，這種方法對測量鋼筋的應力是非常準確，但是這種方法只能適用在地平面以上的鋼

筋區域，對于地面以下的鋼筋，必須在地下粘貼傳感器，不僅操作起來非常麻煩，而且隨著時間的推移，土壤還會不斷腐蝕傳感器，從而導致傳感器失靈，降低了測量的精準度。

2 目前改善道橋無損檢測的方法及對策

2.1 聲發射法檢測

在道橋工程施工中，會涉及很多的固體材料，這些固體材料的內應力一旦產生變化，也會直接產生發射信號，而在材料加工和使用的過程中有很多因素都會引起內應力產生變化，像位錯運動、裂紋、擴展和負荷變化等等。當道橋工程中的混凝土結構在荷載作用下發生變形的時候，混凝土自身的結構也必定會發生變化，比如說出現裂紋的現象就經常出現，而裂紋出現之后往往都會以波的形式釋放自身的能量。施工技術人員在利用聲發射法對道橋工程進行檢測的時候，只需要將聲發射器直接放在需要檢測的部位上即可，然后在檢測不同位置收集到的聲波時間差，這樣就可以非常清楚的知曉問題出現的位置信息。然后在運用聲波發射器對問題位置進行檢測。

2.2 無人機檢測技術

在傳統的檢測中，使用最多的一種檢測儀器就是人工望遠鏡，但是技術人員在對一些大型的項目結構進行檢測的時候，運用這種方法就不太現實，由于在道橋設計中，很多橋梁的結構都是大型的鋼架結構，這種橋梁的整體結構非常龐大，技術人員要想采用人工望遠鏡進行檢測的話，就必須要將技術人員懸掛在橋梁的下方，下方的維修人員對其進行操作，這樣一來不僅會耗費大量的時間和精力，而且由于人工望遠鏡是人為操作的，所以在實際的操作過程中必定會忽視一些細節，這也為道橋橋梁的質量埋下了安全隱患。而利用全新研發的加載傳感器裝置的無人機檢測技術之后，可以極大的優化導航技術，保證無人機可以在距離橋梁梁地面的范圍區間內飛行，而操作人員只需要控制遙控設備就可以在地面上完成對橋梁柱面、底面以及橋梁橫梁等相關構建的拍攝和取證工作。

[1] 趙海濤.基于交變磁場測量技術的金屬表面缺陷檢測系統的研究與實現[D].國防科學技術大學，2004.

[2] 吳新璇，張仁瑜.無損檢測技術在建設工程中的應用與發展[A].第六屆全國建筑工程無損檢測技術學術會議論文集[C].2014.

[3] 趙育臺，黃丹青.地質雷達與公路無損檢測技術[A].第六屆全國工程地質大會論文集[C].2000.