淺談無損檢測技術(shù)在道橋工程中的應用

李國輝

(雞西高速公路管理處，黑龍江 雞西 158100)

1 無損檢測技術(shù)在道橋工程施工中的具體應用

1.1 技術(shù)特征

在不影響機械設(shè)備性能的情況下，無損檢測技術(shù)可以通過測定沒有物理量來判斷機械設(shè)備的整體構(gòu)建組成，除此之外，作為高新技術(shù)的產(chǎn)物，無損檢測技術(shù)運用物理學的發(fā)展為無損檢測奠定了堅實的理論基礎(chǔ)，而隨著互聯(lián)網(wǎng)以及計算機技術(shù)的普及，也為我們的無損檢測技術(shù)提供了更加現(xiàn)代化的測量工具。

1.2 無損檢測技術(shù)在我國道橋工程施工中的應用及存在的問題分析

(1)超聲波

在道橋工程施工中，橋梁中的空隙位置一般都是運用超聲波來對其進行檢測的，其檢測的原理是利用瞬間應力波的運動軌跡，利用短促的機械撞擊來產(chǎn)生低頻應力波，進而傳導到機械設(shè)備的內(nèi)部，然后再由斷裂面直接反射回來。超聲波在道橋工程施工中進行現(xiàn)場檢測的時候，主要是對工程聲測管測外壁間的近距離進行測量，檢查聲測管到是否暢通，在檢測完畢之后還要向聲測管內(nèi)灌水，并通過深度標志將超聲波發(fā)射與接收轉(zhuǎn)換器放置在聲測管道的測點位置上，然后再將超聲波發(fā)射，與轉(zhuǎn)化設(shè)備始終保持在固定的高度上，將二者進行同步升降，要求測量間距控制在250 mm范圍之內(nèi)，并實時記錄接收信號的曲線，讀取周期值，顯示頻譜曲線。而對于工程施工中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的區(qū)域，我們的施工技術(shù)檢測人員還需要對其進行重復測量。

(2)光纖傳感技術(shù)

現(xiàn)如今在我國的各個領(lǐng)域發(fā)展中，光纖傳感器的使用范圍相對來說還是比較廣泛的，尤其是在土木工程中的應用更是非常普遍，而在道橋工程中主要是用于測量混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部應力以及混凝土結(jié)構(gòu)的變形等問題。除此之外，我們的施工技術(shù)人員還利用光纖傳感器來檢測道橋橋梁的整體運行健康狀況，并對道橋的整體結(jié)構(gòu)進行系統(tǒng)性的分析，光纖傳感器作為全新的應變傳感器，在道橋工程中的使用頻率非常之高，它可以通過預埋來對結(jié)構(gòu)的內(nèi)部物理量進行實時的測量，同時也可以直接將其粘貼在測量結(jié)構(gòu)的表面來進行精準測量。而采用預埋方法主要檢測的是道橋工程施工中混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷情況以及內(nèi)部損傷之后發(fā)生的應變反映，然后在根據(jù)應變關(guān)系曲線來進一步推算出混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損傷方式及形成原因。我們的專家學者通過對道橋工程施工中混凝土的相關(guān)實驗論證，表明光纖測試的荷載能力要比應變片測試的線性高好幾個數(shù)量級，也就是說我們的施工技術(shù)人員需要在實際的道橋工程施工中，及時解決光纖的布設(shè)問題，只有這樣才能夠保證道橋工程長期穩(wěn)定運行。一般來說我們的施工技術(shù)人員可以采取以下幾種方法來防止傳感器造成機械設(shè)備出現(xiàn)損壞：

首先，施工技術(shù)人員可以將一根金屬套管直接套在光纖傳感器上，然后將其與傳感器一起埋入混凝土結(jié)構(gòu)當中，當混凝土進行澆筑之后，施工技術(shù)人員再將混凝土澆筑之前的金屬導管取出來，這樣一來光纖傳感器就可以與混凝土進行完美固結(jié)，而且這種操作方法還不會影響到混凝土自身的密度，也不會因為澆筑而損壞傳感器。

其次，施工技術(shù)人員還可以在鋼筋的表面開一個凹槽，這個凹槽正好可以讓光柵中的裸纖直接鑲嵌進凹槽中，這也可以對光纖起到保護的作用，而且這種做法還不會損害到鋼筋的整體質(zhì)量，除了這種方法之外，施工技術(shù)人員還可以將光纖傳感器直接粘貼在鋼筋上，這種方法對測量鋼筋的應力是非常準確，但是這種方法只能適用在地平面以上的鋼

筋區(qū)域，對于地面以下的鋼筋，必須在地下粘貼傳感器，不僅操作起來非常麻煩，而且隨著時間的推移，土壤還會不斷腐蝕傳感器，從而導致傳感器失靈，降低了測量的精準度。

2 目前改善道橋無損檢測的方法及對策

2.1 聲發(fā)射法檢測

在道橋工程施工中，會涉及很多的固體材料，這些固體材料的內(nèi)應力一旦產(chǎn)生變化，也會直接產(chǎn)生發(fā)射信號，而在材料加工和使用的過程中有很多因素都會引起內(nèi)應力產(chǎn)生變化，像位錯運動、裂紋、擴展和負荷變化等等。當?shù)罉蚬こ讨械幕炷两Y(jié)構(gòu)在荷載作用下發(fā)生變形的時候，混凝土自身的結(jié)構(gòu)也必定會發(fā)生變化，比如說出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象就經(jīng)常出現(xiàn)，而裂紋出現(xiàn)之后往往都會以波的形式釋放自身的能量。施工技術(shù)人員在利用聲發(fā)射法對道橋工程進行檢測的時候，只需要將聲發(fā)射器直接放在需要檢測的部位上即可，然后在檢測不同位置收集到的聲波時間差，這樣就可以非常清楚的知曉問題出現(xiàn)的位置信息。然后在運用聲波發(fā)射器對問題位置進行檢測。

2.2 無人機檢測技術(shù)

在傳統(tǒng)的檢測中，使用最多的一種檢測儀器就是人工望遠鏡，但是技術(shù)人員在對一些大型的項目結(jié)構(gòu)進行檢測的時候，運用這種方法就不太現(xiàn)實，由于在道橋設(shè)計中，很多橋梁的結(jié)構(gòu)都是大型的鋼架結(jié)構(gòu)，這種橋梁的整體結(jié)構(gòu)非常龐大，技術(shù)人員要想采用人工望遠鏡進行檢測的話，就必須要將技術(shù)人員懸掛在橋梁的下方，下方的維修人員對其進行操作，這樣一來不僅會耗費大量的時間和精力，而且由于人工望遠鏡是人為操作的，所以在實際的操作過程中必定會忽視一些細節(jié)，這也為道橋橋梁的質(zhì)量埋下了安全隱患。而利用全新研發(fā)的加載傳感器裝置的無人機檢測技術(shù)之后，可以極大的優(yōu)化導航技術(shù)，保證無人機可以在距離橋梁梁地面的范圍區(qū)間內(nèi)飛行，而操作人員只需要控制遙控設(shè)備就可以在地面上完成對橋梁柱面、底面以及橋梁橫梁等相關(guān)構(gòu)建的拍攝和取證工作。

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