道路橋梁無損檢測技術(shù)的應用分析

盧愛民

(江蘇東南交通工程監(jiān)理咨詢有限公司)

0 引 言

相對于無損檢測技術(shù)而言，傳統(tǒng)的檢測道路橋梁的方法是在公路橋梁上面隨機選取一個位置，然后進行鉆孔，獲取樣本，將取得的樣本帶回并進行相關(guān)的分析和研究，從而得到各種各樣具有價值意義的工程參數(shù)。顧名思義，這種方法是具有一定的局限性的:其一，由于在檢測過程中采用的是隨機選點的方法，難免遺漏別的地段，因此不具有代表性而且檢查很不全面;其二，對橋梁和道路進行鉆孔會導致建筑物一定的損傷，長年累積，損傷更大，不是很理性。在傳統(tǒng)方面難以精準檢測道路橋梁的情況下，無損檢測技術(shù)應運而生。它不僅直觀性強、效率高，而且還能檢測到交通設(shè)施內(nèi)部的狀態(tài)，很好的填補了傳統(tǒng)檢測方法的缺點，這是無損檢測技術(shù)在道路橋梁安全檢測方面得以發(fā)展迅速的重要原因。

1 無損檢測技術(shù)的概念及其特點

無損檢測技術(shù)是指在不損害橋梁和道路結(jié)構(gòu)及其性能的基礎(chǔ)上，檢測道路和橋梁的物理指標，通過對指標的分析和研究來對交通設(shè)施的性能和結(jié)構(gòu)進行判斷的檢測方法。無損檢測技術(shù)是多門學科相互綜合而發(fā)展起來的一項應用工程技術(shù)。無損檢測技術(shù)在不破壞道路和橋梁性能和使用效果的前提下，充分借助聲音、光、磁和電等的特性，對道路和橋梁進行整體和深入地檢測，并能夠得出橋梁和道路的具體信息，從而判斷交通設(shè)施是否存在安全隱患和損傷，技術(shù)人員通過對一系列的信息進行綜合分析和判斷，能夠得出被檢測橋梁和道路的具體狀態(tài)，判定它們是否能夠安全通車，還能夠使用多久等等。

2 無損檢測技術(shù)在道路和橋梁方面的具體運用及其存在的問題

2.1 超聲波檢測技術(shù)

超聲波檢測技術(shù)的工作原理是使用小鋼球敲打道路和橋梁，這時會產(chǎn)生低頻應力波，低頻應力波經(jīng)建筑體傳至內(nèi)部后會被建筑體內(nèi)的縫隙或者損傷處反射回來，根據(jù)反射波的具體狀態(tài)來進行分析和判斷。它通過充分綜合利用了多種波段產(chǎn)生共振來判斷道路和橋梁是否完好，尋找建筑體斷裂的具體位置。超聲波被廣泛運用于道路和橋梁的檢測和維修工作當中，工作人員運用超聲波對建筑體進行檢測，判斷結(jié)構(gòu)是否完整，是否有斷裂面和縫隙，從而及時對空隙的路面進行維修，保證交通安全運轉(zhuǎn)。然而，超聲波檢測技術(shù)在具體操作過程中，可能會產(chǎn)生誤差。例如，當管道出現(xiàn)交叉和靠近或者管道中存在水、空氣等對應力波的傳播產(chǎn)生影響的物質(zhì)時，檢測的結(jié)果會有偏差。此外，超聲波檢測技術(shù)雖然很快能找到橋體或者路基的縫隙，然而，在其他檢測項目方面如:路基的密實性就不是很有效，還有待進一步優(yōu)化和發(fā)展。

2.2 探地雷達檢測技術(shù)

探地雷達檢測技術(shù)的應用原理是通過高頻電磁脈沖波或者寬頻帶短脈沖借助發(fā)射天線傳導至地下，在向下傳播的過程中，如果碰到不同的電性介質(zhì)交界面，部分高頻電磁脈沖波或者寬頻帶短脈沖就會被反射回來，被接受天線接收到。探地雷達檢測技術(shù)具有耗時少、操作簡便、對人力需求少、受環(huán)境影響小以及精確度高等優(yōu)點。這種檢測技術(shù)不僅能夠檢測橋梁和道路的密實性，還能檢測基層的厚度、含水量以及擋土墻的問題，此外，通過利用雷達的特性，還可以檢測道路和橋梁的建筑材質(zhì)、縫隙、濕度以及建筑體的整體結(jié)構(gòu)。不言而喻，探地雷達檢測技術(shù)應用領(lǐng)域廣泛，而且實用性強，是一種高效的檢測技術(shù)，然而，正因為其應用的領(lǐng)域很廣，其對相應技術(shù)人員的要求也很高。探地雷達檢測技術(shù)的分析人員必須具備豐富而長期的實踐經(jīng)驗，對各種實測數(shù)據(jù)都了然于心，才能充分發(fā)揮這種技術(shù)的優(yōu)勢。另外，探地雷達檢測技術(shù)較高的使用成本也是一個制約其使用和發(fā)展的因素之一。

2.3 光纖傳感檢測技術(shù)

光纖傳感檢測技術(shù)的工作原理是通過充分利用某些物理量的敏感特性并將外界物理量轉(zhuǎn)換成光信號，最終達到測量的目的。國內(nèi)的光纖傳感檢測技術(shù)經(jīng)過了30 多年來在多個領(lǐng)域的應用，舉得了突破性的發(fā)展。光纖傳感檢測技術(shù)可以有效地檢測道路和橋梁多個方面的情況包括應變特性、鋼索索力、預應力連續(xù)混凝土的內(nèi)部應力等等。相對傳統(tǒng)的傳感器而言，光纖應變傳感器靈活輕便、樣式齊全，最關(guān)鍵的是它不會受到外界環(huán)境和被測對象情況的影響，而且能夠承受高壓、腐蝕、易燃易爆等特殊境況，實用性非常強。然而，光纖應變傳感器的市場價格要比一般的傳感器高出很多，這給光纖應變傳感器在道路和橋梁檢測工作中的推廣帶來了很大的阻力。

2.4 圖像技術(shù)

圖像技術(shù)包括兩大類，一類是紅外成像技術(shù)，另一類是激光全息圖像攝影技術(shù)。紅外成像技術(shù)的工作原理是借助各種材料所具備的不同的導熱性能，道路和橋梁建筑體內(nèi)部的熱傳導和溫度的分布情況可以用高精度的熱敏傳感器進行檢測和接收，并形成相應的圖像，清晰地呈現(xiàn)道路和橋梁內(nèi)部的具體情況，分析人員可以通過圖像中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)對建筑體進行分析和判斷。激光全息技術(shù)是在使用全息攝影得到圖像的基礎(chǔ)上，對圖像中的數(shù)據(jù)和走勢進行深入分析，從而計算出相應的力學量。利用圖像技術(shù)對道路和橋梁進行檢測具有高精度、直觀性強、檢測全面的優(yōu)勢。

3 完善道路橋梁無損檢測的對策

3.1 提高道路橋梁無損檢測工作人員的綜合能力和素質(zhì)

對道路和橋梁進行檢測是一項重大而艱巨的任務(wù)，它包括設(shè)備檢測、實地檢測以及事后的分析整體等一系列工作，對工作人員的專業(yè)技術(shù)水平要求很高。隨著國內(nèi)社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，雖然一直很重視道路和橋梁的建造，但是對其檢測和加固的重視度不夠高，相對欠缺，發(fā)展也不如建造方面迅速。因此，要想促進道路和橋梁檢測水平的提高，必須先提高該領(lǐng)域工作人員的技術(shù)水平和整體素質(zhì)，不斷強調(diào)隊伍建設(shè)和擴大，要對工作人員進行定期技術(shù)的培訓，推廣新的檢測技術(shù)，鼓勵工作人員在實際操作中發(fā)現(xiàn)問題并拿出來共同探討，使大家共同進步。此外，倡導道路和橋梁檢測技術(shù)的不斷完善和創(chuàng)新，使國內(nèi)道路和橋梁檢測水平不斷進步。

3.2 充實橋梁和道路檢測的項目內(nèi)容，加大研究力度

橋梁和道路檢測涉及的面很廣，內(nèi)容繁雜，包括路基，路面，橋涵和隧道等多種結(jié)構(gòu)。以上的檢測技術(shù)主要是針對道路和橋梁的檢測，范圍相對較小，不能適應各種工程的檢測，因此，要加大檢測技術(shù)的研究力度，不斷完善現(xiàn)有檢測技術(shù)，同時研發(fā)出新領(lǐng)域的檢測技術(shù)，是檢測更加完善和準確，保證使用的絕對安全，以免造成不可估量的損失和危害。目前，國內(nèi)使用的各種檢測技術(shù)對國外科學技術(shù)的依賴程度依舊較高，而采用國外的檢測技術(shù)和檢測設(shè)備一方面不是依據(jù)國內(nèi)道路和橋梁的具體情況，另一方面受到國外的限制和制約，缺乏發(fā)展的動力，我國必須打破這一局面，要充分根據(jù)國內(nèi)橋梁和道路的具體情況來進行深入研究，不僅要注意從原理上掌握檢測技術(shù)的精髓，同時還要注重對制作工藝的探討，旨在開發(fā)出實用性強，效率高，符合國內(nèi)道路和橋梁建設(shè)的具體情況，控制價格成本，最終使現(xiàn)代科學的檢測技術(shù)在國內(nèi)得到廣泛推廣和運用。

4 道路和橋梁無損檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

道路和橋梁無損檢測技術(shù)只有不斷更新和進步才能不斷適應日益發(fā)展的道路和橋梁建筑施工技術(shù)。由于道路和橋梁無損檢測技術(shù)是一個相對新的領(lǐng)域，該領(lǐng)域的發(fā)展還有一個很漫長的過程，問題也是層出不窮，只有朝向一個正確的方向，不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，才能不斷進步，不斷發(fā)展，水平才能不斷提高。就目前來看，國內(nèi)道路和橋梁無損檢測技術(shù)存在的主要問題是。(1)利用遠紅外線成像檢測道路和橋梁的破壞情況。(2)使用定位系統(tǒng)對橋梁的變形情況進行檢測，運用鋼傳感器對橋梁的超載情況進行檢測。(3)運用強迫振動響應法對道路和橋梁的下部分狀況進行探測和評估，利用振動計對斜拉索索力進行測量。(4)利用微波技術(shù)來檢測道路和橋梁的縫隙，進而分析和判斷損傷程度，并采取相應措施加以補救。

5 結(jié) 語

道路和橋梁的無損檢測技術(shù)是包括物理學、材料科學、斷裂力學、機械工程、電子學、計算機技術(shù)、信息技術(shù)以及人工智能等在內(nèi)的多種學科的綜合體和結(jié)晶，它以先進的科學技術(shù)為載體，同時又是科學技術(shù)的成果。隨著科學技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，無損檢測技術(shù)不斷受到越來越多人和部門的關(guān)注和重視。無損檢測技術(shù)在監(jiān)控道路橋梁的建筑質(zhì)量，檢測道路橋梁的當前使用狀況，保障道路橋梁的使用安全方面做出了不可替代的貢獻，被社會廣大技術(shù)人員、企業(yè)和國家認同，發(fā)揮著越來越重要的作用。

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