公路橋梁中采用無損檢測技術(shù)的應用

李權(quán),馮魏

摘 要：現(xiàn)階段，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，橋梁工程的質(zhì)量控制逐漸成為國家和社會關(guān)注的焦點。為了進一步控制橋梁工程的質(zhì)量，無損檢測技術(shù)應運而生并得到了廣泛的應用。在不損壞橋梁的情況下進行橋梁工程質(zhì)量檢測，以及時發(fā)現(xiàn)橋梁工程中存在的問題，降低了橋梁運營風險。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;無損檢測技術(shù);應用

0 引言

隨著我國道路交通的快速發(fā)展，促進了國內(nèi)路橋工程建設的不斷發(fā)展和路橋工程質(zhì)量的不斷提高。其中，工程檢測是進行工程質(zhì)量控制的有效手段，受道路橋梁工程建設發(fā)展及其工程技術(shù)水平不斷提升的影響，進行道路橋梁檢測應用的技術(shù)手段也越來越多樣化，其檢測應用的效果也越來越顯著。

1 無損檢測技術(shù)的概念及其特點

（1）無損檢測技術(shù)是指運用光纖、超聲波、雷達等先進技術(shù)手段，通過評估激發(fā)源（如聲音，光和電）進入建筑工程結(jié)構(gòu)時產(chǎn)生的變化，來判斷結(jié)構(gòu)的內(nèi)部是否存在缺陷以及缺陷情況。無損檢測技術(shù)對結(jié)構(gòu)不會造成破壞，但是無損檢測需要使用很多復雜的電子設備，相較于傳統(tǒng)檢測技術(shù)，無損檢測不會影響被測對象的結(jié)構(gòu)完整性，適合用來檢測正在運營的道路和橋梁結(jié)構(gòu)。（2）無損檢測可以完全覆蓋待檢測范圍，可以第一時間檢測到結(jié)構(gòu)內(nèi)部的潛在問題，可預測性良好。因此，通過無損檢測技術(shù)獲得檢測結(jié)果，可以直接作為道路和橋梁結(jié)構(gòu)維修的參考，從而有效提高道路和橋梁結(jié)構(gòu)檢測的準確性，大大縮短道路和橋梁檢測和維修時間。

2 公路橋梁中采用無損檢測技術(shù)的應用

2.1 激光技術(shù)的應用

激光技術(shù)可以檢測公路橋梁的路況，其基本原理是光的衍射、反射或折射。以衍射為例，激光本身是直線傳播，在空間傳輸?shù)倪^程中，若遇到狹窄縫隙，將會產(chǎn)生衍射，而借助衍射光回饋的信息，可以明確狹窄縫隙寬度，得到明暗相間的圖像，找出公路橋梁中可能存在的位置偏移或者過度變形問題，為橋梁的管理維護提供便利。通過光電轉(zhuǎn)換器，光能可以轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)光電位移的實際情況，進行科學的計算和分析，得出公路橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋和混凝土的彎曲和沉降程度。此外，還可以利用光電時差原理，即通過對激光傳輸距離最短所引起的時差進行分析，闡明橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的均勻性，找出存在的缺陷和問題，為橋梁維修提供參考。

2.2 低應變檢測技術(shù)應用

是通過在樁頂進行低能量的振動荷載施加，并對樁頂振動的速度進行測量，然后再時域分析、頻域分析等分析開展下，對橋梁樁身的完整性進行判斷。值得注意的是，橋梁樁基檢測中的低應變檢測方法主要包括彈性波反射和機械阻抗，這兩種方法在橋梁樁基檢測中的應用效果比較好。值得注意的是，在上述兩種低應變檢測方法中，彈性波反射檢測的應用相對簡單有效，可以在短時間內(nèi)完成數(shù)據(jù)分析，而機械阻抗法則廣泛應用于機械設備和分析方法中，檢測成本高，易受樁基邊界和初始條件影響，應注意試驗結(jié)果誤差的可能性。此外，采用低應變檢測方法進行橋梁樁基檢測中，還需要根據(jù)橋梁樁基的樁型與檢測分析對象，對其激振方式進行合理選擇和應用，以確保檢測分析結(jié)果的準確性。比如，在進行某鉆孔灌注樁橋梁的基礎檢測中，其中，該橋梁樁基的直徑為1.5 m、樁長為60 m，在應用低應變檢測法進行橋梁樁基檢測中，通過對其激振方法的合理分析和選擇應用，就可以不經(jīng)濾波處理獲取較為清晰的樁底檢測反射結(jié)果，并且對該結(jié)果的指數(shù)即使很小，也能夠通過放大后清晰呈現(xiàn);但是，在進行上述橋梁樁基結(jié)構(gòu)的樁身淺部缺陷檢測中，就需要選擇一些硬質(zhì)材料且重量較強的激振方式進行檢測應用，從而在檢測分析中獲取高頻脈沖波，使樁基淺部缺陷檢測結(jié)果的辨識度增加，為橋梁樁基質(zhì)量評價及控制提供可靠的支持。

2.3 雷達檢測技術(shù)

雷達檢測技術(shù)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(zhì)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(shù)據(jù)存儲可為數(shù)字或圖像格式，可用后處理軟件進行3D處理。雷達檢測技術(shù)具有以下優(yōu)勢：一是利用高頻電磁波的反射來確定目標的位置和埋深，是工程勘察的技術(shù)和手段;二是堅固、防水、防塵的設計，使智能雷達系統(tǒng)能夠在不同環(huán)境、極端溫度或氣候條件下工作;三是大深度探測，100 MHz天線能滿足20 m深度范圍的探測，觸摸屏操作和手動操作屏;四是能適應各種地形探測，如四輪、雙輪和單輪配置;五是輕巧的模塊化結(jié)構(gòu)，便于快速拆卸、運輸、安裝和測量;六是GPS定位系統(tǒng)的測距輪及外圍設備為測量提供準確的位置信息;七是主機內(nèi)置Wi-Fi模塊，可將測量結(jié)果實時傳輸?shù)街付ńK端;八是可以實現(xiàn)三維網(wǎng)格測量。現(xiàn)場實時顯示斷面和水平斷面;九是現(xiàn)場實時顯示測量軌跡，測試結(jié)果直觀、清晰，可確定目標位置和現(xiàn)場埋深;十是可選的外部高精度GPS天線。雷達檢測技術(shù)的優(yōu)勢，使得雷達檢測技術(shù)在橋梁工程質(zhì)量檢測中得到廣泛應用，為橋梁工程質(zhì)量監(jiān)控提供了重要的數(shù)據(jù)支持。

2.4 聲波透射檢測技術(shù)的應用

能夠利用超聲波在混凝土中的穿透檢測，以根據(jù)聲時、波幅、波形等參數(shù)變化，分析和判斷樁基混凝土的質(zhì)量。采用超聲波透射檢測技術(shù)檢測橋梁樁基時，還可以檢測混凝土中超聲波傳播速度的變化，對其離散情況進行統(tǒng)計，以分析混凝土的均勻性等級等。需要注意的是，進行橋梁樁基的實際檢測與分析中，需要將換能器放置在聲測管中并保持一定的距離，然后進行同步的上升/下降處理，以根據(jù)栓徐進行不同測點的聲時、波幅等參數(shù)測定;對平行檢測過程中數(shù)據(jù)不正常的情況，需要通過減小間距或者是通過斜測等方式進行檢測處理，以確保其檢測質(zhì)量和效果。比如，采用聲波透射法進行橋梁樁基檢測應用，根據(jù)聲管安裝材料剛度和強度高的實際情況，在具體安裝中應采用螺紋連接或套管焊接，以保證測試分析結(jié)果的準確性。

2.5 射線探傷技術(shù)的應用

射線探傷技術(shù)的基本原理，是將底片放置在公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，發(fā)射X射線以獲得高清晰度圖像。將X射線探傷技術(shù)應用于公路橋梁，可以幫助養(yǎng)護人員更準確地獲得結(jié)構(gòu)中鋼筋的斷裂情況和斷裂位置。底片發(fā)射的X射線具有很強的穿透測量能力，即使面對大的結(jié)構(gòu)，也能獲得準確的信息。然而，從目前來看，射線檢測技術(shù)在公路橋梁中的應用還存在一些缺陷和問題。只有做好準備工作，埋下大量輻射源，才能穿透厚厚的建筑表面。否則，無法達到理想的探傷效果，圖像誤差較大。同時，射線檢測技術(shù)成本高，在實際應用中很多方面缺乏穩(wěn)定性，需要結(jié)合公路橋梁的實際情況。

3 結(jié)語

無損檢測技術(shù)在路橋結(jié)構(gòu)檢測中的應用是一個比較新的領域。為了解決無損檢測技術(shù)在實際應用中存在的問題，需要進一步探索其應用技術(shù)和應用領域。從無損檢測技術(shù)的概念和原理出發(fā)，介紹了常用的無損檢測方法，分析了無損檢測技術(shù)的優(yōu)點和應用局限性。同時，結(jié)合未來無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢，提出無損檢測技術(shù)應與傳統(tǒng)檢測技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)各種檢測方法的優(yōu)勢互補，從而進一步提高路橋結(jié)構(gòu)檢測的精度和效率。

參考文獻：

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