無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用

王國花

【摘 要】近年來，隨著我國城市化進程的不斷加快，路橋工程項目的建設(shè)質(zhì)量引起了各個行業(yè)的重視，在道路橋梁工程建設(shè)管理中，試驗檢測工作的有效性直接決定著路橋工程的建設(shè)質(zhì)量。隨著科技的發(fā)展，工程建設(shè)領(lǐng)域新工藝、新技術(shù)的應(yīng)用為工程建設(shè)施工和管理提供了有力的技術(shù)支撐，無損檢測技術(shù)能夠在不造成路橋損害的前提下實現(xiàn)路橋工程建設(shè)質(zhì)量的試驗，所以無損檢測技術(shù)的應(yīng)用具備現(xiàn)實意義。但是伴隨著我國路橋工程建設(shè)規(guī)模的不斷擴充，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用也存在諸多問題，而要想全面發(fā)揮該技術(shù)的效用，就要總結(jié)問題根源，制訂針對性的解決計劃，這樣才能夠在提升技術(shù)應(yīng)用效果的基礎(chǔ)上促進技術(shù)的發(fā)展與進步。

【關(guān)鍵詞】無損檢測;道路橋梁;應(yīng)用

通過對路橋工程建設(shè)領(lǐng)域的綜合調(diào)查，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)大多數(shù)路橋工程所應(yīng)用的建筑材料參差不齊，其施工工藝也是根據(jù)地區(qū)城市化規(guī)劃需求和施工地質(zhì)情況而定，所以在檢測路橋施工質(zhì)量過程中，各個省市區(qū)域所應(yīng)用的方式存在一定差異。一般情況下，相應(yīng)的質(zhì)檢部門都會酌情而定，路橋工程建設(shè)本身具備專業(yè)性，對于一個城市地區(qū)的發(fā)展極為重要，隨著國內(nèi)科技水平的不斷提升，無損檢測技術(shù)在路橋工程質(zhì)量檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。本文首先闡明了無損檢測技術(shù)的應(yīng)用意義，隨后分析了無損檢測技術(shù)的內(nèi)涵，最后從頻譜技術(shù)、超聲波技術(shù)及圖像技術(shù)等多個方面展開分析。

1 路橋工程中無損檢測技術(shù)應(yīng)用的重要性

1.1 確保路橋工程建設(shè)質(zhì)量

無損檢測技術(shù)在整個路橋工程建設(shè)中最重要的作用就是實現(xiàn)整個工程質(zhì)量的把控，具體來說無損檢測技術(shù)的內(nèi)涵就是在不損壞竣工后的路橋工程的前提下，通過科技手段對工程的建筑質(zhì)量進行檢測。這種檢測方式的好處就是能夠確保工程建設(shè)的穩(wěn)定性與安全性，避免因檢測而導(dǎo)致工程質(zhì)量發(fā)生改變，同時無損檢測技術(shù)能夠?qū)σ粋€規(guī)定范圍的建設(shè)，確定其存在工程問題的具體位置，為路橋工程建設(shè)人員提供了檢修和建設(shè)的便利，節(jié)省了人力、物力。無損檢測技術(shù)具備極強的專業(yè)性，在路橋工程建設(shè)質(zhì)量檢測應(yīng)用中不僅能夠保護現(xiàn)有路橋設(shè)施，還能夠知道出現(xiàn)質(zhì)量問題的具體位置。如果一個道路橋梁工程在完工后才進行檢測，那么一旦發(fā)現(xiàn)問題，必然破壞整個工程建筑的整體性，不利于路橋工程建設(shè)效果，由此可見無損檢測技術(shù)的實時性是確保路橋工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)，也是路橋工程建設(shè)檢測環(huán)節(jié)智能化發(fā)展的支撐。

1.2 提高路橋工程問題的處理效率

任何一個工程建設(shè)項目都會有其規(guī)定的工期，但因特殊情況或者施工建設(shè)等相關(guān)問題而出現(xiàn)停止施工的現(xiàn)象也偶有發(fā)生，這對于施工單位來講無疑是一筆不小的損失，特別是當(dāng)項目施工進入尾聲的階段卻沒有通過相應(yīng)的質(zhì)量檢測，此時整改甚至重建工程項目將導(dǎo)致施工單位建設(shè)效益減少，施工信譽和施工水平降低。而無損檢測技術(shù)的時效性優(yōu)勢能夠很好地解決上述問題，首先無損檢測技術(shù)打破了傳統(tǒng)安全質(zhì)量檢查的局限性，能夠在工程項目施工過程實施檢測;其次，無損檢測技術(shù)能夠鎖定問題的具體位置，直接為施工人員和管理人員提供便利，不需要施工單位再耗費時間對整體的施工項目進行逐一排查，施工人員可直接根據(jù)問題展開處理和檢修。除此之外，在路橋工程中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用也具備一定的保護性，檢測過程中不會對建設(shè)項目本身造成損害，有效地接觸了后期因質(zhì)量檢測而重新檢修工程的施工環(huán)節(jié)。無損檢測技術(shù)的基礎(chǔ)支撐是當(dāng)前的數(shù)字化技術(shù)和科學(xué)技術(shù)，所以其準確性和安全性能夠被認可，施工單位應(yīng)用無損檢測技術(shù)不僅保證了工期，還在一定程度上提升了工程問題的處理效率，節(jié)省了建設(shè)成本。從路橋工程的施工質(zhì)量來看，大面積破壞重修或整改是延長路橋建筑設(shè)施使用壽命的關(guān)鍵因素，也是提升路橋建筑設(shè)施經(jīng)濟價值的根本。

2 無損檢測技術(shù)的概述

無損檢測技術(shù)是社會經(jīng)濟發(fā)展和科技發(fā)展趨勢下衍生出的一種工程項目質(zhì)量檢測技術(shù)，該技術(shù)與以往的檢測技術(shù)最大的不同在于對工程項目的損壞程度。目前在我國道路橋梁工程建設(shè)中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，且得到眾多施工單位的認可，但是無損檢測技術(shù)仍在不斷優(yōu)化完善。以往的工程施工質(zhì)量檢測多采用人工對工程結(jié)構(gòu)進行敲擊的方法，以此檢測工程施工結(jié)構(gòu)中是否存在斷裂處，這一方法并不能夠明確工程結(jié)構(gòu)具體的斷裂位置，此外在應(yīng)用過程中還可能會損壞工程原本的結(jié)構(gòu)。無損檢測技術(shù)則不然，其檢測的時效性和準確性可作為建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測最為可靠的依據(jù)，而且施工人員和檢修人員能夠利用這一優(yōu)勢及時發(fā)現(xiàn)、處理問題，為工程質(zhì)量的提升奠定了良好的基礎(chǔ)。

3 無損檢測技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用

3.1 頻譜分析技術(shù)的應(yīng)用

頻譜分析技術(shù)的原理和傳統(tǒng)的敲擊法原理大致相同，都需要對原建筑結(jié)構(gòu)進行敲擊判斷建筑是否有裂紋，但與傳統(tǒng)敲擊法不同的是頻譜分析技術(shù)的精確性和檢測效率更為理想，并且不會在檢測過程中二次傷害原建筑結(jié)構(gòu)。頻譜檢測技術(shù)在應(yīng)用過程中主要借助聲波在不同介質(zhì)中的傳遞速度，通過分析傳播速度推斷檢測對象的實際情況。在高科技的依托下頻譜分析技術(shù)的準確率可作為一個可靠的依據(jù)。具體來說，該技術(shù)需要對待測對象的表面施加一個垂直壓力，在路橋工程中通過垂直壓力的施加形成帶有頻率差異的瑞雷波面，所以該技術(shù)在使用過程中工作人員需要在路橋結(jié)構(gòu)上安裝多個傳感器，并分別對不同部位的檢測對象施加壓力，以達到對路橋結(jié)構(gòu)裂痕的整體檢測需求。該技術(shù)在應(yīng)用過程中最為重要的一點就是施加壓力的方向一定是垂直方向，否則檢測結(jié)果的準確性和路橋結(jié)構(gòu)的保護均受到影響。該技術(shù)的優(yōu)勢是檢測速度快、適用范圍廣，但是技術(shù)應(yīng)用前期需要施工人員做好傳感器安裝等準備工作。

3.2 圖像技術(shù)的應(yīng)用

在道路質(zhì)量檢測中最常用的圖像技術(shù)是紅外成像和激光全息成像。其中，紅外成像的主要原理是分子構(gòu)成物質(zhì)，分子在變化過程中會釋放出相應(yīng)的熱量，所以不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)所釋放出的熱量會存在差異，在道路橋梁工程質(zhì)量檢測中紅外成像就是對不同結(jié)構(gòu)進行掃描，通過分析物質(zhì)所釋放的熱量來判定工程施工結(jié)構(gòu)，所以紅外成像的應(yīng)用主要針對結(jié)構(gòu)物質(zhì)的形態(tài)進行辨別。工程施工人員可以利用相應(yīng)的紅外檢測儀器分析建筑結(jié)構(gòu)表面的溫度，明確建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部是否存在裂紋及破損問題。而激光全息成像的應(yīng)用基礎(chǔ)是攝像結(jié)果的分析，工作人員利用相應(yīng)的攝像設(shè)備儀器對特定區(qū)域范圍的建筑結(jié)構(gòu)進行攝影，并對攝像所得到的全息圖像進行綜合性分析，利用相應(yīng)的計算公式判斷路橋工程中存在的問題和缺陷。

3.3 超聲波技術(shù)的應(yīng)用

超聲波的聲波頻率較高，人耳并不能夠直接聽到，聲波在實際傳播中能夠滿足相應(yīng)的波傳輸率，而超聲波技術(shù)在路橋工程中的應(yīng)用主要是通過對特定區(qū)域結(jié)構(gòu)發(fā)射超聲波，然后工作人員利用超聲波接收設(shè)備將所接收的參數(shù)與標準參數(shù)進行對比，從而達到路橋建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測的目的。與頻譜分析技術(shù)相同的是超聲波技術(shù)因聲波接收環(huán)節(jié)的限制，在使用過程中要在相應(yīng)距離裝置傳感器，工作人員可通過傳感器明確聲波在建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)的傳播速度和傳播時間。超聲波技術(shù)應(yīng)用中傳感器、聲波發(fā)射、標準參考參數(shù)和準確計算是最關(guān)鍵的4個要素，該技術(shù)以聲波的方式實現(xiàn)待測對象缺陷和問題的檢測，滿足無損檢測技術(shù)的需求，但是該技術(shù)具備一定的專業(yè)性。超聲波檢測的主要公式為f（頻率）=1/T（周期）、波長=波速/頻率。圖1為波動方程推導(dǎo)用圖。

3.4 激光技術(shù)的應(yīng)用

激光技術(shù)主要用于檢測道路橋梁的施工質(zhì)量，激光技術(shù)應(yīng)用廣泛，在各個施工領(lǐng)域近乎全面普及。激光技術(shù)的應(yīng)用原理所涉及的內(nèi)容較多，如光電反射、光時差反射及衍射等，其中針對衍射需要進行細致分析。衍射是指激光在傳輸環(huán)節(jié)中一旦激光光束遇到檢測對象狹窄問題就會表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，而工作人員能夠利用調(diào)整狹縫寬窄程度的方式得到明暗相間的圖像，隨后利用所獲得的圖像建立一個關(guān)系，實現(xiàn)對工程結(jié)構(gòu)中狹縫寬窄程度的全面分析，確定工程結(jié)構(gòu)是否存在問題和缺陷。而光電反射原理主要是光電流強度和激光強度之間的內(nèi)在關(guān)系，在這種內(nèi)在關(guān)系的作用下工作人員可以通過光電轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)光能轉(zhuǎn)換電能，而又因為激光強弱程度不同，所以光能轉(zhuǎn)換電能的過程中電能的信號也存在差異，工作人員根據(jù)這種差異判定光電流位移關(guān)系，從而計算出彎沉位移的具體變化，分析出建筑結(jié)構(gòu)中存在的問題和缺陷。光時差反射主要是結(jié)合激光傳輸速度記錄激光在短距離傳輸過程中的時差，評定建筑工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性。

3.5 探地雷達檢測技術(shù)的應(yīng)用

探地雷達檢測技術(shù)與雷達檢測技術(shù)的原理大致相同，都是通過高頻電磁波的發(fā)射與接收實現(xiàn)對檢測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，其中雷達波主要由設(shè)備自身的激振產(chǎn)生，工作人員利用相應(yīng)的設(shè)備向待檢測區(qū)域發(fā)射電磁波，并通過電磁波的反射與接收獲取路面路基的采樣信號，同時將獲得的采樣信號利用相應(yīng)的軟硬件和圖文顯示系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)換，并對檢測結(jié)果進行分析。在該技術(shù)中雷達脈沖能夠在傳播的過程中發(fā)現(xiàn)檢測區(qū)域地下介質(zhì)的差異，一部分雷達脈沖會從檢測區(qū)域反射回來用作信息接收，另一部分雷達脈沖則用以檢測區(qū)域介質(zhì)信號的采集。探地雷達檢測技術(shù)能夠準確判定檢測區(qū)域的缺陷深度、缺陷大小及缺陷形狀。在工程檢測環(huán)節(jié)中該技術(shù)具備操作便捷、檢測范圍廣的優(yōu)勢，而且該技術(shù)在實際應(yīng)用中不受外部環(huán)境因素影響，最常用的檢測就是淺層和超淺層工程質(zhì)量檢測。

4 道路橋梁施工質(zhì)量通病分析

4.1 道路施工質(zhì)量通病分析

從道路路基的施工技術(shù)角度看，路基施工技術(shù)中常見的問題有以下4個方面：第一，原石材料不符合實際工程需要，且材料密度、顆粒直徑過小。第二，原石材料的強度和抗風(fēng)化、抗溶解能力過低的問題，不具備一定的強度和抗風(fēng)化能力的原石材料，在道路路基施工中應(yīng)用效果達不到實際的工程建設(shè)需求。第三，工程機械設(shè)備不符合實際的工程施工需要，實際上填石路基施工技術(shù)對施工機械設(shè)備的要求較高，而各種壓實機械、推土機械都具備自身的特點，不同地質(zhì)條件的工程項目對設(shè)備機械的要求也各不相同。第四，填石路基施工中缺少一個較為完善的施工計劃。從道路路基施工全過程的角度上看，路基發(fā)生裂痕、沉降的現(xiàn)象時有發(fā)生，而且在道路施工的最后工序中瀝青路面的澆筑也常常發(fā)生裂縫、車轍印等質(zhì)量問題。

4.2 橋梁施工質(zhì)量通病分析

現(xiàn)狀調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國橋梁建筑施工現(xiàn)場部分施工人員缺乏施工安全意識和施工質(zhì)量管理意識，在施工過程中沒有按照規(guī)定的技術(shù)和要求進行施工，在這種情況下一些相關(guān)的監(jiān)督管理制度便無法有效實施。由此增加了橋梁建筑工程施工現(xiàn)場監(jiān)督管理工作的實施難度，從而對橋梁施工質(zhì)量造成較大影響。橋梁建筑工程進行施工過程中，如果對施工工序執(zhí)行不嚴及對施工技術(shù)應(yīng)用合理性不夠重視，則極有可能造成一些重大安全事故的發(fā)生，進而使橋梁建筑工程發(fā)生經(jīng)濟損失與施工人員傷亡，橋梁的施工質(zhì)量也受到一定程度的影響。

5 針對路橋工程施工質(zhì)量通病探討無損檢測技術(shù)的實際應(yīng)用

5.1 道路工程質(zhì)量通病中的應(yīng)用

針對道路路基施工材料的應(yīng)用效果及道路路基裂痕問題，無損檢測技術(shù)中的探地雷達檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)等較為常用，其應(yīng)用優(yōu)勢在于操作簡單、檢測結(jié)果準確可靠，能夠為施工單位節(jié)省大量的人力、物力。此外，超聲波檢測技術(shù)中傳感器的安裝能夠隨著檢測對象區(qū)域的改變而改變，而探地雷達檢測技術(shù)能夠適用于大面積工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測，所以上述兩種技術(shù)對于道路工程施工質(zhì)量的檢測具有積極作用。

5.2 橋梁工程質(zhì)量通病中的應(yīng)用

橋梁工程中因施工技術(shù)不規(guī)范，導(dǎo)致橋梁工程與預(yù)期的工程建設(shè)需求出現(xiàn)差異，針對這一問題，工程建設(shè)管理人員可以利用無損檢測技術(shù)實時性的優(yōu)勢，當(dāng)一部分施工完成后可將頻譜分析技術(shù)、激光技術(shù)作為分析橋梁工程施工效果的檢測方式，實現(xiàn)對橋梁工程質(zhì)量的實時檢測。

6 結(jié)語

無損檢測技術(shù)在目前的道路橋梁工程質(zhì)量檢測中應(yīng)用極為廣泛，也得到了眾多施工單位的認可，其技術(shù)自身具備的優(yōu)勢不僅能夠節(jié)省建設(shè)單位的施工成本，而且還能夠在不損傷建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上明確工程質(zhì)量，所以該技術(shù)的應(yīng)用與研究具備現(xiàn)實意義。

參 考 文 獻

[1]張軍艷.無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2018（8）：94-97.

[2]張明權(quán)，單煒，張自平.無損檢測技術(shù)在公路橋梁中的應(yīng)用[J].森林工程，1998（2）：51-52.

[3]劉莎，馮上朝.基于無損檢測的道路橋梁工程測量技術(shù)研究[J].自動化與儀器儀表，2019（8）：192.

[4]林維正.中國土木工程無損檢測技術(shù)的發(fā)展[J].無損檢測，2008（6）：325-328.