探析橋梁鋼結構無損檢測技術應用

1 前言

傳統的橋梁鋼結構質量檢查，多數都是應用鉆孔等方式來獲取橋梁樣本，也就是在規定的結構上確定探測點，從而獲取橋梁的內部結構形式，再全面分析該樣本，掌握其橋梁的各項技術參數，就能準確判定其橋梁的質量水平。從這個角度出發，應用傳統的檢測方式在對橋梁質量進行檢查時，容易存在以下兩個方面的問題：

1.1 傳統檢測方式并沒有固定選取質量檢測的地點，所以容易存在比較高的風險問題，且不會了解整個橋梁的全部質量情況；如果選取的檢測點不合理，則會導致質量的判定存在較大的誤差。

1.2 應用傳統的質量檢測方式，需要通過鉆孔等方式獲取樣本，但這樣會給橋梁造成巨大的損傷。雖然取樣孔徑并不大，損壞影響也比較小，但是由于橋梁的性質影響，長期的車輛載荷會持續增大，導致其表面的損壞逐步加深，進而影響整個橋梁的正常運營。基于此，對于傳統檢測方式所存在的缺陷和問題，應結合當前先進科技，研發出無損檢測技術，該技術可以有效消除取樣過程中對橋梁產生的不利影響，同時其直觀性、高效率等特點還可以更好地提升其檢測施工效果，滿足交通基礎設施的檢測需要，并有效消除缺陷和問題，具備明顯的優勢。因此，無損檢測技術被廣泛地應用到橋梁的質量檢查中，它是當前最有效的工程質量檢測方式之一，對行業發展有著積極的促進作用[1]。

2 橋梁結構整體性能、功能狀態的鑒定

在對橋梁的整體性能進行檢測的過程中，按照其受力的不同可以將其分為動載荷、靜載荷試驗，根據試驗時間可以將其分成瞬時試驗、長期試驗兩種。在靜載荷的持續影響下，需要收集靜荷載、推力、支座反力等數據，同時還要測定剪力、扭矩、軸向力、彎矩等參數，檢測其是否存在變形、斷面受力情況以及局部損壞問題；在動載荷方面，不僅要對動荷載頻率、變化與大小進行檢測，還要對自振頻率、加速度等參數進行檢測。

2.1 橋梁鋼結構機械檢測技術

機械檢測是主要的橋梁性能檢測技術之一，該設備其中主要包含了彈簧、指針、杠桿等部件，從功能方面劃分，其包含了如下的幾個組成部分：

2.1.1 傳感機構

該部分結構是為了能夠直接獲取被檢測構件部分的變化情況，還要將其變化直接傳輸給轉換機構中；在張拉線的機械測量時，其是鼓類的機構形式。

2.1.2 轉換機構

該部分功能就是將所檢測到的被測部分發生的變化直接轉變為長度的變化，同時還要進行方向轉變，以此有效地縮小或者擴大，所以該部分的精度非常高。

2.1.3 指示機構

該機構的作用是將上述結構中的方向變化或者縮小、放大的長度，以準確的數據表示出來，一般是由度盤、指針等部分所構成。

2.1.4 機體保護部分

該機構主要是將上述幾個關鍵結構進行連接的機構，并組合成為整個機械體，確保各個內部的結構不會受到外部環境因素的影響。這種檢測技術優勢明顯，比如操作方便快捷、成本低、安全性高、反復使用等；但是由于其重量比較大，且靈敏性也比較差，因此對于一些細微性的質量問題無法進行準確的檢測。

2.2 橋梁鋼結構電測技術

該技術的工作原理是利用某種傳感元件將測量的應變變化數據直接轉化成為電量數據，然后通過某設備直接將該變化轉變成為電流或電壓再進行放大，最后根據機械量反映出來。通常來說，傳感元件也就是電阻應變片，測量設備也就是電阻應變儀，該檢測技術的實踐應用比較長，并且目前已經成為功能完善、效果非常好的檢測儀器。

2.3 橋梁鋼結構射線檢測技術

射線主要是核子或同位素所發射出的一種無形的能束，該能束會直接受到土壤內水分、密度方面的影響，同時具備非常強的規律性。射線檢測技術就是通過這一特性來進行檢測的，可以準確測定出土壤內的含水量、密實度等參數。但是由于射線屬于放射性的物質，會給施工人員的生命健康造成嚴重的不良影響，所以在應用射線檢測技術的過程中，我們需要充分做好現場的防護處理，盡量避免射線給施工人員的身體造成不良的影響，從而在充分保證施工人員生命健康的同時，也能夠確保檢測工作的質量達到標準要求[2]。

3 橋梁結構材料缺損狀況的診斷

3.1 目測法

一般來說，構件結構的損壞包含了脫落、裂縫、空洞、蜂窩等病害問題，這些病害問題都是比較明顯的表面病害，應用目測法就能夠判定，同時其發生的嚴重程度可以應用量具、工具等來確定，操作比較方便快捷。

3.2 聲波檢測法

該方法主要是使用工具進行被檢測結構部分的敲打處理，利用其發出的聲音判定結構部分是否存在嚴重破損的問題；因為其操作方便快捷，很多情況下都可以使用，所以它是目前橋梁質量檢測的主要實施技術。

3.3 超聲波探傷技術

超聲波探傷技術主要是通過超聲波脈沖速度來進行檢測的，該方式對于檢測混凝土結構、鋼材、焊縫等部分有著非常好的效果，它能夠準確判定出結構內部是否存在缺陷和損傷，以便于及時采取必要的措施進行修整。

3.4 雷達檢測技術

該檢測技術是應用脈沖雷達電磁回波的方式進行檢測，一般來說，在檢測瀝青表層混凝土板塊時，該檢測方式具備明顯優勢。

3.5 鋼筋銹蝕的評價技術

鋼筋混凝土結構內，因為受到環境的侵蝕或者外部結構的影響，其內部的鋼筋結構極易出現腐蝕。因為橋梁結構中的鋼筋是主要的承載結構，關系著橋梁的正常運行，一旦出現腐蝕現象，如果沒有及時采取有效措施進行處理，就會導致混凝土結構局部破損，進而造成整個橋梁結構性能下降，引發嚴重的安全事故。從這個角度出發，在實際操作中通常會采用下面兩種鋼筋銹蝕評價方式[3]。

3.5.1 鋼筋銹蝕評價的直接技術

3.5.1.1 線性極化探測技術

通過電化學動力的基本工作原理，檢測后獲取試驗電極之間的微小電流數據。

3.5.1.2 電阻探測技術

金屬板結構部分出現了銹蝕的缺陷后，厚度尺寸會減小，電阻會相應增大，所以其檢測是利用這些變化來進行的。

3.5.1.3 半電池電位測量法

被檢測的鋼筋材料與常量的已知電極電位與基準電極進行比較，進而可以準確判定鋼筋的極電位數據。這種方式主要是應用到鋼筋耐久性的檢測方面。該檢測方式能夠對新建設施工的橋梁進行全面檢測，同時也可以使用到舊橋梁的加固性能檢測過程中，而其他的檢測方式僅能使用到新橋梁的質量檢測中。

3.5.2 鋼筋銹蝕評價的間接技術

應用四極法來檢測混凝土結構的電阻率，利用保護層測定儀檢測鋼筋混凝土保護層厚度，以保證其能夠達到設計標準的要求；檢測確定混凝土結構內的氯離子含量，確定鋼筋的腐蝕嚴重程度，并檢測確定碳化深度尺寸，在混凝土的斷口位置噴灑酚酞酒精溶液。當pH值大于10時，其溶液表現出粉紅色，此時就說明不存在碳化問題；如果溶液無色，就表示碳化現象已經存在，并且鋼筋銹蝕較為嚴重，需要立即采取措施進行處理[4]。

4 鋼結構橋梁無損檢測技術的發展趨勢

4.1 當前我國正在逐步完善鋼結構無損檢測技術體系，并加強與國際上先進技術的溝通和交流，極大地促進了我國無損檢測技術的發展。

4.2 以試驗和實踐為事實基礎，通過理論知識的研究，進行深層次的實踐應用，在多種不同結構形式的橋梁中采用合理的無損檢測技術，并對該技術的檢測結果和效率進行充分的驗證，然后就可以從對比中發現任何檢測技術存在的優勢和不足。

4.3 從應用的實踐角度出發，無損檢測技術在應用過程中應該與計算機技術配合使用。計算機技術的加入，可以對檢測結果進行仿真模擬的分析與試驗；通過科學的分析方式，準確掌握橋梁的質量問題，同時還能有效推廣和應用無損檢測技術，擴大其影響范圍。

5 結語

綜上所述，橋梁是主要的交通基礎設施，也是交通系統中所不能缺少的一個重要組成部分，所以在實際管理中需要加強橋梁性能的檢測，及時發現其存在的損壞問題，從而提升橋梁的應用效果。在現代科學技術高速發展的背景下，很多新技術應用到了實踐中，無損檢測技術就是其中之一。它可以在不破壞原橋梁結構的情況下完成質量檢測工作，不僅準確度高、操作方便，還對橋梁質量判斷有著非常積極的意義。