無損檢測(cè)技術(shù)在道路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用研究

河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 / 馬瑞玲

引言

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的大背景下，無損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用意義已日漸顯著，但在實(shí)際工程中也暴露出了許多具體的問題，需要引起足夠重視。對(duì)于不同工程環(huán)境以及需求，無損檢測(cè)技術(shù)的選擇重點(diǎn)也會(huì)有所不同，需要結(jié)合實(shí)際情況有針對(duì)性地完善檢測(cè)方案。實(shí)踐表明，在新時(shí)代環(huán)境下無損檢測(cè)技術(shù)有著十分突出的現(xiàn)實(shí)意義，可以大大改善路橋工程質(zhì)量。

一、無損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于道路橋梁檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

（一）技術(shù)體系完備

在傳統(tǒng)的路橋檢測(cè)作業(yè)中，一般有著比較強(qiáng)的專業(yè)性，但同時(shí)也會(huì)暴露出一定的單一性。目前，我國(guó)在無損檢測(cè)技術(shù)制度方面已經(jīng)有比較完備的建設(shè)，檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際值之間的誤差能夠控制在一個(gè)相對(duì)可接受的范圍內(nèi)。目前，無損檢測(cè)技術(shù)大多被用于結(jié)構(gòu)安全性分析，結(jié)合力學(xué)理論分析即可實(shí)現(xiàn)可靠的檢測(cè)。

在路橋檢測(cè)中所涉及到的檢測(cè)對(duì)象比較繁雜，其中有許多結(jié)構(gòu)是由多個(gè)部分組合而成的，其各自具有不同的應(yīng)力分布與受力特性，同時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)不同部位的剛度、動(dòng)力特性一般也不同，因此在檢測(cè)時(shí)就需要充分考慮各個(gè)方面影響因素。

為了解決這一問題，研究人員基于此，展開了深入研究并提出了許多方案，其中層次分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法等都是比較常見的方法，但值得注意的是在借助這些方法開展檢測(cè)時(shí)很容易造成橋梁結(jié)構(gòu)的損傷，使得路橋性能發(fā)生劣化。面對(duì)這一問題，無損檢測(cè)具有十分突出的優(yōu)勢(shì)，因此在目前的工程中受到了廣泛的應(yīng)用。在使用無損檢測(cè)技術(shù)開展檢測(cè)作業(yè)時(shí)，有著比較好的效率與精度，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校核。

同時(shí)，無損檢測(cè)技術(shù)整體可分割，對(duì)于部分不適宜使用無損檢測(cè)的內(nèi)容可以采取其他類型技術(shù)來完成。總體來看，相較于傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)的聯(lián)合性比較好，且使用靈活，不僅能夠規(guī)避不必要的時(shí)間浪費(fèi)，同時(shí)還具有多重保障，是一項(xiàng)便捷的檢測(cè)技術(shù)。

（二）不會(huì)產(chǎn)生破壞

研究表明，檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于工程建設(shè)而言有著突出的意義，可以顯著提升路橋工程的建設(shè)水平。不同于其他檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)最大的特點(diǎn)在于其操作不會(huì)對(duì)原有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞，在實(shí)際的路橋工程經(jīng)檢測(cè)與維護(hù)中，具備比較好的精準(zhǔn)度與廣泛的適用性，能夠?yàn)楹罄m(xù)維護(hù)、拓展等工作開展提供幫助。在具體的工程中，無損檢測(cè)技術(shù)有著簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)約大量的人力及物力消耗，僅對(duì)工程的薄弱部位以及重點(diǎn)部位展開檢測(cè)即可獲得整體的數(shù)據(jù)信息。

此外，無損檢測(cè)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的影響比較小，也能夠很好地保護(hù)路橋，并將其對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響控制在可接受的范圍內(nèi)。

（三）拓展空間比較大

在民生經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)都發(fā)生著快速變革的背景下，我國(guó)路橋建設(shè)的發(fā)展方向也越來越多元化，這也就導(dǎo)致路橋工程檢測(cè)將會(huì)面臨越來越復(fù)雜的挑戰(zhàn)，若沿用傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)，則很容易導(dǎo)致其發(fā)展受制約，因此檢測(cè)技術(shù)就表現(xiàn)出了比較廣闊的發(fā)展需求。在這樣的背景下，無損檢測(cè)自身所具有的獨(dú)特拓展優(yōu)勢(shì)就顯得越來越重要。

由日常的檢測(cè)工作可以看出，無損檢測(cè)技術(shù)的體系相對(duì)比較完備，特別是各種技術(shù)的靈活組合能夠?yàn)闄z測(cè)工作的開展提供有力的支持，可以規(guī)避傳統(tǒng)檢測(cè)中存在的局限性，改善檢測(cè)效果，優(yōu)化檢測(cè)工作的效益。而且無損檢測(cè)技術(shù)能夠與其它多種檢測(cè)技術(shù)相聯(lián)合使用，拓展范圍比廣闊，在新媒體時(shí)代下的工程中優(yōu)勢(shì)更加突出。

二、常見的無損檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

（一）超聲波檢測(cè)

無損檢測(cè)在發(fā)揮其作用時(shí)，一般需要借助于多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，不同的技術(shù)又有著不同的優(yōu)勢(shì)與適用范圍。

超聲波檢測(cè)是其中比較常見的一類技術(shù)，主要是借助瞬間應(yīng)力波來探查結(jié)構(gòu)中存在的空隙，并以此達(dá)到檢測(cè)的目的。具體來看，超聲波檢測(cè)設(shè)備能夠通過捕捉機(jī)械瞬間碰撞形成的低頻應(yīng)力波，通過對(duì)聲波的分析即可得到結(jié)構(gòu)的內(nèi)部情況。這主要是由于應(yīng)力波在均勻介質(zhì)中傳播時(shí)不會(huì)出現(xiàn)傳播速度的改變，而當(dāng)應(yīng)力波穿過斷面或不均勻位置時(shí)就會(huì)形成反射波。因此，在無損檢測(cè)技術(shù)支持下，設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力波的精準(zhǔn)捕捉與智能分析，基于反射波的組成就能大致確定空隙的位置與尺寸，并可指導(dǎo)進(jìn)一步研究與檢測(cè)的開展。

就目前我國(guó)大多數(shù)路橋工程而言，超聲波技術(shù)都能夠有很好的應(yīng)用效果，但也應(yīng)注意在具體的工程中檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)密切聯(lián)系路橋工程實(shí)際情況與檢測(cè)要求制定完善的監(jiān)測(cè)方案，以此來降低誤差。

（二）光纖傳感檢測(cè)

伴隨著我國(guó)路橋工程建設(shè)需求的不斷擴(kuò)張，工程規(guī)模與類型都發(fā)生著比較大的變革，若在檢測(cè)工作中僅采用單一的超聲波技術(shù)往往很難滿足預(yù)期要求，甚至還會(huì)帶來比較復(fù)雜的工程問題。當(dāng)前，光纖傳感檢測(cè)技術(shù)逐漸受到了檢測(cè)人員的關(guān)注，就其技術(shù)層面而言光纖在不同的物理量下可以表現(xiàn)出不同的效果，這一性質(zhì)也正是光纖傳感檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)所在，譬如借助檢測(cè)儀器完成光信號(hào)的采集與轉(zhuǎn)換，可以直接獲取路橋工程的基本情況。但在實(shí)際工程中光纖檢測(cè)仍存在一些技術(shù)難題未攻克，在后續(xù)的研究中應(yīng)當(dāng)不斷加深對(duì)此的研究，擴(kuò)大光線檢測(cè)技術(shù)的適用范圍。

三、道路橋梁工程無損檢測(cè)的主要方法

（一）機(jī)敏混凝土檢測(cè)法

混凝土材料是路橋工程的重要組成內(nèi)容，因此無損檢測(cè)不可避免地會(huì)涉及到混凝土，在開展無損檢測(cè)的過程中就需要對(duì)工程所用的混凝土進(jìn)行檢測(cè)分析。機(jī)敏混凝土檢測(cè)法就是一類基于無損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展而成的檢測(cè)方法，其自身也有著比較好的無損特性，能夠顯著改善路橋工程檢測(cè)水平并控制檢測(cè)偏差。

機(jī)敏混凝土檢測(cè)法主要是在混凝土材料中摻加一定的納米粒子或者短切碳纖維，以此來達(dá)到改變混凝土結(jié)構(gòu)的目的，并最終提升混凝土的力學(xué)性質(zhì)以及壓敏性。壓敏性指標(biāo)主要受到混凝土電阻值的影響，且可通過預(yù)測(cè)模型大致判斷結(jié)構(gòu)的應(yīng)變與應(yīng)力水平，其中檢測(cè)混凝土所用的變力傳感器就是根據(jù)壓敏原理來工作的。

實(shí)踐表明，機(jī)敏混凝土在強(qiáng)度與變力方面有著比較突出的表現(xiàn)，變力傳感器也正是以這兩個(gè)特點(diǎn)為對(duì)象展開分析的，通過這一設(shè)備就可以獲取混凝土的實(shí)時(shí)受力狀態(tài)，并以此推斷材料的性質(zhì)，為工程后續(xù)建設(shè)提供指導(dǎo)。

（二）電化學(xué)檢測(cè)方法

我國(guó)路橋工程建設(shè)逐漸步入了新的階段，需要為社會(huì)提供更加便捷的服務(wù)。由此也產(chǎn)生了比較多的大體量路橋工程項(xiàng)目，這對(duì)于工程檢測(cè)技術(shù)的要求也越來越高。電化學(xué)方法的主要原理就是利用混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋銹蝕的化學(xué)過程來分析、判斷鋼筋的銹蝕程度，并以此來評(píng)價(jià)路橋工程整體的狀態(tài)。目前在我國(guó)路橋工程中最為常見的電化學(xué)家檢測(cè)方法就是半電池點(diǎn)位法，在這一技術(shù)的應(yīng)用過程中還可以將混凝土碳化深度檢測(cè)結(jié)果作為輔助參考依據(jù)，得出綜合評(píng)價(jià)。譬如我國(guó)甘肅省在路橋工程檢測(cè)中很早就引入并推廣了無損檢測(cè)技術(shù)，并根據(jù)工程實(shí)際情況廣泛聯(lián)合了電化學(xué)檢測(cè)等方法。

從2014年開始，甘肅省基于《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》等行業(yè)規(guī)范要求逐步推進(jìn)了對(duì)現(xiàn)有路橋工程的檢測(cè)工作，檢測(cè)范圍覆蓋了省內(nèi)1000多余座大型及中型橋梁和74條隧道，技術(shù)人員在檢測(cè)中充分發(fā)揮了電化學(xué)檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)，特別是在橋墩支座以及連接部位的鋼筋檢測(cè)中，電化學(xué)檢測(cè)法表現(xiàn)出了很好的效率與準(zhǔn)度，為提升路橋工程的安全性提供了很好的數(shù)據(jù)支持。

四、結(jié)語

作為一項(xiàng)綜合性比較突出的檢測(cè)技術(shù)，無損檢測(cè)方法的類型也比較多，涉及到許多行業(yè)的專業(yè)知識(shí)，因此對(duì)于檢測(cè)人員的專業(yè)素養(yǎng)要求也比較嚴(yán)苛。為了保障路橋工程領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展，就需要建設(shè)企業(yè)能夠充分重視員工的專業(yè)培訓(xùn)，使其能夠掌握檢測(cè)技術(shù)的要點(diǎn)并明確與之相應(yīng)的檢測(cè)理念，推動(dòng)無損檢測(cè)在路橋工程檢測(cè)中的更多更好地運(yùn)用。

但值得注意的是，路橋工程目前處于快速變革的階段，對(duì)于檢測(cè)技術(shù)的要求也更加復(fù)雜，因此檢測(cè)技術(shù)也需要與時(shí)俱進(jìn)，基于行業(yè)實(shí)際需求與發(fā)展趨勢(shì)做出及時(shí)的調(diào)整。