公路橋梁檢測(cè)中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)分析

韓麗琴、馮文主

（蘇交科集團(tuán)檢測(cè)認(rèn)證有限公司，江蘇南京211100）

0 引言

對(duì)公路橋梁加以維修前應(yīng)做好檢測(cè)工作，對(duì)橋梁和公路的結(jié)構(gòu)情況加以分析和明確。因?yàn)閭鹘y(tǒng)檢測(cè)方法往往用肉眼進(jìn)行檢測(cè)或用鉆孔檢測(cè)，并不能進(jìn)行科學(xué)化數(shù)據(jù)的提供，并且鉆孔檢測(cè)的方法也會(huì)對(duì)公路橋梁的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響和損害，因此無(wú)損檢測(cè)方式逐漸成為當(dāng)前公路橋梁檢測(cè)的重要方法。相比于傳統(tǒng)橋梁公路結(jié)構(gòu)檢測(cè)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)往往可以更快、更方便，可以最大程度地節(jié)約時(shí)間，降低工程的檢測(cè)成本。

1 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用價(jià)值

在實(shí)際工程檢測(cè)工作中，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具備著全方位、多功能、集約化的優(yōu)勢(shì)，這種檢測(cè)技術(shù)的實(shí)踐性往往可以廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域、環(huán)節(jié)中，是一種影響較小的檢測(cè)技術(shù)，特別是在綜合影像檢測(cè)、聲音傳導(dǎo)等領(lǐng)域，可以對(duì)多元化的狀態(tài)進(jìn)行形象化的診斷。

在公路橋梁工程建設(shè)中結(jié)合無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)⒐窐蛄褐黧w結(jié)構(gòu)的質(zhì)量缺點(diǎn)加以檢測(cè)。在具體的檢測(cè)過(guò)程中，通常能夠結(jié)合超聲波、磁場(chǎng)等檢測(cè)方式對(duì)公路橋梁的內(nèi)部缺陷加以探測(cè)，確保公路橋梁在建設(shè)過(guò)程中質(zhì)量得到提升，計(jì)劃得到順利開展。利用設(shè)備儀器進(jìn)行檢測(cè)工作能夠在第一時(shí)間檢測(cè)出公路橋梁的特征性行為，為公路橋梁工程的推進(jìn)和開展奠定良好基礎(chǔ)，以此提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，如此一來(lái)該技術(shù)能夠確保公路、橋梁的安全，檢測(cè)出結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的問題和不足之處。在檢測(cè)工作開展之前，要充分做好整合工作與檢測(cè)檢驗(yàn)工作，以科學(xué)、安全、穩(wěn)定目標(biāo)為前提。

首先，無(wú)損測(cè)試設(shè)備能夠?qū)窐蛄旱臏y(cè)試進(jìn)行良好的信息收集，對(duì)于保障項(xiàng)目開展和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全性具有更為突出的作用，尤其能夠提高公路橋梁具體運(yùn)營(yíng)過(guò)程的整體安全能力、耐久性能。而因?yàn)楣窐蛄旱陌踩匦灾苯雨P(guān)系到車輛安全和公眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以在維護(hù)公路交通安全的過(guò)程中，對(duì)高速公路的信息化工程的總體安全性檢測(cè)就顯得至關(guān)重要。具體的表現(xiàn)在：

第一，對(duì)于公路信息化工程中無(wú)法通過(guò)外觀檢查而找到的缺陷、瑕疵等情況在進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)采用無(wú)損測(cè)試的方法進(jìn)行研究、了解，能夠快速地對(duì)公路工程橋梁的設(shè)計(jì)特點(diǎn)做出更全面的剖析、理解，從而完整了解其運(yùn)營(yíng)狀況及建設(shè)情況。第二，在施工的部分位置甚至是主要零部件的選取中，進(jìn)行了精細(xì)化施工，以提高施工品質(zhì)。第三，在對(duì)公路橋梁總體穩(wěn)定性的測(cè)試上，能夠降低測(cè)試時(shí)對(duì)公路橋梁主要構(gòu)件的損傷，并且通過(guò)無(wú)損測(cè)試技術(shù)對(duì)公路橋梁檢測(cè)的干擾程度降到最小化，進(jìn)而有效提升公路橋梁運(yùn)用的整體穩(wěn)定性，從而全面保障公路橋梁在不出現(xiàn)損傷的前提下穩(wěn)定運(yùn)行[1]。

其次，無(wú)損檢查方法顯著提高了在公路橋梁工程檢驗(yàn)中的準(zhǔn)確性及其對(duì)檢驗(yàn)結(jié)論研究的正確性。由于無(wú)損檢驗(yàn)方法是在許多傳統(tǒng)工程檢驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上開展的，這也決定了無(wú)損檢驗(yàn)方法具備傳統(tǒng)工程檢驗(yàn)的通用性與先進(jìn)性，并且能夠更有效地將傳統(tǒng)的工程檢驗(yàn)方法區(qū)分開。所以，在無(wú)損檢驗(yàn)方法的運(yùn)用過(guò)程中，能夠?qū)δ承﹤鹘y(tǒng)工程檢驗(yàn)手段所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的有效性加以彌補(bǔ)，特別是能夠進(jìn)一步提高公路橋梁工程檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性，同時(shí)對(duì)于研究某些工程關(guān)鍵性的科技問題也有著極其特殊的使用價(jià)值，因?yàn)闊o(wú)損檢驗(yàn)方法能夠在對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)加以分析后，得到一個(gè)較為合理、精確的分析結(jié)論。所以，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是一門現(xiàn)代化的有效運(yùn)行、科學(xué)監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法，在高速公路橋梁的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中有著很大的使用價(jià)值。

再次，提高測(cè)試安全性。常規(guī)測(cè)試手段在使用過(guò)程中很容易對(duì)公路橋梁的構(gòu)件產(chǎn)生破壞，進(jìn)而造成安全隱患，同時(shí)在測(cè)試過(guò)程中測(cè)量人員的安全性也不能得以提高，所以在測(cè)試項(xiàng)目中采用無(wú)損測(cè)試技術(shù)是尤為重要的。在確保測(cè)試人員安全的情況下，迅速地對(duì)公路橋梁實(shí)施無(wú)損測(cè)試，確保測(cè)量任務(wù)能夠正常有效進(jìn)行。

最后，提高數(shù)據(jù)測(cè)量的整體效率。在測(cè)量工作中，只有高效率完成才能確保公路橋梁被正常應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面，為人們出行提供便利條件。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)通常能夠采用合適、科學(xué)的方法，對(duì)公路橋梁測(cè)量有著極為關(guān)鍵的作用與價(jià)值，因此相關(guān)人員要加速研究速度，研究出更加先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路橋梁檢測(cè)效率的提升。

2 常見的無(wú)損檢測(cè)設(shè)備

2.1 抗滑檢測(cè)儀

抗滑檢測(cè)儀是中國(guó)公路工程橋梁測(cè)試技術(shù)中常用的檢測(cè)儀器，主要分為摩擦力測(cè)試儀器、側(cè)向力量系數(shù)的測(cè)試儀器等。而中國(guó)公路橋梁測(cè)試領(lǐng)域常用的抗滑檢測(cè)儀也大多是側(cè)向力量系數(shù)的測(cè)試儀器，對(duì)于中國(guó)公路橋梁測(cè)試領(lǐng)域有著非常關(guān)鍵的意義。

2.2 斷面檢測(cè)儀

斷面檢測(cè)儀主要是用來(lái)檢查公路上橋梁表面的均勻度和車轍狀況的，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中往往需要對(duì)公路橋梁的斷面進(jìn)行更細(xì)致的檢查，從而得到正確的信息。斷面檢測(cè)儀在運(yùn)用的過(guò)程中需要對(duì)公路橋梁的坐標(biāo)利用計(jì)算機(jī)手段加以測(cè)量，從而獲取數(shù)據(jù)，以此提高公路橋梁測(cè)量結(jié)果的精度。

2.3 射線檢測(cè)儀

射線檢測(cè)儀主要是利用放射X射線對(duì)公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施檢測(cè)。X輻射在檢測(cè)流程中可以貫穿整個(gè)公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且在與特定物體碰撞時(shí)還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，而如果公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在檢測(cè)流程中存在缺陷，X輻射的強(qiáng)度也會(huì)隨著缺陷改變，從而使檢查人員可以更清晰地觀測(cè)出公路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷情況及其尺寸程度。

3 常見的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

3.1 探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

探地雷達(dá)檢測(cè)是一個(gè)利用電磁回聲實(shí)現(xiàn)對(duì)公路橋梁構(gòu)造測(cè)量的方式，主要是利用發(fā)射機(jī)通過(guò)特定速度把電能放射出，并通過(guò)公路橋梁的構(gòu)造表面，再通過(guò)對(duì)電能的傳回，從而使設(shè)備或接收機(jī)能夠在構(gòu)筑表面上接收到反射信息。這種信號(hào)往往具有不同的介電常數(shù)，能量脈沖的傳遞也深受公路橋梁的構(gòu)造、外形、材質(zhì)等多種因素影響。探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)也具有相應(yīng)的環(huán)境條件限制，如探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)無(wú)法對(duì)通過(guò)路面或橋梁內(nèi)部的金屬材料加以測(cè)試，對(duì)于突出的小尺度物質(zhì)也不靈敏，同時(shí)探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)在潮濕的自然環(huán)境中也無(wú)法應(yīng)用，并且無(wú)法在溫度過(guò)低的自然環(huán)境中應(yīng)用。

3.2 回聲波檢測(cè)技術(shù)

回聲波檢測(cè)技術(shù)能夠比較完整地檢查出公路橋面的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)被腐蝕的狀況，基本原理就是在公路橋梁的主體構(gòu)件表面形成應(yīng)聲波，并經(jīng)過(guò)公路橋面的主體構(gòu)造后，對(duì)其結(jié)構(gòu)缺陷及其被腐蝕狀態(tài)進(jìn)行反射，而如果反應(yīng)聲波引起阻力變化，則聲音將以不同頻率的方式擴(kuò)散，然后再利用傳感器裝置對(duì)聲音的頻率等信息加以記憶，并隨著沖擊器半徑的變化，使聲音輸出和信號(hào)的頻率也隨之產(chǎn)生變化。正是因?yàn)榛芈暡z測(cè)方法并無(wú)放射性危險(xiǎn)，從而使該項(xiàng)方法能夠得到充分的安全性保障。

在采用回聲波檢測(cè)法后，能夠探測(cè)到公路橋面構(gòu)造上金屬孔洞的狀態(tài)，從而精確測(cè)量出金屬孔洞的深度、位置、厚度等。并且，回聲檢測(cè)技術(shù)的難度很小，僅需對(duì)一面進(jìn)行測(cè)量就能夠了解公路橋梁的內(nèi)部狀態(tài)。但是回聲檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用存在很大的限制，由于只能測(cè)量大體積孔洞，因此導(dǎo)致測(cè)量的公路橋梁的孔洞最小體積都很大，在局部可能超過(guò)對(duì)其耐久性有威脅的孔洞體積[2]。

3.3 射線探傷檢測(cè)技術(shù)

射線探傷檢測(cè)技術(shù)主要是通過(guò)將底片安裝于地面預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件之上，并利用對(duì)地面放射X射線進(jìn)而擬定出帶有孔洞的公路橋梁構(gòu)件影像的。射線探傷檢測(cè)技術(shù)能夠比較精準(zhǔn)地定義破壞范圍和孔洞的部位以及大小等。該種技術(shù)主要應(yīng)用于已投入使用的公路橋梁構(gòu)件檢測(cè)，并且能夠從地面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中迅速得到結(jié)果圖像。不過(guò)，盡管該種技術(shù)測(cè)定出的結(jié)果圖片比較準(zhǔn)確，而且所需要作業(yè)人數(shù)也較少，但是因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用過(guò)程中往往需要大量的光探射線穿過(guò)公路橋梁構(gòu)件，增加了測(cè)量成本，從而對(duì)公路橋梁構(gòu)件的安全隱患控制和結(jié)構(gòu)整體性提出了較高的技術(shù)要求。

3.4 圖像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

圖像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要分為紅外成像和激光全息生成圖像兩個(gè)方案。紅外成像檢查技術(shù)主要是利用在公路橋梁結(jié)構(gòu)中導(dǎo)熱性能不同的金屬材料的不同性質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)公路橋梁結(jié)構(gòu)檢查的。而由于材料熱傳導(dǎo)狀況的不同，也因此使紅外成像檢查技術(shù)能夠?qū)窐蛄航Y(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位的檢查。激光全息圖像生成技術(shù)是一項(xiàng)精確、直觀性強(qiáng)的測(cè)量技術(shù)。技術(shù)基本原理主要是利用全息照相術(shù)對(duì)公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行攝影，通過(guò)分析得到圖像，再經(jīng)過(guò)運(yùn)算確定大力學(xué)量的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。圖像無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在確保檢測(cè)人員安全的情況下，大大提高了效率。

3.5 激光無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

激光無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具備高方向性和衍射性強(qiáng)的特性，產(chǎn)生了極高的光度，而且光度越高，代表激光檢測(cè)技術(shù)的光電壓就越強(qiáng)，其對(duì)光電壓響應(yīng)的強(qiáng)弱是反映公路橋梁構(gòu)造情況的有效依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，檢驗(yàn)技術(shù)人員往往能夠利用激光的亮度變化確定公路橋梁構(gòu)造中的問題，并適時(shí)實(shí)施搶修。

3.6 頻譜分析技術(shù)

在公路橋梁檢測(cè)工作開展過(guò)程中，頻譜分析技術(shù)主要是通過(guò)信息化數(shù)據(jù)傳輸功能在不同類型的介質(zhì)以及模式下對(duì)公路橋梁的實(shí)際技術(shù)情況加以分析，做好數(shù)據(jù)的整合處理工作的。對(duì)于頻譜傳輸工作而言，要充分結(jié)合波的長(zhǎng)短、頻率以及周期等參數(shù)的變化情況對(duì)公路橋梁的不同缺陷位置進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)靜態(tài)化的特點(diǎn)與動(dòng)態(tài)化的特點(diǎn)加以科學(xué)化的檢測(cè)工作。所以，頻譜分析技術(shù)能夠較好地對(duì)公路橋梁的獨(dú)有特征加以理論化處理，最終將分析的結(jié)論加以整合。在當(dāng)下的橋梁公路檢測(cè)工作中，位移傳感器、速度傳感器與加速度傳感器是頻譜分析技術(shù)中最為常見的機(jī)器，特別是加速度傳感器。傳感器在橋梁動(dòng)荷載檢測(cè)工作中，能夠利用所檢測(cè)到的波形實(shí)行極分化位移波形圖的轉(zhuǎn)化，最終轉(zhuǎn)化為頻譜圖。這種頻譜分析技術(shù)的應(yīng)用能夠得到橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)橋梁公路的動(dòng)態(tài)化特征認(rèn)識(shí)。因傳感器有著不同的發(fā)生頻率，利用頻譜分析技術(shù)的方法加以分析，能夠檢測(cè)不同公路橋梁不同位置的不同特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)公路橋梁實(shí)際技術(shù)情況的明確。

4 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁設(shè)計(jì)測(cè)試中的應(yīng)用措施

4.1 加強(qiáng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備的研究

公路橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)試工作開展的必要前提條件是技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使公路橋梁的施工技術(shù)、建筑材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等都在實(shí)時(shí)地產(chǎn)生變化，結(jié)構(gòu)測(cè)試技術(shù)水平也需要隨著公路橋梁的建設(shè)變化而提高。當(dāng)前采用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)并不能完成全部的結(jié)構(gòu)測(cè)試工作，因此必須加強(qiáng)研發(fā)力量，只有研發(fā)出相關(guān)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和裝置，才能確保公路橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)試的技術(shù)水平可以持續(xù)提升，從而確保公路橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)試工作的品質(zhì)。

4.2 提高檢驗(yàn)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)素養(yǎng)

在公路橋梁結(jié)構(gòu)檢驗(yàn)工作流程中，必須接觸各類現(xiàn)代化的檢驗(yàn)儀器設(shè)備與信息技術(shù)，對(duì)檢驗(yàn)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和綜合素養(yǎng)的要求更高。所以，測(cè)試技術(shù)人員在平時(shí)工作中，除了要有效完成測(cè)試任務(wù)外，也要定期進(jìn)行相關(guān)專業(yè)知識(shí)和綜合素養(yǎng)能力的訓(xùn)練。而相關(guān)技術(shù)主管部門也應(yīng)該注重在市場(chǎng)舉辦有關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)訓(xùn)練課、無(wú)損測(cè)試技術(shù)講座，以培養(yǎng)測(cè)試隊(duì)伍的技能專業(yè)化水平和提升其綜合素養(yǎng)能力，為國(guó)家公路橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)試奠定良好的人員基礎(chǔ)，使測(cè)試工作能夠更有效地進(jìn)行。

5 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的注意事項(xiàng)

第一，超聲波檢測(cè)技術(shù)適合使用在檢測(cè)公路和橋梁結(jié)構(gòu)的細(xì)小缺陷中，對(duì)于結(jié)構(gòu)較大的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，往往會(huì)出現(xiàn)準(zhǔn)確度下降的問題，所以路基結(jié)構(gòu)檢測(cè)不應(yīng)應(yīng)用超聲波無(wú)損檢測(cè)。

第二，光纖傳感器無(wú)損檢測(cè)準(zhǔn)確度較高，主要的原因便是在某個(gè)檢測(cè)指標(biāo)對(duì)公路和橋梁結(jié)構(gòu)缺陷強(qiáng)弱的基礎(chǔ)上對(duì)內(nèi)部缺陷情況加以判斷。此技術(shù)主要被使用在大跨徑橋梁中，但是需要配合其他的檢測(cè)技術(shù)，只有如此才能夠?qū)Υ罂鐝綐騼?nèi)部的鋼筋、拉索等結(jié)構(gòu)的缺陷進(jìn)行檢測(cè)。

第三，電化學(xué)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)只能夠被使用在鋼筋構(gòu)件的內(nèi)部缺陷，用于惡劣施工情況下鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋腐蝕與退化形勢(shì)下。聯(lián)合其他檢測(cè)技術(shù)使用才可以獲取更加準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果。

6 結(jié)語(yǔ)

總之，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁檢測(cè)工作中有著十分重要的價(jià)值，在最大程度上確保橋梁主體結(jié)構(gòu)不被破壞，為橋梁的施工與運(yùn)行提供保障，明晰公路橋梁內(nèi)部缺陷的具體情況，對(duì)于橋梁的技術(shù)情況加以分析和了解。利用頻譜分析、圖像分析以及超聲檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)橋梁檢測(cè)工作水平的提升，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將得到廣泛應(yīng)用，為我國(guó)橋梁建設(shè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。