無損檢測技術在公路橋梁施工中的應用探析

張 敏 （安徽和達工程咨詢有限公司，安徽 蚌埠 233000）

0 前言

公路橋梁結構材質狀況與耐久性反映了結構構件的技術狀況，直接影響結構的整體使用性能和承載能力。出于公路橋梁施工質量保障，在早期施工當中，工程單位就十分重視檢測技術的使用，然而因當時技術水平限制，大多數檢測方法會對公路橋梁工程造成一定的損傷。無損檢測技術的發展為結構材質狀況與耐久性的測定提供了手段，隨著公路橋梁科研和檢測工程實踐的不斷深入，工程結構構件的質量指標均達到了一個較高的水平，因此有必要圍繞質量指標進行檢測，并設定相應的評估標度，以確定結構檢算時的相關系數，以便定量、半定量地使用檢測結果。

1 公路橋梁施工檢測需求

結合相關理論得知，無論是傳統技術，還是無損檢測技術，公路橋梁施工質量檢測的需求都是一樣的。具體來說，公路橋梁施工質量檢測大致包括：外觀損傷、混凝土強度、鋼筋規格、鋼筋性能等，其中強度檢測主要用于判斷工程對外力的抵抗能力、載荷能力；結構檢測主要用于判斷工程力學結構；裂縫檢測主要用于判斷工程裂縫狀況，如果上述三項檢測均達到合理水平，則說明公路橋梁施工質量達標，如有任意一項不達合理水平則相反[1]。

2 公路橋梁施工中無損檢測技術種類

無損檢測技術在現代技術發展之下，出現了許多不同的種類，例如超聲回彈綜合法檢測結構混凝土強度、半電池電位法測鋼筋銹蝕、超聲法檢測混凝土內部缺陷與表面損傷，渦流檢測、熒光染料檢測剛結構等。

2.1 超聲回彈綜合檢測法檢測結構混凝土強度

超聲回彈綜合檢測是公路橋梁施工中常見的一種無損檢測方法，主要用于混凝土結構檢測當中，具有施工簡便、準確度高、效率高、檢測范圍大的特點。應用當中，主要借助超聲儀與回彈儀進行檢測，首先將超聲儀、回彈儀對準檢測部位，其次通過監測手段來獲取超聲波傳播圖形以及回彈值，最終根據數學計算方法對檢測結果進行分析，即可得到檢測部位的混凝土強度，該方法相比于傳統方法，除了擁有無損傷優勢以外，在精確度、適用范圍方面也有良好表現。

2.2 半電池電位法測鋼筋銹蝕

鋼筋作為建筑的主要框架材料，當其出現銹蝕現象之后，就代表鋼筋各方面性能在不斷下降，這對于建筑耐用性具有重大影響，對此為了避免此類問題發生，有必要對鋼筋銹蝕進行檢測，檢測方法上建議使用半電池電位法。

半電池電位法是指利用混凝土中鋼筋銹蝕的電化學反應引起的電位變化來測定鋼筋銹蝕狀態。通過測定鋼筋、混凝土半電池電極與混凝土表面的銅、硫酸銅參考電極之間電位差的大小，來評定混凝土中鋼筋的銹蝕活化程度。此外在半電池電位法應用當中，要注意其使用范圍，一般可用于鋼筋承重構件檢測上，如果檢測目標存在絕緣現象，則代表其不具備穩定電回路，相應該方法無法應用。

2.3 超聲法檢測混凝土內部缺陷與表面損傷

超聲法與上述超聲回彈綜合檢測法中超聲儀應用類似，均通過超聲儀向檢測目標發送超聲波，當超聲波與檢測目標表面接觸，會呈球形向四周擴散，此時如果目標表面存在縫隙或者凹陷，超聲波擴散路線就會出現相應的波動，同時超聲波還會沿著縫隙向下擴散，此時可以探明縫隙內部情況，所以根據超聲波波形可以判斷混凝土表面或者內部是否存在損傷或者缺陷。

該方法原理在于，超聲波具有吸附性的能量，當其與實體目標接觸，介于吸附性會始終保持在目標表面，而當遭遇縫隙或者凹陷，則代表超聲波傳輸路徑受到了阻隔，此時超聲波將被動改變傳播方向，在此運動機制下，可以描繪出檢測目標的輪廓，檢測當中具有較高的直觀性。

2.4 渦流檢測

渦流檢測是一種常用于公路橋梁的無損檢測技術，主要利用交流電線圈的交變磁場來實現檢測，即將線圈纏繞在金屬模板上，通電之后則會出現交變磁場，在磁場效應之下，金屬模板會出現交變電流，該電流呈漩渦狀，所以具有渦流效應，根據渦流的大小、分布位置，可以判斷模板是否存在裂縫和裂縫表現形式，但為了確保檢測結果的準確性，需要在檢測之間獲得材料準確的導電率、磁導率，結合這兩項推算出該材料正常的交流電渦流狀態，再通過比對進行檢測。

2.5 熒光染料檢測

熒光染料檢測在公路橋梁施工中的應用范圍十分廣泛，具有施工便捷、成本低廉、準確性高、效率高等優點，缺陷在于熒光染料檢測后的清理工作較為困難。原理上，主要將熒光染料與滲透劑相互融合，之后將混合液均勻涂抹在檢測物表面，如果表面存在凹陷或凸起，則通過熒光染料在檢測物表面的分布情況來得到結果，這一點與上述儀器方法相似，但在熒光染料檢測當中這不是最終結果。涂抹完成之后，將檢測物放置一段時間，熒光染料因為滲透劑的作用，會緩緩滲入檢測物表面的細微空隙，此時對檢測物表面的熒光染料清理，再結合顯像劑將檢測物放入紫外線下，通過熒光染料的顯示，即可明顯確認檢測物表面凹陷的數量、尺寸、形貌等數據。此外，在顯像劑作用下，熒光染料中的滲透劑會被顯像劑吸引，所以在檢測之后直接清理顯像劑就可以清理掉滲透劑，然而熒光染料的清理難度較大[2]。

3 公路橋梁施工中各類無損檢測技術的應用

3.1 超聲回彈綜合檢測法的應用

超聲波檢測主要利用超聲波的反射、透射和散射原理來得到最終結果，即對檢測目標發射超聲波，之后超聲波會沿著目標表面以球形方式擴散，在擴散過程當中，如果遭遇凹陷超聲波會下行，下行過程中會保持直線運動，此時當凹陷內存在直線路徑上的阻隔，那么超聲波會出現反射波，通過反射波的速度、路徑可以判斷混凝土的內部結構分布以及結構強度；如果檢測目標表面沒有凹陷，超聲波會平行擴散，說明結構完整不存在裂縫，但這種情況基本不可能存在。

3.2 超聲法在檢測混凝土內部缺陷與表面損傷的應用

應用當中，首先要保持超聲波儀器與換能器、測試面保持耦合關系，之后將超聲波儀器對準檢測目標，但要注意超聲波儀器與換能器必須與內里鋼筋結構保持距離，否則容易造成較大的誤差，其次應當通過設備或人工實時對檢測結果進行記錄，最終根據記錄結果來進行分析，以判斷檢測目標當前的狀態。

3.3 渦流檢測的應用

先對所有金屬模板進行標號，以免出現混亂，之后采用測試儀器得到每個金屬模板實際的導電率、磁導率，在此基礎上結合實際交流電電壓，計算得出每個金屬模板渦流的正常形態，最終將交流電線圈纏繞至金屬模板上，通電之后依靠測試儀器確認渦流狀況，如果渦流狀況與計算得出的正常形態不符，則說明該模板存在異常，再根據異常點以及異常表現形式，計算得出模板缺陷所在以及缺陷表現形式。

3.4 熒光染料檢測的應用

依照規范比例配置熒光染料滲透劑，之后確認檢測目標，將配置好的熒光染料涂抹在檢測目標表面，將目標放置大約3h，最終將目標表面的熒光染料清除，再涂抹顯像劑，通過紫外線確認檢測目標表面是否還存在熒光染料，如果存在，則說明檢測目標存在凹陷。

4 結語

本文分析了無損檢測技術在公路橋梁施工中的應用和公路橋梁施工質量檢測需求，對常見的無損檢測技術種類進行了分析，介紹了各項技術的應用方法。