橋梁工程無損檢測技術綜述

(重慶交通大學　重慶　400000)

一、引言

隨著科學技術的快速發展，我國橋梁建設取得了令人矚目的巨大成就。橋梁建設數和規模逐漸增加，橋梁在我們生活中已經成了不可缺少的部分。但是隨著時間增長，橋梁在使用過程難免會出現各種損耗，比如，船舶的碰撞，車禍事故的撞擊等人為因素，再加上隨時間的增加，材料的老齡，以及積雪，地震，酸雨，洪水等自然災害的襲擊超過橋梁自身承受的能力，就會導致橋梁垮塌，斷裂，造成重大的人力物力的損失。所以，橋梁結構安全問題就成了當今社會的重中之重，如果在事故發生之前我們就做好了對橋梁進行周期檢測評估，對危橋進行維修，加固防治，就會大大減少悲劇的發生。但是這些維修加固工作又必須基于對橋梁結構詳細系統的檢測之上。本文參照了最近十年的國內的檢測技術，闡述當前的檢測技術狀態，和存在的一些問題，并比較國外的檢測技術狀況談談檢測技術的發展趨勢。

二、橋梁無損檢測技術現狀

橋梁無損檢測是對橋梁的基本狀況進行調查研究。是通過一種技術手段再不損傷橋梁的自身結構基礎上對橋梁的損傷部位，橋梁的危害性質，危害程度，進行檢測并對橋梁的安全進行評估分析。找出發生的原因并未橋梁的維修加固提供最直接的依據。無損檢測又分為無損局部檢測和無損整體檢測。局部檢測是對結構的某個部分進行檢測，測試它的損傷程度，類型，進而判斷它對整體的影響。無損整體檢測無損檢測技術相對于其他類的檢測技術來說，主要三點，不損傷橋梁基本原結構；檢測更精確；操作流程更簡單。

(一)橋梁無損檢測技術

目前國內常見的幾類無損橋梁檢測技術如下：

1.振動檢測技術。振動類檢測技術的原理是，通過機械振動產生的波或者說應力波，當波通過構件中損傷的部位時，基于損傷部位的材質特性發生變化，反應出構件的各項參數的一種方法。對于振動和沖擊原理的振動類檢測技術在橋梁無損檢測中已經得到廣泛的運用，目前，這類檢測的一些比較常用的技術還包括橋梁的動力檢測、sawa表面波檢測以及樁基反射波動力檢測等。

2.電磁波探測技術。雷達類檢測技術與渦流類檢測技術是電磁波探測技術的主要兩大類。雷達無損檢測主要是利用損傷部位的介質與其周圍介質不同，如裂縫，空洞等有不同的參數性質。其實質是利用超高頻電磁波的發射與電磁波接收技術。用雷達檢測時，當雷達電磁波通過橋檢測部位時，反射回來的電磁波被接收裝置接收，然后通過電子分析裝置進行數據化處理，變成可視化數據，得到構件的各項參數。目前，采用雷達進行橋面的檢測包括了多個技術領域，主要有雷達側厚，測濕，測異常物，側密實度和彈性模量等。渦流類檢測技術則主要是利用電磁感應。用通電的線圈靠近導電的材料，通電線圈產生磁場，在磁場的作用下，構建表面感應產生渦流，通過判斷表面渦流的大小來來確定構建表面的缺陷。主要用于檢測構件的表面損傷。

3.紅外熱像儀檢測技術。它的原理在于，溫度在零攝氏度以上的物體都會因為物體內的分子運動而輻射出紅外線，溫度越高，物體的原子分子運動的就越劇烈，反之，輻射的能量就越小。紅外線是一種電磁波，也是一種可見光。無線電波與可見光之間的連續頻譜中的位置正好電磁波。通過紅外探測器將物體發出來的熱輻射轉化為我們可見的圖像數據，通過電子系統的分析，就能判斷出物體表面的溫度空間分布。目前，這種技術已經應用于橋面板的剝離和分析分層現象檢測，以及裂縫、鋼結構焊縫探傷、地下管線探測技術。

4.激光檢測技術。激光是目前發展起來的一種高端的科學技術[18]。因為他有高的衍射性、高的方向性、高強度、高測微精度、高分辨和全息反映能力等獨特技術的特點，對國防建設和實驗的研究起到非常非常重要的意義。幾十年來，國內外研制開發了一大批具有現代水平的可用于道路橋梁檢測的激光類測量儀器與技術。激光技術應用于橋梁檢測中很普遍，主要包括激光測距，激光的紋理測試儀和激光路面段面測試儀等。

5.攝像檢測技術。攝像類采集技術大大避開了，傳統的路面橋梁檢測，用眼睛觀察的誤差盲點。傳統的人工測量，無論是測量誤差，還是讀數誤差提供的錯誤檢測數據，都給后面的橋梁維修加固以及橋梁的質量等級評估都帶來了嚴重的麻煩。造成多余的經濟損失。攝像檢測技術在國外使用于1970年，80年代后引入國內，被我過用于橋梁路面的檢測，到目前發展為新型智能橋面路況檢測，通過把該裝置安裝在監測車，自動的快速的收集路面狀況信息，存儲。通過電子系統對收集的信息進行處理分析，從而準確的知道路面的磨損情況，橋面的傾斜程度，橋面的凹凸狀況，還能在計算機顯示的圖像上觀測到甚至1毫米的裂縫以及裂縫在橋面上的準確位置。大大提高了檢測的準確度與效率。

6.聲發射檢測技術。聲發射(Acoustic Emission,簡稱 AE)是一門新型檢測技術，它是目前發展最為迅速的檢測技術。它的基本原理和超聲波技術類似，利用超聲波的傳播特性在構件損傷出的發出特性變化的原理進行判別。通過構件內部應力的不斷變化發出的應力波，用接受裝置分析應力波數據，時刻判斷構件的損傷狀況。目前聲發技術已經在國外許多國家得到實驗包括美國，日本，法國等。

三、無損檢測技術發展趨勢

基于目前的狀況，橋梁檢測技術發展非常的迅速先進，雖然它們有許多優點，檢測精度高，檢測效率快但是他們也有許多目前在橋梁檢測中的缺點。比如，X射線檢測本身就具有放射性，而且用于X射線檢測的物體也必須有嚴格的要求，他并不是對所有的混凝土都適合，只適合于特定厚度的混凝土。又比如紅外線檢測，檢測精度高但是成本也高等等問題。隨著科技的不斷進步，并綜合目前檢測呈現的現狀。分析橋梁無損檢測的發展方向就是，建立一個完整的橋梁檢測系統。由美國聯邦發起的無損檢測技術有以下幾種：檢測與健康監管系統，橋面板檢測系統，銹蝕測試與評判技術，疲勞裂縫測試與磁鐵判定方法。它們都是以熱成像，滲透雷達以及無線電，GPS等多個系統共同組成的一個整體來對橋構件進行系統自能化管理。

四、結論

橋梁無損檢測在評估橋梁健康狀況中起到至關重要的作用。社會的不斷發展對橋梁檢測提出了更高的要求，目前一些檢測技術仍處于不成熟，處于正在發展的階段，我們應該加大力度對橋梁檢測技術的研發，研發出受外界因素影響小，檢測成本低但檢測精度高的產品。我們更應該著眼于未來，結合各個學科的知識，并著力于把各個單項的檢測技術應用于橋梁監測系統中，利用靈敏自動傳感監測裝置測量應力狀況，通過無線數據傳輸，在到無線數據接受處理，判斷橋梁損傷部位，然后進行橋梁安全等級評估，形成一整套的人工自能橋梁檢測監測系統。進而打造出高質量的橋梁工程，造福于人類，促進社會穩定的發展。