無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)在某鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究

陸濤

摘要：鋼結(jié)構(gòu)橋梁的可靠性和安全性在現(xiàn)代社會(huì)受到了廣泛重視，設(shè)計(jì)的質(zhì)量和安全性取決于現(xiàn)場(chǎng)安裝，加工生產(chǎn)以及原材料質(zhì)量等各種因素的約束影響，在加工制造過(guò)程中要更加注意焊接質(zhì)量。無(wú)損檢測(cè)是指在測(cè)試目標(biāo)時(shí)不損害物體的前提下進(jìn)行的測(cè)試，它通過(guò)化學(xué)或物理方法，利用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行測(cè)試或檢查目標(biāo)的表面和內(nèi)部狀態(tài)，如今越來(lái)越多的橋梁使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè);新技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)橋梁;應(yīng)用

大部分橋梁是用鋼結(jié)構(gòu)模型建造的，其優(yōu)勢(shì)不僅在于質(zhì)量程度高，而且具有良好的綜合效益優(yōu)勢(shì)。近幾十年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)橋梁在國(guó)內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展，并在工業(yè)中也得到了廣泛的應(yīng)用。隨著鋼結(jié)構(gòu)橋梁的急于建成，一些重大橋梁質(zhì)量事故和安全事故經(jīng)常發(fā)生。因此，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的質(zhì)量和安全性越來(lái)越受到群眾關(guān)注。

1無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)的分析

主橋鋼結(jié)構(gòu)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生和社會(huì)全面發(fā)展的重要基礎(chǔ)工程，鋼結(jié)構(gòu)主橋的質(zhì)量和使用壽命對(duì)運(yùn)輸安全和整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著十分重要的影響。為了保證鋼結(jié)構(gòu)橋梁最可靠的連續(xù)運(yùn)行質(zhì)量，一般采用幾種最新無(wú)損檢測(cè)方法對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，可以及時(shí)檢測(cè)出各種缺陷。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果不斷改正橋梁?jiǎn)栴}，能保證橋梁的質(zhì)量、安全和相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行性。隨著建造業(yè)的快速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也在不斷的研發(fā)，技術(shù)水平得到了顯著提高，與傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)相比，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一種非損傷檢測(cè)技術(shù)，它能在不破壞建筑工程結(jié)構(gòu)和性能的前提下完成檢測(cè)任務(wù)，及時(shí)對(duì)施工和焊接設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)焊縫進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)定質(zhì)量、評(píng)測(cè)安全穩(wěn)定的重要技術(shù)，也是保證建筑工程穩(wěn)定性的重要技術(shù)手段。現(xiàn)代化建設(shè)已經(jīng)離不開無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，它可以對(duì)任何建筑結(jié)構(gòu)的各種狀態(tài)和性能都能做到無(wú)損檢測(cè)，進(jìn)而估計(jì)建設(shè)工程質(zhì)量。可以看出無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目和質(zhì)量管理模型中起著重要作用，為建設(shè)項(xiàng)目提供完整的信息和質(zhì)量判斷依據(jù)。

2無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用

2.1無(wú)損檢測(cè)技術(shù)仿真分析

法國(guó)等西歐國(guó)家以及美國(guó)是世界上最早開展無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究的主要國(guó)家，國(guó)內(nèi)主要使用法國(guó)的CIVA、瑞典的sim2sundt、加拿大的imagine3d以及美國(guó)的ut2sim、virtu2alnde和wave3000pro進(jìn)行檢測(cè)。CIVA軟件是目前最常用的一款軟件，該軟件可以幫助優(yōu)化檢測(cè)技術(shù)，增加檢測(cè)技術(shù)的能力。此仿真軟件的主要功能是超聲檢測(cè)計(jì)算和仿真，對(duì)各種缺陷作用進(jìn)行模擬。其中超聲檢測(cè)的模擬環(huán)境是基于被測(cè)物體的多樣性，必須在特定區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，存在一定的局限性，還需要更多的系統(tǒng)來(lái)模擬各種問(wèn)題，與超聲波一起進(jìn)行相互作用。執(zhí)行此操作后，將執(zhí)行其他相關(guān)檢查區(qū)域，也可以將不同類型的缺陷設(shè)置在待檢關(guān)鍵對(duì)象的任意最佳位置，然后分析缺陷本身所反映的各種信號(hào)，為實(shí)際情況提供正確的參考數(shù)值。

2.2橋梁的主要結(jié)構(gòu)

某橋梁結(jié)構(gòu)為獨(dú)塔斜拉橋，全長(zhǎng)1300m，主跨最大跨徑130m，主塔總長(zhǎng)120m，分為中塔和下塔受力結(jié)構(gòu)三段。塔樓上部是主要的裝飾結(jié)構(gòu)，橋梁主梁采用全寬48m的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，鋼箱梁分上下兩段布置。單鋼梁結(jié)構(gòu)為單箱三室截面結(jié)構(gòu)，梁高4m，上下鋼梁通過(guò)連接形成一個(gè)完整的鋼結(jié)構(gòu)，鋼箱梁的NI工藝可以大致分為幾個(gè)方面，即主體鋼箱梁段是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)組裝單元板而形成的結(jié)構(gòu)，將零件運(yùn)輸?shù)綐蛭恢煤螅瑢⑵渲鸲蔚跗穑詈髮⒄麄€(gè)段焊接成整體結(jié)構(gòu)模式。

鋼梁橋的主塔結(jié)構(gòu)長(zhǎng)140m，塔的位置傾斜180度。主塔分為三部分，中間塔為80m，下塔高20m，鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的主塔作為重要組成部分，在安裝鋼管時(shí)必須特別注意周向接縫，在軋制鋼管時(shí)應(yīng)特別注意縱向?qū)涌p，并且使用T型焊接縫與直通焊縫水平連接時(shí)，在兩個(gè)支管之間，應(yīng)設(shè)置鋼板。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用更多地體現(xiàn)在檢測(cè)內(nèi)容上，鋼結(jié)構(gòu)橋梁的損壞通常是因結(jié)構(gòu)和材料缺陷而出現(xiàn)問(wèn)題，這也是判斷鋼結(jié)構(gòu)橋梁質(zhì)量的重要指標(biāo)內(nèi)容。通過(guò)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，必須檢查鋼結(jié)構(gòu)橋梁表面涂層的完整性，分析斷面尺寸是否對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，檢查是否存在焊接缺陷，裂紋等問(wèn)題。鋼結(jié)構(gòu)模板主橋的平直度、鉚釘裝飾頭也是鋼橋梁質(zhì)量重要的檢測(cè)內(nèi)容，要監(jiān)測(cè)到位。

2.3索梁錨固結(jié)構(gòu)

某鋼結(jié)構(gòu)橋梁采用錨箱連接方式，用電纜梁錨固結(jié)構(gòu)，連接結(jié)構(gòu)設(shè)置錨固塊，錨固塊通過(guò)高強(qiáng)度螺栓焊接與主梁腹板進(jìn)行連接，錨固箱式斜拉索為錨固箱的主要部件，由一個(gè)N3板底板和兩個(gè)N1，N2板支承板組成，并且在每個(gè)支承板的外側(cè)還添加了三個(gè)N5板加強(qiáng)板。在兩個(gè)軸承板之間的上部和下部設(shè)置了U形N4板加強(qiáng)板。拉索通過(guò)底板的中心圓孔固定在底板上，斜拉索產(chǎn)生的巨大壓力能承受上下模，連接板與腹板焊接位置以其他形式傳遞到斜拉索腹板上，這是力傳遞的最關(guān)鍵點(diǎn)，在鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程的施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格保證索梁錨固質(zhì)量。

2.4焊接技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)橋梁焊縫檢測(cè)中，此檢測(cè)過(guò)程比較復(fù)雜。在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中主要有兩種焊縫方法，即T形焊縫和Y形焊縫。因此，在焊接過(guò)程中，必須對(duì)未焊透缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，通常采用超聲波無(wú)損檢測(cè)方法。根據(jù)焊接缺陷的類型和分布規(guī)律，需要建立四種焊接缺陷模擬模塊，包括裂紋，夾渣，不完全熔深和不完全熔合。由于異形焊縫中可能會(huì)出現(xiàn)多種類型的問(wèn)題缺陷，因此有必要確保鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工的質(zhì)量和安全性。除了使用超聲和相控陣技術(shù)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)之外，其他無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也可以根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)使用。

2.5超聲波技術(shù)的應(yīng)用

使用超聲波技術(shù)能對(duì)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)，它根據(jù)測(cè)量上的通道進(jìn)行傳播。在廣泛傳播過(guò)程中，一旦遇到氣孔和夾渣等多種介質(zhì)，超聲波能量就會(huì)被多余介質(zhì)的表面反射回去，并引起超聲波的顯著變化。工人根據(jù)超聲波的顯著變化，可以對(duì)隨后搜集到的超聲波進(jìn)行分析處理，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種組件中的致命缺陷。超聲波還具有穿透力強(qiáng)和方向性好的特點(diǎn)。首先，它可以穿透任何厚度的固體物體，在利用計(jì)算機(jī)圖像的核心技術(shù)，它可以實(shí)時(shí)分析和反映建筑物外觀和內(nèi)在基本結(jié)構(gòu)的致命缺陷。與其余檢測(cè)核心技術(shù)相比，超聲無(wú)損檢測(cè)具有通用性強(qiáng)（適用合金，非金屬材料和分離后的主要材料檢測(cè)），檢測(cè)結(jié)果覆蓋范圍大，損傷小，因此，它是無(wú)損相關(guān)檢測(cè)技術(shù)中最常用的方法。但是超聲波無(wú)損檢測(cè)結(jié)果過(guò)程也很復(fù)雜，對(duì)于具有不規(guī)則形狀的新建筑物，超聲波能量的檢測(cè)精度將大大降低。

2.6磁粉檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

基于鋼結(jié)構(gòu)的磁化鐵磁材料呈現(xiàn)均勻磁力線的原理，如果表面存在缺陷，則磁通量會(huì)局部變形。這樣，可以通過(guò)磁粉技術(shù)檢測(cè)出鋼結(jié)構(gòu)的缺陷，并在適當(dāng)?shù)恼彰鳁l件下發(fā)現(xiàn)隱藏在表面的內(nèi)部缺陷質(zhì)量問(wèn)題，這種監(jiān)測(cè)方法在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗(yàn)中起著重要作用。由磁化鐵是磁材料制成，因此，鋼結(jié)構(gòu)被磁力線均勻地分布。但是，在實(shí)際的施工過(guò)程中，由于材料成分的表面缺陷，漏磁等局部變形問(wèn)題比較普遍，磁粉技術(shù)利用鋼結(jié)構(gòu)的這一特性實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的無(wú)損檢測(cè)，將磁性粉末涂在被檢部件的表面上，并在適當(dāng)?shù)恼彰鳁l件下，有效地檢測(cè)內(nèi)部夾雜的問(wèn)題缺陷。

結(jié)論：

現(xiàn)如今，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)檢測(cè)方法，并在建筑工程中得到了大量應(yīng)用，但鑒于無(wú)損檢測(cè)的局限性，仍需要相關(guān)研究人員開發(fā)更準(zhǔn)確的檢測(cè)方法和測(cè)試技術(shù)。在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的道路上，工作人員應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高檢測(cè)精度，逐漸擴(kuò)大適用范圍，才能加強(qiáng)對(duì)建造項(xiàng)目質(zhì)量的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐基行.無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用探討[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（34）：1248-1249.

[2]賴通.無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)的分析及其在鋼結(jié)構(gòu)橋梁中應(yīng)用的研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2019，（24）：4290-4290.

[3]劉贊.無(wú)損檢測(cè)新技術(shù)在某鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的應(yīng)用研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2018.

[4]史慧萍，曾慶賀.有關(guān)道橋無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用及對(duì)策分析[J].黑龍江交通科技，2018（06）.