超聲回彈法在檢測(cè)橋梁中的技術(shù)應(yīng)用研究

朱雪晴

中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

超聲回彈法在檢測(cè)橋梁中的技術(shù)應(yīng)用研究

朱雪晴

中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷發(fā)展，民眾在生活水平提高的同時(shí)，在交通運(yùn)輸方面的需求呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)，所以國(guó)內(nèi)的交通經(jīng)濟(jì)發(fā)展在此背景之下不斷的向前推進(jìn)。對(duì)于我國(guó)的道路橋梁來說，現(xiàn)階段其主要的問題是較多的公路橋梁在長(zhǎng)時(shí)間的使用后，呈現(xiàn)出不同程度的破損狀況，因此對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行加固處置，顯得特別重要。因此本文針對(duì)使用超聲回彈的檢測(cè)方法，對(duì)我國(guó)的橋梁進(jìn)行相應(yīng)檢測(cè)后的技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行研究和探析。

橋梁；試驗(yàn)；檢測(cè)；超聲回彈法

1 前言

我國(guó)最近幾年經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，其對(duì)于橋梁的使用頻次越來越高，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的橋梁中因其建設(shè)的時(shí)間相對(duì)較早，在長(zhǎng)時(shí)間的使用過程中呈現(xiàn)出橋梁老化的狀況[1]。因此要對(duì)橋梁的安全進(jìn)行全面的保證，確保其不會(huì)出現(xiàn)問題，對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)的工作其重要性越來越凸顯，同時(shí)在技術(shù)的要求方面也較高[2]。現(xiàn)階段國(guó)際和國(guó)內(nèi)在對(duì)橋梁檢測(cè)的方面，其技術(shù)的使用呈現(xiàn)出多樣化，并且較多的使用了新興的檢驗(yàn)和檢測(cè)技術(shù)以及手段，較為常見的檢測(cè)方式為使用靜載進(jìn)行試驗(yàn)和無損技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)[3]。目前在對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)的過程中，無損技術(shù)中使用超聲回彈的方法其使用的范圍在不斷的擴(kuò)大。超聲回彈綜合法的主要原理為，通過對(duì)混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度和非破損參數(shù)間的相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建相應(yīng)的測(cè)強(qiáng)曲線，而后依照實(shí)際回彈和超聲檢測(cè)的結(jié)果對(duì)混凝土的強(qiáng)度進(jìn)行結(jié)果的推斷。

2 超聲回彈法的技術(shù)原理

隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段呈現(xiàn)出不斷發(fā)展的檢測(cè)技術(shù)為無損檢驗(yàn)的技術(shù)，其主要的方式有超聲回彈法和紅外檢測(cè)法、脈沖雷達(dá)法等。對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方式來講，其對(duì)于橋梁的外觀和部分位置的構(gòu)成能夠有效的進(jìn)行觀測(cè)，能夠?qū)蛄翰糠值年P(guān)鍵部件和節(jié)點(diǎn)實(shí)施相應(yīng)的損傷判定。將超聲回彈儀和回彈儀進(jìn)行配合的使用為超聲回彈綜合法的技術(shù)組成，其測(cè)量的主要方面為對(duì)結(jié)構(gòu)混凝土以及不同的測(cè)量區(qū)域中有效的測(cè)出聲時(shí)值和回彈值。能夠有效的反映出混凝土表面的狀況為回彈的數(shù)值，而能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)力學(xué)的特點(diǎn)方面為超聲波在介質(zhì)中傳播的速度，并卻能夠?qū)⒒炷嗤羶?nèi)部的質(zhì)量狀況進(jìn)行有效的反映的方面為所測(cè)力學(xué)的特點(diǎn)。使用超聲回彈法優(yōu)勢(shì)在于能夠?qū)⒒炷嗤帘砻娴那闆r進(jìn)行全面的反映，同時(shí)也能夠?qū)⑵鋬?nèi)部的狀況進(jìn)行反映，而且能夠?qū)⒉糠钟绊懙膹?qiáng)度和物理量相關(guān)的關(guān)系進(jìn)行抵消，能夠?qū)⒒炷翉?qiáng)度的狀況反映出。但是該技術(shù)也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，其主要在于檢測(cè)精度目前是特別重要的問題，因此在測(cè)試精度還有待更進(jìn)一步提高。所以本文主要介紹的方面為使用超聲回彈法來檢測(cè)橋梁。

3 超聲回彈法應(yīng)用檢測(cè)分析

3.1 測(cè)試對(duì)象

本文研究的項(xiàng)目為在1966年建成通車的水泥混凝土大橋，660米為該橋的長(zhǎng)度。對(duì)此大橋進(jìn)行修復(fù)的時(shí)間為2012年，其在修復(fù)的過程中，檢測(cè)人員在對(duì)大橋進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了在部分行車道的底部邊緣位置產(chǎn)生了雨水滲透的狀況，以此造成了板底混凝土脫漏，大部分的鋼筋充分的暴露在外部，并且暴露在外部的鋼筋呈現(xiàn)出較為嚴(yán)重的腐蝕狀況。因此就要對(duì)行車道板的混凝土強(qiáng)度實(shí)施相應(yīng)的檢測(cè)。

3.2 檢測(cè)設(shè)備與方法

文章使用的檢測(cè)設(shè)施為同濟(jì)大學(xué)研究所研制的多功能超聲檢測(cè)系統(tǒng)，以及山東樂陵回彈儀廠制造生產(chǎn)的回彈儀，其型號(hào)為ZC-3A。將上述的相關(guān)儀器進(jìn)行配合的使用，而后依照超聲回彈綜合的檢測(cè)方法對(duì)橋面行車道板的混凝土強(qiáng)度實(shí)施了相應(yīng)的檢測(cè)。試件選取統(tǒng)一的工藝條件，選取進(jìn)行篩選后的70組數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線的回歸。

3.3 測(cè)試過程

再對(duì)大橋進(jìn)行檢測(cè)的過程中，使用超聲回彈法對(duì)橋板的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)評(píng)。在進(jìn)行測(cè)評(píng)的期間，要對(duì)其精度進(jìn)行有效的保障，筆者將不同的橋面板上實(shí)施分區(qū)的方式，分為八個(gè)不同的測(cè)評(píng)區(qū)域，對(duì)不同的測(cè)評(píng)區(qū)域選取10點(diǎn)的測(cè)試回彈數(shù)值。對(duì)于每個(gè)測(cè)區(qū),可從所得的10個(gè)回彈值中，將最大和最小值進(jìn)行篩除，將剩余的回彈數(shù)值用于計(jì)算該測(cè)區(qū)的回彈性均值,而后依照所得修正后的回彈值和超聲聲速值，代入相應(yīng)的公式。

4 檢測(cè)結(jié)果計(jì)算與分析

4.1 測(cè)試效果

在對(duì)不同的區(qū)域進(jìn)行測(cè)試以后看出，在測(cè)試的對(duì)象中只有2塊行車板呈現(xiàn)出較低的強(qiáng)度，剩余的行車板都能夠?qū)^好的滿足設(shè)計(jì)的要求，以此充分的說明，大橋的行車道板施工質(zhì)量較好,在經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用以后，其板面的質(zhì)量對(duì)早期的設(shè)計(jì)要求能夠全面的符合，并且沒有出現(xiàn)橫向裂紋的出現(xiàn)以及疲勞損傷的狀況，能夠繼續(xù)使用。

4.2 提升質(zhì)量控制的要點(diǎn)

在使用超聲回彈進(jìn)行測(cè)試的期間，要有效的將測(cè)試地點(diǎn)的位置設(shè)置為回彈測(cè)試的相同區(qū)域以內(nèi)，而且保證換能器和混凝土有效的契合。將測(cè)區(qū)的聲時(shí)值精確到0.1微秒，聲速值同時(shí)也要精確到0.01千米/秒。在不同的測(cè)試區(qū)域的測(cè)試面上進(jìn)行3個(gè)測(cè)試點(diǎn)的設(shè)置，還要確保發(fā)射和換能器的軸線在一條直線上。依照上述兩個(gè)測(cè)量的數(shù)值將混凝土的強(qiáng)度數(shù)值進(jìn)行有效的推算出。此種方式呈現(xiàn)出街邊和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，并且能夠?qū)蛄旱臉?gòu)成部件的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度給予恰當(dāng)?shù)脑u(píng)估，而且將經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益很好地統(tǒng)一起來。

5 結(jié)束語(yǔ)

超聲回彈綜合法作為非破損法屬于間接檢測(cè)，不同的因素都可能對(duì)其檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的影響，而且破損的檢測(cè)高于檢測(cè)的精度。所以使用超聲回彈法得到的的構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度推定值只能作為混凝土強(qiáng)度評(píng)定的參考值，在存在異議的時(shí)候要依照破損法取得的結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)。

[1]孫萬洋.超聲回彈法在檢測(cè)橋梁中的技術(shù)應(yīng)用研究[J].四川建材,2010(6):81～82．

[2]石為斌.超聲回彈綜合法檢測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度的應(yīng)用研究[J].交通世界,2010(7):116～117．

[3]孫全國(guó)，趙麗蓉.分析在檢測(cè)橋梁中超聲回彈法的應(yīng)用[J].門窗,2012(5):34～35．

姓名：朱雪晴；出生年月(1990—10)女；職稱：助工；研究方向：路橋試驗(yàn)檢測(cè)；工作單位：中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司；工作年限8；畢業(yè)院校：東南大學(xué)。