橋梁工程無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

孫圣懿

摘要：近年來(lái)，橋梁工程技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而迅速發(fā)展，如今橋梁建設(shè)的規(guī)模不斷增大，工程造價(jià)也愈發(fā)增高，人們對(duì)于橋梁的正常使用功能、耐久性和安全性也給予了更多關(guān)注。傳統(tǒng)的橋梁檢測(cè)技術(shù)有一定的局限性，檢查不全面，而且會(huì)損傷建筑物。而無(wú)損檢測(cè)技術(shù)則具有很強(qiáng)的直觀性，效率高，甚至可以對(duì)交通設(shè)施內(nèi)部狀態(tài)實(shí)施檢測(cè)，逐漸得到了推廣普及。

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

中圖分類號(hào)：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）11—245—02

前言

在對(duì)控制橋梁工程質(zhì)量的過(guò)程中，必須展開實(shí)驗(yàn)檢測(cè)工作，進(jìn)而保證整個(gè)橋梁的質(zhì)量與安全。由于我國(guó)當(dāng)前微機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，公路檢測(cè)技術(shù)也隨之發(fā)展，同時(shí)得到大幅度提升。在公路檢測(cè)技術(shù)中發(fā)展最為迅速的則是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，其可以在不改變?cè)袠蛄航Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)下，真正達(dá)到檢測(cè)目的。當(dāng)前我國(guó)交通事業(yè)正在不斷發(fā)展，進(jìn)而使無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程中越來(lái)越重要。

1無(wú)損檢測(cè)技術(shù)概念及特征

1.1無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的概念

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的主要含義是指在不改變工程質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的前提下，對(duì)工程工件特征測(cè)量與檢查技術(shù)的統(tǒng)稱。并且無(wú)損檢測(cè)技術(shù)有許多不同的方面，其中包含聽聲與敲擊。但上述所說(shuō)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不能較為精確地得到問(wèn)題出現(xiàn)的具體位置，所以還是存在較大局限性。采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以控制整個(gè)橋梁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也不會(huì)對(duì)工程本身性能產(chǎn)生較大作用。若橋梁工程內(nèi)存在的缺陷在加工余量之中，就能夠展開修補(bǔ)，或者采用各種工藝進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而真正得到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不單單可以增強(qiáng)橋梁工程施工效率，還可以減小生產(chǎn)成本，使其達(dá)到質(zhì)量性能標(biāo)準(zhǔn)。

1.2無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的特征

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的特征包括簡(jiǎn)便、迅速、靈活、結(jié)果精確性高、保持橋梁結(jié)構(gòu)與部件不受損壞、不影響橋梁的使用性能、可直接作用于橋梁部件表面或內(nèi)部、應(yīng)用范圍廣等，優(yōu)點(diǎn)較多。

2橋梁工程中無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具備的意義

當(dāng)前我國(guó)交通事業(yè)不斷進(jìn)步，尤其是我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作逐漸增強(qiáng)，也使橋梁工程在整個(gè)交通事業(yè)中至關(guān)重要。橋梁工程與交通運(yùn)輸緊密連接在一起，同時(shí)橋梁工程質(zhì)量也與交通安全有著密不可分的關(guān)系。橋梁工程擁有大量不同的特征，即施工量大、投資多以及施工時(shí)間長(zhǎng)。地質(zhì)條件與施工環(huán)境也是影響橋梁工程質(zhì)量的重要因素。在開始施工以后每個(gè)階段產(chǎn)生問(wèn)題都會(huì)對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生較大作用，并為工程帶來(lái)極大的損失，因此增強(qiáng)橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)對(duì)橋梁施工有著至關(guān)重要的意義。當(dāng)前我國(guó)橋梁工程建設(shè)主要還是由政府監(jiān)督、檢測(cè)技術(shù)與社會(huì)監(jiān)理三個(gè)過(guò)程共同構(gòu)成，建立成較為完善的保障體系，在該保障體系內(nèi)，工程檢測(cè)技術(shù)顯得至關(guān)重要，同時(shí)工程檢測(cè)技術(shù)也是整個(gè)橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵。負(fù)責(zé)工程監(jiān)理的各個(gè)部門與企業(yè)都必須配有對(duì)應(yīng)的工程實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)而達(dá)到橋梁工程質(zhì)量檢測(cè)的目的，并為工程帶來(lái)更多保障。檢測(cè)技術(shù)是橋梁施工技術(shù)中的核心內(nèi)容，也是竣工驗(yàn)收與施工控制環(huán)節(jié)中最為重要的內(nèi)容。采用對(duì)工程內(nèi)大量材料與工件進(jìn)行檢測(cè)的方式能夠增強(qiáng)施工質(zhì)量評(píng)價(jià)的可靠性。為進(jìn)一步提升橋梁工程質(zhì)量，還必須嚴(yán)格控制技術(shù)參數(shù)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等因素。合理使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以保障使用原材料能夠充分使用，并且從新材料、新技術(shù)與新工藝的角度來(lái)說(shuō)，也有較大意義的宣傳作用，進(jìn)而對(duì)工程質(zhì)量做出合適評(píng)價(jià)。根據(jù)許多不同的實(shí)踐可以知道，在橋梁工程中若沒(méi)有強(qiáng)調(diào)檢測(cè)帶來(lái)的作用，那么施工的質(zhì)量就不能得到合理保障，并會(huì)為施工帶來(lái)危險(xiǎn)。按照上述所說(shuō)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁工程中的意義可以具體分為增強(qiáng)工程經(jīng)濟(jì)性、延長(zhǎng)工程壽命、保障施工時(shí)間以及增強(qiáng)工程質(zhì)量等四個(gè)方面。

3無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在橋梁道路中的應(yīng)用

3.1探地雷達(dá)檢測(cè)法

探地雷達(dá)檢測(cè)法也可以被稱之為GPR，其實(shí)質(zhì)上則是為一種電磁回聲方式。探地雷達(dá)檢測(cè)法主要是指采用某個(gè)固定速度穿透需要檢測(cè)的物體表面。聲波將對(duì)較短且持續(xù)的脈沖不斷傳播，并且對(duì)應(yīng)的接收器能得到來(lái)自材料結(jié)構(gòu)與表面的反射信號(hào)。不同的信號(hào)分別對(duì)應(yīng)不同的介電常數(shù)。在一般情況下搜集到的數(shù)據(jù)都是有效的連續(xù)截面，信號(hào)連續(xù)性、階段與振幅都會(huì)被材料材質(zhì)作用，同時(shí)信號(hào)連續(xù)性的影響因素還包括物體形狀。而這里提到的無(wú)線脈沖傳播時(shí)間的影響因素則包括掩埋特征與層厚度。GPR相對(duì)于其他方法來(lái)說(shuō)較為安全，且普遍都是在其他方法使用前就開始實(shí)施，具體作用于加固區(qū)與定位管道。

由GPR形成的高頻電磁沖擊脈可以采用天線進(jìn)行傳播。傳播電磁波中的某一部分將在界面變化的地方產(chǎn)生折射與反射，所以界面發(fā)生改變的地方對(duì)應(yīng)介電常數(shù)也會(huì)有較大變化。當(dāng)介電常數(shù)方法變化時(shí)，接收器會(huì)將其記錄并保存。若這里使用的接收天線采用的是單聲道操作，那么接收天線與發(fā)射天線將在相同外殼之中。集合系統(tǒng)只對(duì)表面進(jìn)行掃描，進(jìn)而明確反射信號(hào)對(duì)應(yīng)的雷達(dá)追蹤。不同類型的天線頻率范圍都在100MHz至1500MHz內(nèi)，且普遍都使用在調(diào)查材料現(xiàn)狀與結(jié)構(gòu)形式中。

GPR法最大的優(yōu)點(diǎn)是能有效地描繪出剝離與空洞程度，與其他方法對(duì)比來(lái)說(shuō)，速度更快，設(shè)計(jì)范圍更廣。GPR法在使用過(guò)程中的安全性可以得到有效保障，特別是在檢測(cè)大量通道環(huán)境較為惡劣的結(jié)構(gòu)過(guò)程中。GPR法能夠較為明確地知道金屬管道所處的位置，同時(shí)也是混凝土橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的核心使用方法。

3.2回聲波檢測(cè)法

NDT檢測(cè)法運(yùn)用于公路橋梁建設(shè)方面，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等多方面的安全性，并將結(jié)構(gòu)中具備損傷性的內(nèi)容實(shí)施標(biāo)志，譬如實(shí)際污染程度、橋梁氯腐蝕程度等指標(biāo)，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)聲發(fā)射，將橋梁中的裂紋及摩擦力過(guò)大的地方檢測(cè)出來(lái)，并對(duì)最終的結(jié)構(gòu)評(píng)估實(shí)施輔助。運(yùn)用回聲波檢測(cè)法時(shí)，由于其不具備放射性及X射線相關(guān)的射線的危險(xiǎn)性，在安全性上得到了一定的保障。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，將金屬與塑料管之間的空洞檢測(cè)出來(lái)，譬如其出現(xiàn)的時(shí)間、深度、厚度等多項(xiàng)指標(biāo)。檢測(cè)過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)性非常低，僅僅只需要對(duì)一面檢測(cè)即可。不過(guò)其有一個(gè)缺點(diǎn)，就是只能將空洞的大小檢測(cè)出來(lái)，同時(shí)所測(cè)量?jī)?nèi)容的最小值都會(huì)比空洞的實(shí)際直徑大。此外，由于管道自身原因影響，致使檢測(cè)時(shí)不能從背面實(shí)施。當(dāng)空洞被水淹沒(méi)之后，檢測(cè)就會(huì)受到影響，甚至是完全無(wú)法檢測(cè)出相應(yīng)的內(nèi)容。較沖擊雷達(dá)而言，該方式在速度方面達(dá)不到其標(biāo)準(zhǔn)，但是實(shí)際管道尺寸可以幫助其對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。

3.3射線探傷法

射線探傷法的具體操作流程是將底片放在混凝土構(gòu)件后方，采用對(duì)敏感底片發(fā)射不同射線的方式可以形成擁有空洞的圖。該方法主要的作用是明確鋼筋斷裂的具體位置與對(duì)應(yīng)的空洞程度，較多情況下可以測(cè)試橋梁交通具體情況。在相對(duì)理想的環(huán)境中，得到的圖片較為精確，采用該方法需要的工作人員更少。但該方法必須獲取大量具有能量的探射源并隨時(shí)得到對(duì)應(yīng)圖像，進(jìn)而會(huì)增大成本，并且需要更加嚴(yán)格的安全防范措施。在普通情況下使用射線探傷法得到的圖案較為清晰，若使用的截面厚，那么就不適合展開圖片解釋。通過(guò)放射源向外射出的伽馬射線最大的穿透程度是400mm的鉆以及150mm的銥，同時(shí)在操作過(guò)程中一定要保證可以機(jī)械化的存在于已經(jīng)有保護(hù)套的安全盒子內(nèi)部。X射線源的特性相對(duì)于伽馬射線來(lái)說(shuō)更強(qiáng)，可以穿透1500mm，同時(shí)還可以自動(dòng)關(guān)閉，這為操作安全提供了重要保障。若整個(gè)環(huán)境處于理想情況，那么射線探傷法就可以得到大量較為清晰的圖片作為解釋，這也可以說(shuō)明射線探傷法適用性強(qiáng)于其他方法。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，橋梁無(wú)損檢測(cè)技術(shù)融合了人工智能、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子學(xué)、機(jī)械工程、斷裂力學(xué)、材料科學(xué)、物理學(xué)等多種學(xué)科的知識(shí)與技術(shù)。在科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展的背景下，越來(lái)越多的部門開始關(guān)注無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，將其應(yīng)用于橋梁工程的維護(hù)與養(yǎng)護(hù)工作中，除了可以掌握橋梁的使用情況，保障橋梁質(zhì)量與使用安全性，還能使橋梁的使用壽命得到有效延長(zhǎng)。