無損檢測技術(shù)在道路橋梁工程中的應(yīng)用分析

周綠野

摘 要：本文首先簡要介紹了道路橋梁檢測技術(shù)，總結(jié)了無損檢測技術(shù)在道路橋梁檢測中的主要優(yōu)勢，在此基礎(chǔ)上探討了道路橋梁檢測中無損檢測技術(shù)的應(yīng)用方法，旨在提升無損檢測技術(shù)在道路橋梁檢測中的應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：無損檢測技術(shù);道路橋梁工程;應(yīng)用

0 前言

加強(qiáng)檢測正在使用的道路和橋梁是了解道路和橋梁運(yùn)行狀態(tài)的有效方式，也是獲取道路和橋梁養(yǎng)護(hù)所需參考數(shù)據(jù)的有效途徑[1]。合理運(yùn)用無損檢測技術(shù)可以最大限度地減少檢測對道路和橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。

1 道路橋梁檢測技術(shù)

1.1 道路橋梁試驗檢測的重要性

（1）通過對原材料進(jìn)行檢測，判斷其是否合格，以便于因地制宜的選擇工程材料。

（2）通過檢測技術(shù)對新技術(shù)、新材料以及新工藝的可靠性以及適用性進(jìn)行鑒別，為其在工程實踐中的推廣應(yīng)用提供幫助。

（3）試驗檢測的結(jié)果都是建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上的，能夠?qū)こ藤|(zhì)量進(jìn)行客觀評價，對整個工程的質(zhì)量進(jìn)行全過程鑒定。

1.2 常用的試驗檢測技術(shù)

（1）壓實度檢測技術(shù)。壓實度作為一項重要的指標(biāo)，是道路橋梁工程中的主測項目。常用的壓實度檢測方法有灌砂法、環(huán)刀法以及核子密度儀法。其中灌砂法是最常見的一種檢測方法，其原理是通過標(biāo)準(zhǔn)砂來對試洞中的集料進(jìn)行替換。灌砂法可廣泛應(yīng)用于土層以及路面結(jié)構(gòu)層，但是在檢測過程中需要攜帶大量的砂，并且需要反復(fù)稱重，工作強(qiáng)度比較大，由于儲砂筒為密閉狀態(tài)，檢測結(jié)果受到外界因素的影響較小，但是檢測結(jié)果的精度容易受到來自檢測人員的影響。環(huán)刀法檢測的檢測結(jié)果只能代表取樣區(qū)域的平均密度，并非整個檢測區(qū)域的平均密度，由于環(huán)刀法需要采用環(huán)刀進(jìn)行現(xiàn)場取樣，因此主要應(yīng)用于對土層進(jìn)行檢測。核子密度儀法是利用放射性元素來對路面材料進(jìn)行檢測，檢測速度很快，且不需要太多的工作人員進(jìn)行操作，而且這種檢測方法是一種非破壞性檢測方法，在同一個位置處可多次進(jìn)行檢測，能夠?qū)崟r的監(jiān)測壓實度的變化情況。

（2）回彈彎沉檢測技。術(shù)彎沉檢測的方法主要有貝克曼梁法、落錘式彎沉儀法以及自動彎沉儀法，常用的方法為前兩種。作為一種靜態(tài)彎沉測量方法，貝克曼梁法以其簡單便捷以及易于掌握的優(yōu)點在實際工作中應(yīng)用更為廣泛，但是貝克曼梁法在接地面積以及輪胎壓力控制方面的能力較小，因此不能對路面各結(jié)構(gòu)層的承重強(qiáng)度進(jìn)行全面的反應(yīng)。采用落錘式彎沉儀法進(jìn)行檢測時，由于落錘會對地面造成一定的沖擊，因此需要對路面的彎沉進(jìn)行全方位的檢測，這種方法在道路上有車輛行駛時也可進(jìn)行檢測。

（3）無損檢測技術(shù)。與傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比，無損檢測技術(shù)在確保檢測精度以及效率的基礎(chǔ)上，不會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，常用的有地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)與超聲法。地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)即探測雷達(dá)技術(shù)，具有精度高、直觀等優(yōu)點，是一種無損檢測技術(shù)，其工作原理是通過發(fā)射高頻電磁波，通過雷達(dá)接收到的反射波來對道路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的情況進(jìn)行檢測。超聲波法使用的主要儀器有超聲波檢測儀與聲波換能器，以接收到的超聲脈沖的波速、頻率等參數(shù)為基礎(chǔ)，對道路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的情況進(jìn)行檢測，操作簡單快捷、安全性好。但是超聲波法有一個缺點，即它是建立在聲波可以穿透結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上的，當(dāng)聲波不能穿過結(jié)構(gòu)，那么就無法得到檢測結(jié)果，因此其直觀性相對而言較差。在實際操作中通常要設(shè)置多個測點來進(jìn)行檢測，利用概率統(tǒng)計的原理對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對檢測結(jié)果進(jìn)行評估。

2 無損檢測技術(shù)的應(yīng)用及檢測方法

2.1 超聲波技術(shù)的應(yīng)用

（1）超聲波檢測是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的無損檢測技術(shù)。該技術(shù)使用聲波觸發(fā)儀器，通過儀器形成波長、頻率特定的超聲波。當(dāng)超聲波接觸到結(jié)構(gòu)時可以在其內(nèi)部傳輸，可以根據(jù)觀測到的聲波衰減、散射以及波形變化判斷被測對象的結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷。

（2）超聲波無損檢測系統(tǒng)的主要構(gòu)成是聲波觸發(fā)儀器。其由大量的聲波觸發(fā)裝置組成，通過集中控制、單元控制各個聲波觸發(fā)點，執(zhí)行聲波收發(fā)、信號處理、成像處理等操作。聲波觸發(fā)器發(fā)出的超聲波遇到被測物體繼續(xù)在其內(nèi)部傳播，根據(jù)物理學(xué)理論可知，超聲波在質(zhì)量均勻分布的物體中傳播時表現(xiàn)出一定規(guī)律。當(dāng)遇到物體內(nèi)部的缺陷點時，超聲波的波形和衰減規(guī)律將明顯變化，通過儀器捕捉超聲波的異常變化就可以確定物體結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷。超聲波檢測設(shè)備可以收集處理超聲波信號，然后借助FIFO緩沖器將超聲波傳播至控制器，進(jìn)行分析計算之后，控制器會在終端上直觀呈現(xiàn)最終結(jié)果。

（3）超聲波掃描是超聲波無損檢測的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，掃描結(jié)果的精準(zhǔn)程度直接影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，現(xiàn)階段，應(yīng)用最廣泛的超聲波掃描方式有三種，即：A類、B類及C類。

（4）在超聲波無損檢測過程中，探頭無法完全貼合被測物體，當(dāng)超聲波遇到空隙時會出現(xiàn)諸如反射、折射、擴(kuò)散等，會降低超聲波穿透被測物體的能力，影響超聲波檢測裝置的精度。為了有效減少超聲波的反射、折射、擴(kuò)散，可以用增粘劑填充空隙。超聲波探頭和被測物體之間最常見的聲耦合方法是液浸法，即將探頭和被測物體一同浸入液體中，利用液體填充探頭與被測物體之間的空隙，排除空氣。用于浸沒的液體可視為超聲檢測的耦合劑，水是常用的超聲檢測耦合劑，因此液浸法通常是指水浸法。超聲波發(fā)射后首先在液體和被測物體接觸表面發(fā)生反射，然后進(jìn)入物體內(nèi)部，如果遇到結(jié)構(gòu)缺陷將再次反射，最后在被測物體底部反射，最終呈現(xiàn)出波形。

2.2 光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用

（1）光纖傳感器檢測是一種新興無損檢測技術(shù)，出現(xiàn)時間不長，處于初步應(yīng)用階段。現(xiàn)階段，光纖傳感器無損檢測多用于大跨徑橋梁和超長隧道等大型復(fù)雜道路和橋梁項目，主要用來彌補(bǔ)傳統(tǒng)檢測技術(shù)的不足。

（2）光纖傳感器檢測技術(shù)適用范圍很廣，可以基于多種檢測指標(biāo)，輸出準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，大大降低了無損檢測技術(shù)的操作難度，提高了無損檢測的效率。

2.3 檢測方法

2.3.1 機(jī)敏混凝土檢測方法

（1）機(jī)敏檢測技術(shù)是專為水泥混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的無損檢測技術(shù)。考慮到道路和橋梁工程中會使用大量的水泥混凝土，為了提高道路和橋梁混凝土構(gòu)建質(zhì)量，可以使用機(jī)敏檢測技術(shù)對構(gòu)建進(jìn)行專項檢測。

（2）相較于傳統(tǒng)的水泥混凝土構(gòu)件檢測技術(shù)，機(jī)敏檢測技術(shù)的檢測精度更高，該技術(shù)可以全面精準(zhǔn)地檢測到各種復(fù)雜工況下水泥混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能變化。

2.3.2 電化學(xué)檢測方法

（1）電化學(xué)檢測和機(jī)敏檢測技術(shù)一樣也是一種專項檢測技術(shù)，電化學(xué)無損檢測專用于鋼筋結(jié)構(gòu)檢測，其主要作用是確定惡劣自然環(huán)境中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋腐蝕情況。

（2）電化學(xué)無損檢測技術(shù)需要用到化學(xué)知識，通過化學(xué)反應(yīng)得到化學(xué)產(chǎn)物，分析化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，間接判斷鋼筋的劣化情況。

（3）現(xiàn)階段，半電位法是應(yīng)用最廣泛的電化學(xué)無損檢測技術(shù)。

3 結(jié)束語

無損檢測技術(shù)在道路和橋梁結(jié)構(gòu)檢測中的應(yīng)用研究是一個相對較新的領(lǐng)域，為了解決無損檢測技術(shù)在實踐應(yīng)用中存在的問題，需要進(jìn)一步探索其應(yīng)用技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域。本文基于無損檢測技術(shù)的概念和原理，介紹了常見的無損檢測方法，并分析了無損檢測技術(shù)的優(yōu)點和應(yīng)用局限性。同時，結(jié)合無損檢測技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，提出無損檢測技術(shù)應(yīng)該與傳統(tǒng)檢測技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用的觀點，以實現(xiàn)多種檢測方法的優(yōu)勢互補(bǔ)，從而進(jìn)一步提高道路和橋梁結(jié)構(gòu)檢測的準(zhǔn)確性和檢測效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹祥保.無損檢測技術(shù)在混凝土鋼筋檢測中的應(yīng)用研究[J].四川水泥，2021（2）：28-29.

[2]趙勁彪，馮超，居龍，等.法蘭螺柱原位超聲無損檢測技術(shù)研究[J].現(xiàn)代機(jī)械，2021（1）：25-27.