公路橋梁無損檢測技術及應用

嚴文麗

（江蘇潤揚交通工程集團有限公司，江蘇揚州225000）

0 引言

隨著經濟的迅速發展，我國的基礎工程建設事業也得到迅猛發展。比如，在公路橋梁工程的施工建設方面，不僅施工技術得到了充分發展，公路橋梁的使用壽命也得到了進一步提升。但是，在公路橋梁工程的施工過程中，未按照施工技術規范或設計要求進行違規施工的行為，在一定程度上增加了公路橋梁的安全隱患。為了保障公路橋梁工程的質量，同時也為了保證人民的生命財產安全，必須要加大對公路橋梁工程的檢測力度，不斷更新、提高公路橋梁工程的檢測技術水平，提前或及時發現公路橋梁的質量隱患、安全隱患，以確保公路橋梁工程的質量，避免經濟損失。

1 公路橋梁無損檢測概述

無損檢測是公路橋梁工程施工過程中重要的組成部分。隨著公路橋梁工程施工工藝的發展、進步，公路橋梁的檢測技術也必須隨之提高，這就需要在不破壞公路橋梁工程自身結構的前提下，準確評估公路橋梁的缺陷及使用狀況。所以，需要對公路橋梁工程的檢測方法和技術進行改革和創新，無損檢測技術便應運而生。

目前，無損檢測技術主要包括沖擊回波檢測、超聲檢測、脈沖雷達、光干涉、聲發射、自然電位檢測、紅外檢測、X 射線檢測、滲透檢測、振動試驗分析檢測方法等。各種方法的檢測優勢和重點檢測參數并不完全一致，比如，公路橋梁的污染程度、鋼筋混凝土結構受侵蝕程度，可以使用固定支座發生器，通過回聲波來檢測公路橋梁的受損程度及裂縫情況。一般情況下，在對公路橋梁工程進行無損檢測的過程中，需要將無損檢測設備放置在檢測部位附近，或者直接放置在需要檢測的部位，以此來保證檢測的效果[1]。

從檢測的優越性來看，無損檢測具有便捷、準確、檢測成本低的優勢。比如，采用雷達檢測方法對公路橋梁工程進行全面掃描，能夠有效地檢測出公路橋梁工程中存在的孔洞，不僅有效提高了檢測的效率和質量，同時也提高了檢測數據的準確性。究其原因，主要是因為通過聲音傳播，能夠有效檢測出結構物的受侵蝕程度，然后對重點區域進行重點掃描。但是，無損檢測的專業性很強，需要使用專業的檢測設備及專業的檢測人員，只有這樣，才能保證公路橋梁工程無損檢測的效率和準確性。無損檢測的最大優勢在于，其對公路橋梁結構不會造成任何形式的損傷，能夠有效保證公路橋梁工程結構的完整性。但是，在使用DNT 檢測技術時，因為無法立即出具確定的檢測報告，所以還需要結合其他檢測數據進行分析和整理。因此，為了保證DNT 的檢測結果，需要對檢測對象進行認真的分析，以此來保證檢測結果的科學性和合理性。無損檢測對準確評估橋梁和工程質量有著重要的意義和作用。

2 無損檢測的技術特點

無損檢測技術能夠迅速、準確地獲得結構物的受損信息，并具備自動化和智能化的特點，從而減少了人工投入，降低了檢測成本，同時也降低了檢測過程中人為因素的影響。但是，無損檢測技術對檢測設備的要求比較高，對使用環境也有一定的要求。在檢測前，需要根據操作工藝和受檢結構物各方面特點，選擇適合的無損檢測方法。目前，公路橋梁無損檢測設備主要有斷面檢測儀、聲波檢測儀和抗滑檢測儀。其中，斷面檢測儀能夠對公路路面的平整度、厚度、車轍等信息進行全面、有效的檢測，并且能夠迅速出具相應的檢測結果；聲波檢測儀主要是利用回收聲波的方式來獲取檢測對象的信息，能夠對受檢結構物的外部及內部結構進行有效檢測。例如，對鋼筋混凝土結構物的檢測，就能夠利用聲波的方法來進行；抗滑檢測儀則能夠對路面的摩擦數據進行全面檢測，并準確檢測出路面的摩擦性能是否滿足要求[2]。

3 公路橋梁無損檢測方法

3.1 回聲波檢測法

回聲波檢測法，是公路橋梁工程無損檢測的重要方法之一。回聲波檢測法是利用聲波遇到障礙物反射的原理，對公路橋梁等檢測對象進行檢測的方法，它可以迅速、直觀地反映出公路橋梁等工程的缺陷。在檢測過程中，如果往返回聲波一致，則代表公路橋梁等檢測對象不存在缺陷問題；如果往返回聲波不一致，則代表公路橋梁工程可能存在一定的缺陷，檢測人員應將返回回聲波不一致的區域作為重點進行詳細探索，找出結構物的缺陷區域。甚至，在公路橋梁工程的無損檢測過程中使用回聲波檢測法，還能夠詳細地檢測出金屬、塑料管道中出現空洞的情況，包括空洞的直徑、位置等。

此外，由于回聲波檢測法在檢測過程中不存在放射性或X 射線，因而既能充分保證結構物自身的安全，也不會對檢測人員的身體造成傷害，檢測過程的安全性好、檢測結果的準確性高。但是，回聲波檢測法也有不足之處，例如：所檢測出的空洞直徑往往大于實際空洞的直徑，所以，在一些關鍵的界面位置，需要進行全面檢測，如果僅僅使用同一面檢測的方式，有可能無法準確地顯示出缺陷的位置和面積。再者，如果是從底部對受檢結構物進行檢測，可能導致檢測空洞比實際空洞要小一些；回聲波檢測方法的速度不是很快；必要的時候，需要補充有關信息。所以，此方法在實際的使用過程中具有一定的局限性。

3.2 探地雷達（GPR）檢測法

探地雷達是一種利用天線發射和接收高頻電磁波，探測介質內部物質的性質及分布規律的物理方法。探地雷達檢測方法能夠準確地定位結構物內部金屬材料、空洞的位置，比如：混凝土結構物內部鋼筋的分布情況，預應力鋼筋混凝土管道中灌漿不密實所引起的空洞的具體位置。通過對實際的檢測工作總結發現，探地雷達檢測方法具有廣泛的適用性，可以在低分辨率下進行深度探測，在淺穿透下用高分辨率，用于檢測拱肩墻等“隱藏”特征。

不過，探地雷達檢測方法在應用過程中也有一些局限性。例如，探地雷達檢測方法無法準確檢測出預應力混凝土灌漿道中空洞的詳細信息，如直徑、形狀。另外，探地雷達檢測方法受環境因素的影響比較大，如在潮濕的環境下無法持續、有效地開展工作，同時也不能在0oC 以下工作，還要避免外加磁場的干擾。探地雷達檢測方法與其他無損檢測方法相比，雖然也有一定的優勢，但局限性也十分明顯。所以，在實際使用過程中，還需要結合公路橋梁工程的實際檢測環境，選擇合適的檢測方法，保證檢測數據的科學性和準確性[3]。

3.3 射線探傷法

射線探傷法主要的探測原理是將底片放置在混凝土結構或鋼結構中，通過對敏感底片發射X 射線或伽馬射線進行檢測，從而檢測出公路橋梁工程中存在的問題。射線探傷法與其他的無損檢測方法一樣，都能夠準確地檢測出鋼筋的位置。除此之外，射線探傷法還能夠獲得清晰的圖像。通常，圖片信息是十分準確的，而且，這種方法所需要的操作人員比較少。不過，射線探傷法需要很強的射線源來穿透橫截面，以此來獲得相關的技術數據，這在一定程度上增加了檢測成本。根據實踐探究，射線探傷法需要射線源具有較強的穿透力，能夠釋放150mm 的銥，400mm 的鈷，穿透力能達到1500mm，當通道便捷且射線通過的環境比較安全時，射線源就能夠提供清晰的圖片及橫截面信息，測出鋼筋、空洞的位置，且能夠有效地保證結構物的完整性。所以，射線探傷法在無損檢測探索中也得到了廣泛應用。

但是，射線探傷檢測法也存在缺點。由于射線源穿透力較強，而射線對人體的健康有影響，所以使用射線探傷法進行檢測時，必須重視安全問題。若使用此方法，需要事先制定安全方案，且方案必須嚴密、完善、可操作性強（例如：將射線源放置在專用的金屬盒當中，且帶有自動關閉的功能等）。具體檢測時，應按照方案實施，確保檢測過程中的人身安全和檢測安全。

3.4 滲透探傷法

滲透探傷法是利用毛細現象檢查材料表面缺陷的一種無損檢驗方法。主要是針對金屬以及非金屬材料表面存在的裂紋、折疊、夾雜、凹坑、疏松等缺陷進行檢測，可以準確完成相應的缺陷位置及尺寸的邊緣界定。這種檢測方法在應用過程中存在技術方面的優勢，主要表現在滲透檢測技術對金屬材料成品、半成品、焊接件、塑料波紋管等多種施工材料，都可以直接進行檢測、分析。除此之外，滲透檢測技術在靈活度方面的表現也比較好，就算是特別細小的缺陷也能被發現。

在公路橋梁工程中，滲透探傷法主要被用于鋼結構橋梁的檢測，檢測過程中無需進行耦合，也無需探頭有針對性地接觸。只需要將滲透劑涂抹于被檢測對象表面，用熒光檢驗法或著色檢驗法觀察缺陷，通過測量就可以測出缺陷的形狀、尺寸等。這種無損檢測最突出的優點在于：操作簡單、方便，檢測成本低，結構物表面的各種缺陷都能被檢測，且不受缺陷的形狀、尺寸的影響，不受材料的組織結構和化學成分的限制。當然，滲透檢測技術的適用范圍也存在一定的局限性：僅能夠對導體材料進行檢測，滲透能力較淺，需要相應的參考標準作為基礎支持；不適用于檢測疏松材料；需要有熒光、著色、日光照射等輔助介質[4]。

4 工程應用

將無損檢測應用于公路橋梁的施工過程中時，若以混凝土梁為主要的檢測對象，可以采用回聲波的方法進行檢測。為了保證無損檢測的質量和效果，可以采用模擬的方式進行檢測，即澆筑若干有不同缺陷的實驗梁，并結合受檢實驗梁的使用環境和當地的檢測環境，選擇適合的無損檢測方法，即時、準確地記錄檢測數據，從而準確指導施工過程。例如：提醒施工單位在進行高壓灌注混凝土的過程中，要保持灌注的連續性，不能出現斷斷續續的情況，否則在管道中就會出現空洞、裂縫等病害，導致結構物的整體性差、不能充分發揮設計的荷載能力，無法很好地承擔公路橋梁的荷載量。輕則，結構物表面會產生裂縫，重則，橋梁還有斷裂的危險。

同理，無損檢測也可以被應用于在道路工程中，道路工程的檢測可以使用探地雷達檢測法。探地雷達檢測技術作為一種新型的無損檢測法，與傳統的無損檢測法相比，擁有更多優勢。探地雷達可以說是目前全球范圍內最先進、最科學、最有效的檢測技術，在交通運輸、城市環保、災后救援、國家軍事安全保護等領域被廣泛使用。若對路橋工程進行地質檢測，檢測前應對被檢工程進行現場調查，搜集設計、施工資料，了解工作條件及環境安全的狀況；調查施工過程中特殊的施工段，記錄結構物的位置、影響檢測工作的障礙物和電磁干擾源的位置；查看已發病害，并記錄其位置和類型；正確連接雷達系統，并在檢測前進行試運行；準確標記檢測里程樁號及測線位置；在采用測量輪進行連續采集時，應保持測量輪隨檢測距離運轉良好。如上所述，先進行實地考察，大致了解檢測區域的結構、分布等，然后根據實際情況設計出一個完善的方案，對重點檢測區域應多加關注，而且事先要能夠設想出在檢測過程中可能會出現的問題，從而給出相應的解決方案，以便用最快速度，高質量地完成檢測。

使用探地雷達檢測法進行路橋工程地質檢測，可以通過地面無線雷達對地面下1m 以下的結構物進行探測，包括瀝青厚度、管道破裂、混凝土板缺陷等。目前，探地雷達能夠實現三維檢測，對道路的平面及縱、橫斷面信息進行精確定位，從而大大提高了道路檢測的準確性。近年來，三維探地雷達技術已被廣泛應用于路面結構層內部的病害檢測，如路面承載力、混凝土板內部破損、接縫積水等，可以幫助道路在病害初期采取相應的處理措施，防止病害的進一步發展。與其他常規的地下探測方法相比，三維探地雷達技術具有快速、連續、高分辨率、操作靈活、成本低等優點。利用雷達探測車在夜間行駛，也能夠對道路進行無損檢測，而且數據非常準確，可以為道路的設計與改造方案提供可靠的數據支持。

無損檢測技術能夠有效地檢測出公路橋梁工程中存在的質量問題，并且具有顯著的優勢，這不僅能夠降低檢測的成本，還能確保檢測的效率和質量，充分保障了公路橋梁工程的質量。

5 結語

總而言之，無損檢測是檢驗公路橋梁質量的重要措施，具有顯著的優勢。無損檢測不僅能保證檢測數據的科學性和準確性，還能最大限度地降低工程檢測成本，保證工程檢測的質量和效率，很好地反映出公路橋梁工程的質量。與此同時，無損檢測的檢測方法有很多種，檢測人員可以結合實際的檢測環境、被檢對象的性質等情況選擇適合的檢測方法，從而提高檢測的質量和效率，為公路橋梁能夠充分發揮其服務功能作出貢獻。