淺析混凝土橋梁內(nèi)部缺損無損檢測技術及評定標準

王濤濤

摘 要：隨著國家的發(fā)展與橋梁構(gòu)件的集體工廠化生產(chǎn)，混凝土橋梁的數(shù)量也越來越多，而在大興土木的背后，不可避免地存在著結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺損，為了更加高效地完成橋梁施工，使橋梁投入使用后能堅實耐用，對橋梁進行定期的無損檢測就成了非常重要的事情。

關鍵詞：混凝土橋梁 內(nèi)部缺損 橋梁無損檢測

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0075-02

對于橋梁建設來說，橋梁的穩(wěn)定性一直是重中之重，而隨著使用時間的增加，橋梁磨損的程度也隨之增加，橋梁內(nèi)部存在的缺損也漸漸顯現(xiàn)出來，嚴重影響了橋梁的安全與使用，因此在不影響橋梁使用的情況下，對混凝土橋梁進行內(nèi)部無損檢測就非常有必要[1]。

1 混凝土橋梁概述

混凝土橋梁一般指預應力混凝土橋，是以預應力混凝土作為上部結(jié)構(gòu)的主要建筑材料的橋梁，由于使用預應力施工，使得各結(jié)構(gòu)接頭安全可靠，同時節(jié)省鋼材，降低了施工成本，但自重比鋼筋混凝土橋大，施工工藝略復雜且工期較長是混凝土橋梁的普遍缺點，但隨著技術的發(fā)展，這些問題也在不斷地克服。

2 橋梁內(nèi)部缺損無損檢測技術

對于橋梁的無損檢測多以局部檢測為主，早期橋梁內(nèi)部的缺損無損檢測技術一般有9種方法，分別是：表觀檢測、著色探傷、聲發(fā)射、電位差法、超聲脈沖、探底雷達、沖擊回波、紅外熱像和透析成像，而隨著科學技術的發(fā)展，近年來GPS技術、光纖傳感技術、智能傳感器技術、信息融合技術等新的檢測技術得到了廣泛應用，可以說，橋梁內(nèi)部無損檢測已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，而在未來，各種技術的革新也必將推動檢測技術的進一步變革，促使橋梁檢測技術的進一步發(fā)展[2]。

3 早期橋梁檢測技術與弊端

早期的橋梁檢測一般分為上述的9種，這里進行具體介紹：（1）表觀檢測。早期的橋梁檢測技術主要依靠的是動靜載荷試驗與在現(xiàn)場進行的表觀檢測，表觀檢測即檢測人員對橋梁外在的狀態(tài)進行的調(diào)查，包括橋梁混凝土體的老化、脫落、磨損等缺損的檢測，這種檢測方式是最常見的檢測方法，能夠非常直觀地表現(xiàn)出橋梁的狀態(tài)，同時對于人員與技術也沒有特殊要求，經(jīng)濟性強，但同樣的，這種檢測由于由檢測人員實地檢測，檢測人員的主觀性就影響著檢測結(jié)果，而且效率低、費時，對橋梁內(nèi)部的缺損無法準確觀察；（2）著色探傷技術。著色探傷是將溶有彩色顏料的滲透劑摻入橋梁表面的細小裂縫中，而后涂抹吸附劑，使裂縫中的彩色染料滲至橋梁表面，從而根據(jù)染料的紋路判斷橋梁內(nèi)部磨損的情況，這種技術操作簡單，且無需大型設備支持，經(jīng)濟實惠，但技術精度低，且需要對橋梁表面進行預先處理，效率較低；（3）電位差法技術。電位差法即通過物質(zhì)的電化學性進行的分析，主要應用于檢測混凝土橋梁鋼筋等金屬構(gòu)件的銹蝕與裂縫深度，具有檢測便利，可以對水下橋梁基礎進行檢測等特點，但檢測精度低，需要對表面進行預先處理并且只適用于發(fā)現(xiàn)橋梁裂縫后進行的檢測；（4）聲發(fā)射技術。聲發(fā)射技術是運用儀器通過對聲發(fā)射源在結(jié)構(gòu)中釋放出的彈性波進行檢測分析，從而獲取結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺損的情況，具有實時監(jiān)測、效率高、檢測速度快等特點，但對檢測周圍環(huán)境噪聲影響大、信息讀取難度高；（5）超聲脈沖技術。超聲脈沖技術是依靠超聲波在傳播的過程中發(fā)生的反射、擴散以及能力衰減等情況，判斷橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況以及混凝土強度等工程信息，這種技術可對橋梁進行多次反復檢測，且經(jīng)濟性好，但專業(yè)性強，需要專業(yè)人士進行操作，且不能對橋梁內(nèi)部情況進行準確判斷；（6）探地雷達技術。探地雷達又稱透地雷達，是用無線電波來確定橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布的一種無損探測方法，可以對橋梁內(nèi)部的空洞、混凝土中的裂縫以及鋼筋結(jié)構(gòu)骨架進行檢測，具有測量速度快、檢測高效、結(jié)果準確且不受地域環(huán)境影響等特點，但檢測過程專業(yè)性強，不易判斷，有時需要與其他輔助測試結(jié)合且容易受橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響；（7）沖擊回波技術。沖擊回波法是目前常見的對混凝土進行無損檢測的方法，主要運用超聲波、沖擊混凝土構(gòu)件從而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應力波，應力波會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部尤其是缺損裂紋部分進行反射與擴散，通過對反應回來的應力波進行檢測，可以有效檢測出橋梁混凝土中存在的缺陷，且檢測方便，不受混凝土中鋼筋骨架等構(gòu)件的影響，經(jīng)濟實惠，但對于大型橋梁來說，檢測次數(shù)多，需要多點多次測量，且不同頻率對檢測結(jié)果有一定影響，對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與計算有一定要求；（8）紅外熱像技術。紅外熱像技術是采用紅外熱像儀對橋梁構(gòu)件各部分進行紅外線輻射，根據(jù)不同結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不同溫度和分布情況進行分析，進而判斷橋梁中各結(jié)構(gòu)是否存在內(nèi)部缺陷，這種探測方法精度高、可對大型橋梁進行大面積檢測，檢測效率高、省時，且對天氣無特殊要求，可全天候多時段進行檢測，但由于熱傳導的原因，對于檢測對象厚度有一定要求，對于過厚的橋梁結(jié)構(gòu)來說，定位缺陷點較困難，且受周圍環(huán)境的干擾；（9）透析成像技術。透析成像技術是通過計算機的處理，對儀器測量出的數(shù)據(jù)進行二維圖像分析，繪制出直觀立體的橋梁結(jié)構(gòu)，準確檢測出橋梁內(nèi)部存在的缺損問題，具有透視程度高、測量結(jié)果直觀、檢測過程簡單、穩(wěn)定性高、檢測準確等特點，但對于操作成本較高，且對射線的防護措施存在缺陷和不足，無法有效防護。

這是早期橋梁檢測中常用的幾種常規(guī)的檢測方法，通過綜合運用這些檢測方法可以有效檢測出橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在的問題，但無法全面反映出橋梁的具體狀態(tài)，而隨著科學技術日新月異，對橋梁無損檢測有了新的發(fā)展，近年來研發(fā)出了一批新的檢測方法技術和手段[4-5]。

4 近年橋梁無損檢測技術

隨著科技發(fā)展，橋梁檢測技術也在不斷更新，近年來以GPS技術、光纖傳感技術、智能傳感器技術、信息融合技術等為代表的新型測量技術得到了廣泛應用，也加快了橋梁無損檢測的步伐。（1）GPS檢測技術，全球定位系統(tǒng)，是通過在太空部署衛(wèi)星從而對地面情況的新型定位技術，近年來也應用在橋梁檢測中，這種技術可以有效檢測出橋梁內(nèi)部存在的各種問題，準確、高效，但檢測成本高；（2）光纖傳感技術，伴隨著通信技術的發(fā)展，光纖傳感技術已經(jīng)成為衡量一個國家信息化程度的重要標準，現(xiàn)今社會上的傳感技術已不下百種，在橋梁檢測中可以快速檢測出橋梁中混凝土的裂紋和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)部情況，但同時，光纖傳感技術也受檢測周圍環(huán)境震動的干擾；（3）智能傳感器技術，智能傳感器是一直具有信息處理功能的設備，在橋梁檢測中可以系統(tǒng)高效地傳遞出橋梁結(jié)構(gòu)的情況，并進行自動分析，節(jié)省時間的同時節(jié)約成本，但對傳感技術有較高要求；（4）信息融合技術，又稱數(shù)據(jù)融合，是對于單個信息源獲取的多個數(shù)據(jù)進行分析融合，進而獲得精確數(shù)據(jù)的方法，是橋梁檢測中通過各數(shù)據(jù)的收集與融合精準地檢測橋梁，但對數(shù)據(jù)的收集量有一定的要求[6]。

5 結(jié)語

隨著時代的進步，對于混凝土橋梁內(nèi)部無損檢測的技術也不斷增強，現(xiàn)今的檢測技術已經(jīng)能夠基本滿足在檢測的同時兼顧使用的要求，而隨著智能化、系統(tǒng)化的普及，在結(jié)合了過往的技術與經(jīng)驗后，無損檢測技術一定會更加完善。

參考文獻

[1] 郝保紅，曾丁，曾琪卉，等.混凝土鋼筋在不同銹蝕狀態(tài)下的力學性能退化規(guī)律[J].太原理工大學學報，2014，45（6）：750-753，768.

[2] 孫伊圣.基于雙電極電位的橋梁內(nèi)部配筋銹蝕度瞬變電磁成像無損量化檢測試驗[D].重慶交通大學，2013.

[3] 程俊.基于電磁脈沖渦流的橋梁內(nèi)部鋼筋銹蝕度檢測試驗研究[D].重慶交通大學，2015.

[4] 陳翔.提升混凝土橋梁耐久性能研究[D].北京交通大學，2010.

[5] 周長勇.橋梁基樁內(nèi)部缺陷檢測方法比較[J].低碳世界，2016，（15）：191-192.

[6] 朱俊.橋梁基樁內(nèi)部缺陷檢測方法對比研究[D].西南交通大學，2010.