對(duì)橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀研究

陳林榮

嘉興市振業(yè)建設(shè)工程檢測(cè)有限公司 314000

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，離不開(kāi)道路橋梁的建設(shè)，當(dāng)前在我國(guó)的道路橋梁檢測(cè)中比較先進(jìn)的就要數(shù)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)了，它的使用對(duì)于道路橋梁的施工建設(shè)和檢測(cè)來(lái)說(shuō)都具有重大的意義。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)主要針對(duì)一些無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道路橋梁的應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；應(yīng)用

一、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也就是非破壞性檢測(cè)，即在不損壞或影響原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)某些檢測(cè)技術(shù)，在不破壞原有的化學(xué)成分、性質(zhì)、功能的情況下能達(dá)到檢測(cè)物體的某些重要性能的方法。它是一種多學(xué)科相結(jié)合的應(yīng)用技術(shù)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作為快速、直觀，且能夠顯示道橋內(nèi)部狀態(tài)的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段，對(duì)路面設(shè)計(jì)的改善以及道橋無(wú)損檢測(cè)技術(shù)探究的開(kāi)展至關(guān)重要。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在道橋建設(shè)過(guò)程中的意義 顯而易見(jiàn)，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法有許多的缺陷，根據(jù)隨機(jī)選取測(cè)點(diǎn)，鉆孔，將樣本拿到室內(nèi)進(jìn)行分析計(jì)算處理，從而獲得相應(yīng)結(jié)論的方法，在現(xiàn)代化的工程項(xiàng)目中傳統(tǒng)的方法會(huì)被逐漸淘汰。因此，研究開(kāi)發(fā)一種能夠快速檢測(cè)，對(duì)工件和目標(biāo)沒(méi)有損害、直觀、簡(jiǎn)便的這樣的檢測(cè)設(shè)備或者手段，來(lái)降低工程技術(shù)人員的勞動(dòng)量，使得管理水平進(jìn)入一個(gè)新的水平是顯得非常有意義的。開(kāi)展路面和橋梁無(wú)損檢測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)的研究，將在控制道橋施工質(zhì)量、深入認(rèn)識(shí)路面長(zhǎng)期使用性能、改善路面設(shè)計(jì)、優(yōu)化道路改造方案及提高路網(wǎng)維護(hù)水平等方面具有深遠(yuǎn)而現(xiàn)實(shí)的重要意義，也必將帶來(lái)道橋改造方案的優(yōu)化和公路橋梁管養(yǎng)水平的提高。

二、道路橋梁中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

（一）超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲檢測(cè)技術(shù)是基于在大橋的開(kāi)通時(shí)刻應(yīng)力波檢測(cè)的原理。該技術(shù)采用小鋼球?qū)炷帘韺舆M(jìn)行敲擊，以較為短暫的機(jī)械撞擊造成低頻應(yīng)力波，并傳至道路橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，從斷裂面處反射出來(lái)，通過(guò)分析反射波形態(tài)對(duì)路橋的空隙處進(jìn)行判斷。該技術(shù)是通過(guò)利用來(lái)自多個(gè)方面的超聲波而引起瞬間共振，一直對(duì)路橋裂隙、結(jié)構(gòu)完整性進(jìn)行檢測(cè)，并且可從信號(hào)記錄情況中了解空隙的位置。在道路橋梁的檢測(cè)工作中應(yīng)用超聲波檢測(cè)技術(shù)，一來(lái)可檢測(cè)橋梁在樁、板、梁等方面的結(jié)構(gòu)情況，二來(lái)可檢測(cè)管道中有無(wú)空隙存在，如此一來(lái)便可對(duì)存在問(wèn)題的道路橋梁及時(shí)采取維修措施。然而，該項(xiàng)技術(shù)仍存在需要改進(jìn)的不足之處，該技術(shù)的檢查結(jié)果比較容易受到多種因素的影響。以管道為例，管道內(nèi)部若存在空氣、水分或是蜂窩體均會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，管道處于相交或相鄰的狀態(tài)下會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果，管道所采用材料的不同也會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。此外，超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)于道路橋梁在密實(shí)性方面的檢測(cè)也仍舊需要采取深入研究。

（二）圖像技術(shù) 所謂圖像技術(shù)，就是圖像的處理與分析理論為基礎(chǔ)，以圖像的實(shí)用技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法為目的，闡述了圖像技術(shù)的基本原理、基本技術(shù)、實(shí)用技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。在道路橋梁的工程應(yīng)用中，其主要包括激光全息圖像攝影技術(shù)和紅外成像技術(shù)。激光全息技術(shù)是分析全息攝影所得到的圖像，將力學(xué)量計(jì)算出來(lái)的方法，在實(shí)際檢測(cè)中，高精度、直觀和觀測(cè)全場(chǎng)情況等是該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。紅外成像技術(shù)的原理就是對(duì)不同材料介質(zhì)的導(dǎo)熱性能進(jìn)行利用，高精度的熱敏傳感器能夠檢測(cè)結(jié)構(gòu)物內(nèi)部的溫度場(chǎng)分布狀況和熱傳導(dǎo)規(guī)律，同時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像化，使結(jié)構(gòu)物內(nèi)部狀況明顯呈現(xiàn)。

（三）頻譜分析技術(shù) 頻譜分析檢測(cè)技術(shù)的基本原理是對(duì)不同介質(zhì)中傳播表面波的頻率特性進(jìn)行分析。采用一力錘在路面結(jié)構(gòu)表面施加瞬時(shí)垂直沖擊力的方式，可得到一組以振源為中心的、沿地表一定深度向四周傳播的、具有各種頻率分布的瑞雷面波。調(diào)整力錘重量或不同的錘頭型式，可以得到與之對(duì)應(yīng)的頻率成分的瑞雷面波信號(hào)，將傳感器設(shè)置在不同的位置，可以檢測(cè)到波傳播的頻率。頻譜分析技術(shù)可對(duì)路面各分層介質(zhì)的厚度、均勻性以及層間接觸情況進(jìn)行檢測(cè)。

（四）激光檢測(cè)技術(shù) 激光的高亮度，具備較好的方向性、相干性和衍射性。激光的光強(qiáng)愈強(qiáng)則光電流愈強(qiáng)，路面檢測(cè)正是利用了激光這一原理。當(dāng)激光的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電流也隨之發(fā)生變化，根據(jù)所標(biāo)定的光電流與位移的關(guān)系，通過(guò)光電流的變化反算彎沉位移的變化量。在路基和路面檢測(cè)中，激光主要被用于距離測(cè)定、彎沉測(cè)定以及紋理深度測(cè)定和平整度的測(cè)定。

（五）光纖傳感檢測(cè)技術(shù)

光纖傳感檢測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)一些特定物理量的敏感特性進(jìn)行利用，使外界物理量變成光信號(hào)，從而直接對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。在30 多年的發(fā)展進(jìn)步下，國(guó)內(nèi)的光纖技術(shù)也相應(yīng)取得了飛躍進(jìn)步，且在多個(gè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，例如生物醫(yī)藥、能源環(huán)保、工礦企業(yè)、航天航空、國(guó)防軍事等方面。在道路橋梁的檢測(cè)中應(yīng)用光纖傳感檢測(cè)技術(shù)，可有效檢測(cè)道路橋梁多方面情況，包括應(yīng)變特性、鋼索索力、預(yù)應(yīng)力連續(xù)混凝土的內(nèi)部應(yīng)力等。

相比起傳統(tǒng)傳感器，光纖應(yīng)變傳感器具備了多種優(yōu)勢(shì)，例如不受環(huán)境影響、絕緣、耐高壓、耐腐蝕、不受被測(cè)對(duì)象影響、體積小、重量輕、實(shí)用性強(qiáng)、傳感器陣列形狀多種多樣、精度高、易燃易爆環(huán)境下仍可運(yùn)行等。雖然，該傳感器具備多種優(yōu)勢(shì)，但相比起一般的傳感器，其價(jià)格較為高昂，因此較難以在道路橋梁的檢測(cè)工作中推廣。

（六）探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)

探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)借助10～1000MHz（或更高）的高頻電磁脈沖波，采用寬頻帶短脈沖的方式，從發(fā)射天線被送到地下，雷達(dá)脈沖波在地下傳播期間，若遇到的介質(zhì)交界面電性存在差異，則會(huì)有部分雷達(dá)脈沖波的能量由地下反射到地面，并由接受天線所接受。探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)可對(duì)缺陷區(qū)域的深度、大小以及形狀方面進(jìn)行精確測(cè)定，具備操作簡(jiǎn)單、效率高、節(jié)省人力資源等優(yōu)勢(shì)，且其檢測(cè)范圍較大，不因周邊環(huán)境而影響檢測(cè)結(jié)果。

探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)是通過(guò)研究在地下介質(zhì)的交界面處所返回的反射波，對(duì)反射波的波幅情況以及到達(dá)地面所需要的時(shí)間進(jìn)行記錄，通過(guò)反射波記錄結(jié)果分析道路橋梁地下介質(zhì)具體分布情況，該技術(shù)以其高分辨率使之在淺層、超淺層等方面的檢測(cè)工作中備受青睞。

對(duì)于道路橋梁的檢測(cè)工作而言，常在以下5 個(gè)情況中應(yīng)用探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)，分別有（1）擋土墻病害的檢測(cè)；（2）基層厚度的檢測(cè)；（3）基層含水情況的檢測(cè)；（4）基層密實(shí)性的檢測(cè)；（5）面層厚度的檢測(cè)；此外，根據(jù)探地雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)的不同之處，還可在路橋其他方面的檢測(cè)中應(yīng)用，例如橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)、道路濕度檢測(cè)、道路材質(zhì)檢測(cè)以及道路裂縫檢測(cè)等。然而，探地雷達(dá)在道路橋梁的檢測(cè)方面前景較好，但由于探地雷達(dá)的成本較高，因此仍需要對(duì)其繼續(xù)研制以及推廣。

（七）射線探傷法射線探傷法將底片置于混凝土構(gòu)件后，通過(guò)對(duì)敏感底片發(fā)射X射線或伽瑪射線，從而生成含空洞的圖片。射線探傷法可以確定空洞程度和斷裂鋼筋的位置。適用于橋梁交通開(kāi)放的情況，并可以從圖書(shū)館在線快速獲取圖像。理想條件下，圖片準(zhǔn)確無(wú)異議。這種方法所需的操作人員數(shù)量較少。但射線探傷法需要很多強(qiáng)有力的探射源穿透厚截面，或者獲得實(shí)時(shí)圖像，從而增加了成本，使結(jié)構(gòu)健康和安全預(yù)防措施更加嚴(yán)格。采用射線探傷法可以獲得清楚的圖片，但如果截面厚，或與管道或鋼筋交錯(cuò)布置時(shí)，就不宜用圖片說(shuō)明。放射源放射出的伽瑪射線最大能夠穿透150mm的銥，400mm的鈷，并且必須能機(jī)械化的放置于帶有護(hù)套的盒子中。X射線源的穿透能力達(dá)1500mm，并且能夠自動(dòng)關(guān)閉，這是該方法的一個(gè)顯著安全優(yōu)勢(shì)。當(dāng)通道便捷，并且安全情況理想時(shí)，射線探傷法能提供便于解釋說(shuō)明的圖片。證明了這種方法是一個(gè)適用性很強(qiáng)的NDT技術(shù)。

三、結(jié)束語(yǔ)

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有了很大的發(fā)展，但也對(duì)其提出更嚴(yán)格的要求。通過(guò)對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的分析了解，更好的做好道路橋梁檢測(cè)公測(cè)，使道路橋梁安全使用。除此之外，無(wú)損檢技術(shù)作為一種集多種科學(xué)于一身的應(yīng)用技術(shù)，在其的應(yīng)用中，應(yīng)善于把基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際相結(jié)合，大膽創(chuàng)新，不斷提高道橋維護(hù)管理科學(xué)化水平。

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