淺談公路橋梁施工檢測技術(shù)

王邦貴

(貴州省六盤水路橋發(fā)展總公司)

1 公路橋梁施工檢測的重要性

在公路橋梁建設(shè)過程中，由于工程結(jié)構(gòu)設(shè)計、工程材料缺陷、施工失誤等因素導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題屢見不鮮，所以在公路橋梁建設(shè)完工之后，對公路橋梁進(jìn)行品質(zhì)鑒定已經(jīng)成為業(yè)主最為關(guān)心的重要問題之一。公路橋梁產(chǎn)品檢驗不同其他生產(chǎn)產(chǎn)品檢驗，例如汽車、船舶、機械設(shè)備等批量產(chǎn)品可以通過破壞性原型試驗來檢驗產(chǎn)品的質(zhì)量，判斷其是否滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，但是公路橋梁結(jié)構(gòu)屬于單件生產(chǎn)，無法運用破壞性原型實驗的方法進(jìn)行品質(zhì)檢驗。加之，運用目檢方法的檢驗結(jié)果存在較大的主觀性，缺乏對公路橋梁整體品質(zhì)的客觀定量判斷，致使工程施工中和完工后存在的質(zhì)量隱患得不到及時發(fā)現(xiàn)和處理。當(dāng)前，對公路橋梁質(zhì)量檢測尚未形成一種科學(xué)、系統(tǒng)的量化檢驗方法，在這種情況下，不僅有可能增加公路橋梁使用后的維修保養(yǎng)成本，甚至有可能發(fā)生橋毀人亡的事故。因此，加快對公路橋梁施工檢測技術(shù)的理論研究和實踐應(yīng)用突顯其必要性和重要性，尤其對于非破壞性檢驗技術(shù)而言，因其具備的多種優(yōu)勢逐步受到了公路橋梁施工檢測領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。

2 我國公路橋梁施工檢測的現(xiàn)狀分析

2.1 公路橋梁檢測的具體內(nèi)容及常規(guī)方法

(1)外觀檢測。主要的檢測內(nèi)容有表面缺陷及破損、裂縫的分布情況、裂縫寬度及深度、內(nèi)部缺陷等等;用于該環(huán)節(jié)的常規(guī)檢測方法有自測法、激光傳感器、熱像儀、超聲波檢測、玻璃纖維傳感器等等。

(2)應(yīng)力和繞度。檢測內(nèi)容包括變形和振動;檢測方法有激光檢測法和加速器傳感器。

(3)強度和剛度。這里強度和剛度主要是針對混凝土而言的，檢測內(nèi)容主要包括混凝土強度以及彈性模量;常用的方法為超聲波檢測以及回彈試驗。

(4)擴散深度。包括碳化深度、氧化深度、侵蝕深度等等;常用的檢測方法為鉆芯取樣法。

(5)鋼筋銹蝕。檢測的內(nèi)容包括銹蝕位置及銹蝕程度;常用的方法是自然點位法。

2.2 檢測方法中存在的問題

就公路橋梁表面缺陷檢測而言，目前仍以人工目檢方式作為主要手段進(jìn)行檢測評估。尤其對于混凝土公路橋梁來講，檢驗和評估表面裂縫是重要的檢測項目之一。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)證實，裂縫是造成公路橋梁損壞的首要原因，其次是剝落、坑洼等質(zhì)量問題引起的橋梁損壞。當(dāng)公路橋梁出現(xiàn)使用缺陷后，要及時進(jìn)行檢查和觀測，在掌握缺陷特征的基礎(chǔ)上，分析造成缺陷的原因及其危害后果，根據(jù)缺陷的性質(zhì)確定修補方案，確保修補方案的可操作性。雖然近些年國內(nèi)外的一些專家學(xué)者在對路橋檢測的研究中取得了一些成果，但是這些成果在實際檢測中的應(yīng)用卻僅限于初步，想要普及推廣仍需一定的時間，特別是一些檢測方法在應(yīng)用中難度較大，如光導(dǎo)纖維植入式檢測法，這種檢測方法需要將具有檢測功能的光導(dǎo)纖維植入到路橋上，然后通過光纖的變形情況來判斷橋梁的損傷狀況。但是由于這種檢測方法的成本較高，并且施工也比較困難，目前仍未普及推廣使用。再如利用雷達(dá)和聲波等掃描分析對路橋進(jìn)行檢測，這種方法目前尚不能實現(xiàn)實時監(jiān)測，并且成本相對較高，需要專業(yè)人員操作，這些影響了推廣使用。

3 幾種先進(jìn)的公路橋梁施工檢測技術(shù)

3.1 紅外熱像儀與雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)施工檢測技術(shù)的工作原理是利用發(fā)射短促的電磁脈沖形成電磁波，以獲取由電磁波在混凝土中各種異質(zhì)界面反射回來而產(chǎn)生的回波。雷達(dá)回波交替變化形成的波形，與公路橋梁混凝土發(fā)生病害以及產(chǎn)生裂縫后的狀況密切相關(guān)，卻存在解釋判讀較為困難的缺陷。紅外線熱像儀的工作原理是利用一臺紅外攝像機生成橋面溫度圖來檢測公路橋梁質(zhì)量。這種溫度圖像可以顯示在太陽光照射下混凝土開裂部位對應(yīng)橋面的“熱點”，該“熱點”是由于空氣稀薄的空腔如同絕熱體一樣，使其上的混凝土溫度上升過快而形成的。鑒于雷達(dá)與紅外線熱像儀施工檢測技術(shù)各自的優(yōu)勢，可將兩種檢測技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于公路橋梁施工大多數(shù)病害類型的檢測。

3.2 無線電施工檢測技術(shù)

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)記載，美國曾研制開發(fā)了一款用于鋼橋疲勞損傷情況檢測的設(shè)備，它的主要原理是當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件出現(xiàn)裂縫時，裂縫的擴大會伴隨產(chǎn)生出一定的應(yīng)力波，該設(shè)備能夠通過無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)確定出應(yīng)力波及其準(zhǔn)確位置，進(jìn)而確定出橋梁結(jié)構(gòu)是否存在問題。此外，美國聯(lián)邦公路局也相繼研發(fā)出了一種新的路橋施工檢測技術(shù)AE，即聲發(fā)射施工檢測技術(shù)。目前已有不少國產(chǎn)的聲發(fā)射類設(shè)備被應(yīng)用于公路橋梁施工檢測當(dāng)中，并且取得了一定的成效。該技術(shù)主要是通過分析各種材料中內(nèi)部裂紋的實際分布及發(fā)展?fàn)顩r，來判斷橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。它的主要原理是利用聲波來判斷材料內(nèi)部的缺陷，小波變換法便是在這一基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，目前該方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁結(jié)構(gòu)的無損檢測當(dāng)中。

3.3 光纖傳感技術(shù)

目前，光纖傳感器已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)獲得廣泛應(yīng)用，它能夠準(zhǔn)確測出100多種物理量，如溫度、壓力、電磁場、電流電壓、振動頻率、輻射以及位移等等。光纖傳感技術(shù)的工作原理是當(dāng)光線受到拉壓時，使應(yīng)變發(fā)生位置處的布里淵散射光產(chǎn)生相應(yīng)的改變，并通過設(shè)備測量采集光纖溫度及布里淵頻移，獲取橋梁變形情況。利用“光損”檢測公路橋梁變形的大小，其精確度可達(dá)±0.02 mm;利用光脈沖反射傳輸時間確定橋梁變形位置，其誤差僅為±0.75 m。將以上兩種檢測手段結(jié)合使用，便可獲取公路橋梁整個長度內(nèi)的變形量及其分布狀況。光纖傳感器可埋置于公路橋梁施工期間，從而實現(xiàn)對施工的自動化長期監(jiān)控。

3.4 自感應(yīng)施工檢測技術(shù)

感應(yīng)施工檢測技術(shù)具備廣闊的應(yīng)用前景，并以此基礎(chǔ)開發(fā)出來了多種多樣的傳感器，可以滿足橋梁各類物理量施工檢測需要。例如:加速計，主要用于測量、定位橋梁中鋼筋斷裂產(chǎn)生的應(yīng)力波;位移傳感器，主要用于測量橋梁翼墻位移情況;小型感應(yīng)裝置，可用于測量鋼筋銹蝕程度、混凝土氯離子含量以及混凝土導(dǎo)電率。這些檢測設(shè)備具備性能可靠、操作簡單、價格低廉等優(yōu)點，可用于各類公路橋梁施工檢測之中。

4 結(jié)論

總而言之，公路橋梁施工檢測是一項較為系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，由于影響路橋施工質(zhì)量的因素較多，從而給檢測工作增添了一定的難度。為了確保公路橋梁的整體質(zhì)量，要求檢測人員必須了解并掌握當(dāng)前最先進(jìn)的路橋檢測技術(shù)，并將之合理地應(yīng)用到實際工程項目當(dāng)中。只有這樣，才能進(jìn)一步確保路橋工程的整體質(zhì)量，進(jìn)而發(fā)揮出其應(yīng)有的價值和作用。

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