淺析混凝土橋梁內(nèi)部缺損無損檢測技術(shù)及評定標(biāo)準(zhǔn)

王濤濤

摘 要：隨著國家的發(fā)展與橋梁構(gòu)件的集體工廠化生產(chǎn)，混凝土橋梁的數(shù)量也越來越多，而在大興土木的背后，不可避免地存在著結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺損，為了更加高效地完成橋梁施工，使橋梁投入使用后能堅(jiān)實(shí)耐用，對橋梁進(jìn)行定期的無損檢測就成了非常重要的事情。

關(guān)鍵詞：混凝土橋梁 內(nèi)部缺損 橋梁無損檢測

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0075-02

對于橋梁建設(shè)來說，橋梁的穩(wěn)定性一直是重中之重，而隨著使用時(shí)間的增加，橋梁磨損的程度也隨之增加，橋梁內(nèi)部存在的缺損也漸漸顯現(xiàn)出來，嚴(yán)重影響了橋梁的安全與使用，因此在不影響橋梁使用的情況下，對混凝土橋梁進(jìn)行內(nèi)部無損檢測就非常有必要[1]。

1 混凝土橋梁概述

混凝土橋梁一般指預(yù)應(yīng)力混凝土橋，是以預(yù)應(yīng)力混凝土作為上部結(jié)構(gòu)的主要建筑材料的橋梁，由于使用預(yù)應(yīng)力施工，使得各結(jié)構(gòu)接頭安全可靠，同時(shí)節(jié)省鋼材，降低了施工成本，但自重比鋼筋混凝土橋大，施工工藝略復(fù)雜且工期較長是混凝土橋梁的普遍缺點(diǎn)，但隨著技術(shù)的發(fā)展，這些問題也在不斷地克服。

2 橋梁內(nèi)部缺損無損檢測技術(shù)

對于橋梁的無損檢測多以局部檢測為主，早期橋梁內(nèi)部的缺損無損檢測技術(shù)一般有9種方法，分別是：表觀檢測、著色探傷、聲發(fā)射、電位差法、超聲脈沖、探底雷達(dá)、沖擊回波、紅外熱像和透析成像，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來GPS技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、信息融合技術(shù)等新的檢測技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，可以說，橋梁內(nèi)部無損檢測已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，而在未來，各種技術(shù)的革新也必將推動(dòng)檢測技術(shù)的進(jìn)一步變革，促使橋梁檢測技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展[2]。

3 早期橋梁檢測技術(shù)與弊端

早期的橋梁檢測一般分為上述的9種，這里進(jìn)行具體介紹：（1）表觀檢測。早期的橋梁檢測技術(shù)主要依靠的是動(dòng)靜載荷試驗(yàn)與在現(xiàn)場進(jìn)行的表觀檢測，表觀檢測即檢測人員對橋梁外在的狀態(tài)進(jìn)行的調(diào)查，包括橋梁混凝土體的老化、脫落、磨損等缺損的檢測，這種檢測方式是最常見的檢測方法，能夠非常直觀地表現(xiàn)出橋梁的狀態(tài)，同時(shí)對于人員與技術(shù)也沒有特殊要求，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，但同樣的，這種檢測由于由檢測人員實(shí)地檢測，檢測人員的主觀性就影響著檢測結(jié)果，而且效率低、費(fèi)時(shí)，對橋梁內(nèi)部的缺損無法準(zhǔn)確觀察；（2）著色探傷技術(shù)。著色探傷是將溶有彩色顏料的滲透劑摻入橋梁表面的細(xì)小裂縫中，而后涂抹吸附劑，使裂縫中的彩色染料滲至橋梁表面，從而根據(jù)染料的紋路判斷橋梁內(nèi)部磨損的情況，這種技術(shù)操作簡單，且無需大型設(shè)備支持，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但技術(shù)精度低，且需要對橋梁表面進(jìn)行預(yù)先處理，效率較低；（3）電位差法技術(shù)。電位差法即通過物質(zhì)的電化學(xué)性進(jìn)行的分析，主要應(yīng)用于檢測混凝土橋梁鋼筋等金屬構(gòu)件的銹蝕與裂縫深度，具有檢測便利，可以對水下橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行檢測等特點(diǎn)，但檢測精度低，需要對表面進(jìn)行預(yù)先處理并且只適用于發(fā)現(xiàn)橋梁裂縫后進(jìn)行的檢測；（4）聲發(fā)射技術(shù)。聲發(fā)射技術(shù)是運(yùn)用儀器通過對聲發(fā)射源在結(jié)構(gòu)中釋放出的彈性波進(jìn)行檢測分析，從而獲取結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺損的情況，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測、效率高、檢測速度快等特點(diǎn)，但對檢測周圍環(huán)境噪聲影響大、信息讀取難度高；（5）超聲脈沖技術(shù)。超聲脈沖技術(shù)是依靠超聲波在傳播的過程中發(fā)生的反射、擴(kuò)散以及能力衰減等情況，判斷橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況以及混凝土強(qiáng)度等工程信息，這種技術(shù)可對橋梁進(jìn)行多次反復(fù)檢測，且經(jīng)濟(jì)性好，但專業(yè)性強(qiáng)，需要專業(yè)人士進(jìn)行操作，且不能對橋梁內(nèi)部情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷；（6）探地雷達(dá)技術(shù)。探地雷達(dá)又稱透地雷達(dá)，是用無線電波來確定橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布的一種無損探測方法，可以對橋梁內(nèi)部的空洞、混凝土中的裂縫以及鋼筋結(jié)構(gòu)骨架進(jìn)行檢測，具有測量速度快、檢測高效、結(jié)果準(zhǔn)確且不受地域環(huán)境影響等特點(diǎn)，但檢測過程專業(yè)性強(qiáng)，不易判斷，有時(shí)需要與其他輔助測試結(jié)合且容易受橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響；（7）沖擊回波技術(shù)。沖擊回波法是目前常見的對混凝土進(jìn)行無損檢測的方法，主要運(yùn)用超聲波、沖擊混凝土構(gòu)件從而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部尤其是缺損裂紋部分進(jìn)行反射與擴(kuò)散，通過對反應(yīng)回來的應(yīng)力波進(jìn)行檢測，可以有效檢測出橋梁混凝土中存在的缺陷，且檢測方便，不受混凝土中鋼筋骨架等構(gòu)件的影響，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但對于大型橋梁來說，檢測次數(shù)多，需要多點(diǎn)多次測量，且不同頻率對檢測結(jié)果有一定影響，對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與計(jì)算有一定要求；（8）紅外熱像技術(shù)。紅外熱像技術(shù)是采用紅外熱像儀對橋梁構(gòu)件各部分進(jìn)行紅外線輻射，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不同溫度和分布情況進(jìn)行分析，進(jìn)而判斷橋梁中各結(jié)構(gòu)是否存在內(nèi)部缺陷，這種探測方法精度高、可對大型橋梁進(jìn)行大面積檢測，檢測效率高、省時(shí)，且對天氣無特殊要求，可全天候多時(shí)段進(jìn)行檢測，但由于熱傳導(dǎo)的原因，對于檢測對象厚度有一定要求，對于過厚的橋梁結(jié)構(gòu)來說，定位缺陷點(diǎn)較困難，且受周圍環(huán)境的干擾；（9）透析成像技術(shù)。透析成像技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)的處理，對儀器測量出的數(shù)據(jù)進(jìn)行二維圖像分析，繪制出直觀立體的橋梁結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確檢測出橋梁內(nèi)部存在的缺損問題，具有透視程度高、測量結(jié)果直觀、檢測過程簡單、穩(wěn)定性高、檢測準(zhǔn)確等特點(diǎn)，但對于操作成本較高，且對射線的防護(hù)措施存在缺陷和不足，無法有效防護(hù)。

這是早期橋梁檢測中常用的幾種常規(guī)的檢測方法，通過綜合運(yùn)用這些檢測方法可以有效檢測出橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在的問題，但無法全面反映出橋梁的具體狀態(tài)，而隨著科學(xué)技術(shù)日新月異，對橋梁無損檢測有了新的發(fā)展，近年來研發(fā)出了一批新的檢測方法技術(shù)和手段[4-5]。

4 近年橋梁無損檢測技術(shù)

隨著科技發(fā)展，橋梁檢測技術(shù)也在不斷更新，近年來以GPS技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、智能傳感器技術(shù)、信息融合技術(shù)等為代表的新型測量技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，也加快了橋梁無損檢測的步伐。（1）GPS檢測技術(shù)，全球定位系統(tǒng)，是通過在太空部署衛(wèi)星從而對地面情況的新型定位技術(shù)，近年來也應(yīng)用在橋梁檢測中，這種技術(shù)可以有效檢測出橋梁內(nèi)部存在的各種問題，準(zhǔn)確、高效，但檢測成本高；（2）光纖傳感技術(shù)，伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展，光纖傳感技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家信息化程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)今社會上的傳感技術(shù)已不下百種，在橋梁檢測中可以快速檢測出橋梁中混凝土的裂紋和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)部情況，但同時(shí)，光纖傳感技術(shù)也受檢測周圍環(huán)境震動(dòng)的干擾；（3）智能傳感器技術(shù)，智能傳感器是一直具有信息處理功能的設(shè)備，在橋梁檢測中可以系統(tǒng)高效地傳遞出橋梁結(jié)構(gòu)的情況，并進(jìn)行自動(dòng)分析，節(jié)省時(shí)間的同時(shí)節(jié)約成本，但對傳感技術(shù)有較高要求；（4）信息融合技術(shù)，又稱數(shù)據(jù)融合，是對于單個(gè)信息源獲取的多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析融合，進(jìn)而獲得精確數(shù)據(jù)的方法，是橋梁檢測中通過各數(shù)據(jù)的收集與融合精準(zhǔn)地檢測橋梁，但對數(shù)據(jù)的收集量有一定的要求[6]。

5 結(jié)語

隨著時(shí)代的進(jìn)步，對于混凝土橋梁內(nèi)部無損檢測的技術(shù)也不斷增強(qiáng)，現(xiàn)今的檢測技術(shù)已經(jīng)能夠基本滿足在檢測的同時(shí)兼顧使用的要求，而隨著智能化、系統(tǒng)化的普及，在結(jié)合了過往的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)后，無損檢測技術(shù)一定會更加完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 郝保紅，曾丁，曾琪卉，等.混凝土鋼筋在不同銹蝕狀態(tài)下的力學(xué)性能退化規(guī)律[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，45（6）：750-753，768.

[2] 孫伊圣.基于雙電極電位的橋梁內(nèi)部配筋銹蝕度瞬變電磁成像無損量化檢測試驗(yàn)[D].重慶交通大學(xué)，2013.

[3] 程俊.基于電磁脈沖渦流的橋梁內(nèi)部鋼筋銹蝕度檢測試驗(yàn)研究[D].重慶交通大學(xué)，2015.

[4] 陳翔.提升混凝土橋梁耐久性能研究[D].北京交通大學(xué)，2010.

[5] 周長勇.橋梁基樁內(nèi)部缺陷檢測方法比較[J].低碳世界，2016，（15）：191-192.

[6] 朱俊.橋梁基樁內(nèi)部缺陷檢測方法對比研究[D].西南交通大學(xué)，2010.