橋梁工程質量控制中無損檢測技術的運用研究

鄧曉安

【摘 要】交通運輸業是我國經濟發展的基礎，橋梁是交通運輸的重要組成部分，做好橋梁工程質量控制，不僅可以保障人們的出行安全，還為我國經濟發展奠定基礎。文章主要對無損檢測技術進行分析，并提出無損檢測技術在橋梁工程質量控制中應用的具體措施。

【關鍵詞】橋梁工程;質量控制;無損檢測技術;運用

【中圖分類號】U445.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2021）03-0093-03

近年來，隨著我國橋梁事故發生率不斷攀升，橋梁工程質量控制逐漸成為國家和社會關注的重點，為了進一步對橋梁工程質量進行控制，無損檢測技術應運而生并得到廣泛應用，它可以在不損壞橋梁的前提下開展橋梁工程質量檢測工作，以及時發現橋梁工程中存在的問題，降低了橋梁運營風險。

1 無損檢測技術

1.1 概念

無損檢測技術是在不損壞被檢測物體內部結構的前提下，進行被檢測物體內部結構、材料、問題等方面的檢測，其可以運用射線、超聲、電磁、紅外等原理技術開展檢測工作。無損檢測技術具有非破壞性、動態性、互溶性等特點，可廣泛應用于工業、交通等領域[1]。

1.2 優勢

無損檢測技術在橋梁工程質量控制中的應用，主要有以下3個方面的優勢：一是提升檢測效率。傳統橋梁工程質量檢測技術受技術限制，需要花費大量的時間、人力、資金開展檢測工作，并且檢測效率低。無損檢測技術的應用改變了傳統檢測技術的局限性，降低了檢測對于人力、物力、時間的依賴，從而提升了橋梁工程質量檢測的效率。二是降低了檢測的破壞性。無損檢測技術在橋梁工程質量檢測中的應用，可以在不破壞橋梁的前提下開展質量檢測工作，不僅降低了質量檢測的時間，還保證了橋梁的完整性。三是有助于橋梁工作的良性發展。無損檢測技術打破了傳統質量檢測的局限性，借助無損檢測的優勢，不斷對橋梁工程質量進行控制，為橋梁工程建設的科學發展奠定基礎。

2 橋梁工程質量檢測范圍

現代橋梁是供鐵路、公路、車輛、行人等跨越江河湖海、山谷、低地或其他交通線路時使用的架空建筑結構。現代橋梁按建橋材料可分為預應力鋼筋混凝土橋、鋼筋混凝土橋和鋼橋。橋梁按照受力特點劃分，分為梁式橋、拱式橋、剛架橋、懸索橋、組合體系橋（斜拉橋）5種基本類型。橋梁工程項目不僅是基礎設施的重要組成部分，更是穩定經濟發展的基礎，保障人們安全出行的關鍵[2]。橋梁工程質量檢測范圍主要分為鋼箱梁、鋼材、鋼筋、鋼絲、鋼絲繩預應力錨具、夾具和連接器、鋼絞線、鋼絲繩、螺栓、水泥，以及粗、細骨料等方面。

橋梁檢測項目主要分為以下4個方面：一是施工過程中檢測。包括裂縫、混凝土密實度、單梁試驗、超期存放梁檢測評估、施工監控、大體積混凝土水化熱監測、支架受力驗算等。二是交竣工驗收檢測。包括成橋荷載試驗、實體質量檢測、外觀檢查、支座安裝質量檢查。三是橋梁技術狀況評定。定期檢查，最長不超過3年，特大、特殊結構、特別重要橋梁1年1次，臨時橋梁1年1次。四是既有橋梁荷載試驗、承載能力評定等。

3 無損檢測技術在橋梁工程質量控制中的應用

3.1 激光檢測技術

激光檢測技術用于各種橋梁靜態、動態撓度、沖擊系數、功率譜、區間頻率的測量;各種大型結構低頻震動及位移監測等，可以為橋梁施工、監理、驗收、檢測部門提供準確數據，有效指導其工作。激光檢測技術采用遠距離非接觸光電轉換法測量橋梁動靜態撓度曲線，突破性地將光路解析及圖像采集有機集成，采用一靶二燈，動態精度量程控制，能較好地適應橋梁工程質量控制要求。強大的處理軟件可從動態曲線數值分析中得出荷載的沖擊系數及結構內力分布狀態，有助于判斷橋梁的薄弱部位及結構的整體性，從而對橋梁工程質量進行有效判斷。激光檢測技術的應用原理：將專用靶標固定待測橋梁被測點，使靶標與橋梁有機地結合形成共振，將橋梁震動轉換成特定波長的光源震動，通過光學解析系統將待測光信號解析至專用高精工業CCD，檢測靶標在CCD上成像的中心坐標的變化即可精確測量被測橋梁在載荷作用下產生的縱向和橫向位移及其對時間的響應曲線。系統的K值（Kx，Ky），即CCD上每個像素代表的實際位移值，可在測量之前進行標定[3]。

3.2 X射線檢測技術

X射線檢測技術已經在橋梁質量檢測中得到了應用，并形成了X射線數字成像檢測系統，系統組成包括X射線探傷機、成像單元、檢測平臺、圖像處理單元、鉛防護系統，其成像方式可選X射線數字平板探測器、高分辨率微米級線陣數字探測器。機械檢測掃描平臺分為3種類型：①基本型。四軸運動檢測掃描方式。②標準型。五軸運動檢測掃描方式。③功能型。多軸運動檢測掃描方式。系統主要參數：①系統分辨率。16～40 Lp/cm、50～60 Lp/cm。②系統靈敏度。0.7%～2%。③管電壓。20～450 kV。④管電流。0～20 mA。圖像處理軟件主要功能：電子拍片、圖片存儲優化;窗口、窗位技術、多種平滑降噪選擇;2-512圖像降噪，提高圖片分辨率、靈敏度;邊緣增強、銳化、負像、偽彩色、實時縮放;缺陷尺寸、灰度等級測量;可記錄工件編碼、檢測日期、操作者、缺陷種類等報告打印;鐳射定位;動態存儲，動態回放;配備適用的應用軟件，可實現自動識別功能;具有檢測系統自動控制，圖像缺陷自動控制功能。X射線數字成像檢測系統在橋梁工程質量控制中的應用，實現了檢測的動態成像，提高了檢測速度，協助相關單位做好橋梁工程質量控制工作。

3.3 雷達檢測技術

雷達檢測技術是利用高頻電磁波反射來確定檢測目標體位置與埋深，其在橋墩質量檢測中得到了廣泛應用，測試方便、操作簡單、配置輕便，適合不同場地，數據存儲可為數字或圖像格式，可用后處理軟件進行3D處理。雷達檢測技術具有以下優勢：一是利用高頻電磁波的反射來確定目標體的位置與埋深，是一種工程勘察的技術和手段;二是堅固、防水、防塵的設計使智能雷達系統可在不同的環境、極端溫度或氣候條件下運行;三是大深度探測，100 MHz天線可滿足20 m深度范圍的探測;四是手觸屏操作及手動操作屏幕;五是可適應各種地形探測，如四輪、雙輪、單輪配置;六是輕便的模塊化構成便于快捷拆卸、運輸、安裝與測量;七是測距輪和GPS定位的系統外設裝備為測量提供準確的位置信息;八是主機內置的Wi-Fi模塊可以實時把測量成果傳輸到指定終端;九是可實現三維網格測量。現場實時顯示剖面和水平切片;十是現場實時顯示測量軌跡，測試結果直觀明了，可現場確定目標體位置和埋深;十一是可選外接高精度GPS天線。雷達檢測技術的優勢，使得雷達檢測技術在橋梁工程質量檢測中得到廣泛應用，為橋梁工程質量監控提供了重要的數據支持[4]。

3.4 電磁檢測技術

電磁檢測技術搭配N9020A頻譜儀使用，專業從事固定臺站預選站址時的電磁環境評估，同時也可以對各頻段的電磁頻譜進行長時間測量、分析和記錄，以及空間信號的監測，其在橋梁工程質量控制中的應用，不需要人員手動操作，避免了人為因素干擾，做到測試數據更準確，為橋梁工程質量控制提供了更加精確的數據。相關單位可以借助電磁檢測技術收集和分析橋梁工程建設中的數據，在保證橋梁質量檢測結果精確化的前提下，進行數據綜合分析，不斷總結影響橋梁工程質量的因素，并結合檢測結果改進措施，促進橋梁工程質量提升。

3.5 振幅檢測技術

振幅檢測技術在橋梁工程質量檢測中的應用，形成了橋梁振幅檢測儀，其主要是利用891-Ⅳ加速度傳感器測量橋梁的實時振動，傳感器通過無線傳輸單元傳輸到主機，然后通過USB端口傳輸到電腦。傳感器采用鋰電池供電，現場測量時不需要大量布線，使用方便。橋梁振幅檢測儀主要是采用傳統的接觸式測量方法，將其放在橋梁各檢測點下方，并以支架支撐檢測儀，當橋梁受力發生撓度變形時，檢測儀上的位移傳感器會將瞬時測量的數據結果傳送至控制器進行儲存，經軟件處理后可顯示橋梁的動靜態撓度值及曲線。檢測包含各類橋梁的動、靜態撓度檢測，大跨度結構的形變及低頻振動位移監測，高層建筑物的變形檢測等。該檢測方法可同時進行多點撓度形變測量，方便觀察橋梁整體的瞬時形變，縮短測量時間，節約測量成本。

4 無損檢測技術內容

4.1 主體工程檢測內容

橋梁主體工程檢測內容主要包括以下4個方面：一是常規項目的檢測。常規項目的檢測主要包括橋面系統性檢測、橋梁上部結構檢測和橋梁下部結構檢測3個方面。二是位于水下構件的檢測。主要是對橋梁樁基的檢測，檢測橋梁樁基是否有裂紋、空洞、漏筋、質量損傷等問題，由于水下環境不好勘探，在檢測時需要對其進行錄像。三是橋梁內部結構的定期檢測。包括混凝土強度檢測、碳化深度檢測、保護層厚度檢測、鋼筋位置的檢測。四是橋梁承載能力的檢測。主要是通過對橋梁承載能力的鑒定，用于判斷橋梁當下的承載能力是否能夠滿足交通運輸領域的需求。

4.2 橋梁樁基檢測內容

橋梁樁基檢測內容主要分為以下6個方面：一是各類樁、墩、樁墻豎向或橫向承載力檢測，包括單樁及群樁承載力檢測。二是墩底持力層承載力及變形性狀的檢測。三是各類樁、墩及樁墻結構完整性檢測。四是考慮樁土共同作用或復合地基中樁土荷載分擔比的檢測，樁體及土體應力應變的檢測。五是施工中對環境影響，如震動、噪音、土體變形的檢測。六是特殊條件下或事故處理中的其他檢測。

4.3 橋梁鋼結構檢測內容

橋梁鋼結構檢測內容主要包括以下5個方面：一是漆膜厚度，可用漆膜測厚儀檢測，抽檢構件的數量不應少于檢測樣本的最小容量，也不應少于3件;每件測5處，每處的數值為3個相距50 mm的測點干漆膜厚度的平均值。二是對薄型防火涂料涂層厚度，可采用涂層厚度測定儀檢測，測量方法應符合《鋼結構防火涂料應用技術規程》（CECS24）的規定。三是對厚型防火涂料涂層厚度，應采用測針和鋼尺檢測，測量方法應符合《鋼結構防火涂料應用技術規程》（CECS24）的規定。四是涂層的厚度值和偏差值應按《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB 50205）的規定進行評定。五是涂裝的外觀質量，可根據不同材料按《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB 50205）的規定進行檢測和評定[5]。

5 結語

綜上所述，無損檢測技術在我國橋梁工程質量控制中的應用前景廣闊，相關單位應當基于長久運營出發，加強對于無損檢測技術的研究，借助無損檢測技術開展橋梁工程質量控制，分析橋梁工程中存在的問題，并提出科學的解決措施，促進橋梁工程質量提升，為我國交通運輸業的發展奠定基礎。

參 考 文 獻

[1]陶東陽，毛國慶.橋梁檢測中的無損檢測技術應用概述[J].黑龍江交通科技，2020，43（9）：130-131.

[2]仲丁.淺談道路橋梁無損檢測技術及質量管理[J].名城繪，2018（4）：502.

[3]顧蘇楠.橋梁工程中無損檢測技術的問題與發展趨勢[J].建筑工程技術與設計，2018（28）：3547.

[4]楊子鋒.市政橋梁工程質量控制中無損檢測技術的運用[J].建材發展導向，2020，18（5）：239.

[5]方紹兵.橋梁檢測工作中無損檢測技術的具體應用[J].四川建材，2019，45（4）：171-172.