探析橋梁無損檢測及檢測信息集成分析技術(shù)及其重要性

王濤濤 劉軍

[摘 要] 橋梁建設(shè)作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種體現(xiàn)一直被重視著，而隨著國家日新月異的發(fā)展，要求橋梁建設(shè)的數(shù)量與速度也大大增多，因此為了追趕橋梁建設(shè)工期，對于橋梁的建設(shè)質(zhì)量就存在一定的隱患，而在建成通車后如何在不影響正常使用的情況下進(jìn)行檢測就成了相關(guān)部門考慮的問題。

[關(guān)鍵詞] 橋梁建筑；無損檢測；信息集成

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 01. 049

[中圖分類號] U446 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）01- 0085- 02

0 引 言

人們對橋梁的無損檢測意識的形成開始于20世紀(jì)50年代，但早期的檢測技術(shù)由于技術(shù)問題一直受到一定的限制，無法高效全面精準(zhǔn)的檢測出橋梁存在的問題，但隨著時(shí)代的發(fā)展，近年來一批具有代表性的檢測手段和方法大大加強(qiáng)了橋梁無損檢測的精準(zhǔn)度也快速促進(jìn)了橋梁無損檢測的發(fā)展步伐。

1 橋梁無損檢測技術(shù)

為了進(jìn)行橋梁無損檢測，人們從早期受到技術(shù)限制到現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)成熟為止研發(fā)出了多種內(nèi)部無損檢測的方法，包括早期的表觀檢測技術(shù)、著色探傷技術(shù)、聲發(fā)射技術(shù)、電位差技術(shù)、超聲脈沖技術(shù)、探底雷達(dá)技術(shù)、沖擊回波技術(shù)、紅外熱像技術(shù)、透析成像技術(shù)和現(xiàn)今的GPS技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)、智能傳感器技術(shù)等都代表著各時(shí)代檢測人員對橋梁檢測做出的努力，其中，早期的檢測方式有表觀檢測技術(shù)與著色探傷技術(shù)為代表的表象觀察，即對橋梁表面出現(xiàn)的裂紋和裂縫進(jìn)行調(diào)查或摻入一定的染色劑，通過對橋梁結(jié)構(gòu)表面的脫落，缺損等情況和染色劑滲出的紋路不同做出分析，從而直觀的檢測出橋梁的缺損情況，這兩種方法都能夠簡單直觀的檢測出橋梁的缺損情況且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，但同時(shí)也需要大量的時(shí)間，而且由于是表面觀察或在橋梁結(jié)構(gòu)較淺的位置檢測，對于檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性有一定的局限性，進(jìn)而又出現(xiàn)了電位差技術(shù)等應(yīng)用電化學(xué)性等物質(zhì)進(jìn)行測量的技術(shù)，即對橋梁表面預(yù)先進(jìn)行處理，運(yùn)用各材料的電化學(xué)性對橋梁進(jìn)行的檢測，這種檢測方式主要應(yīng)用在對橋梁內(nèi)部鋼筋支架銹蝕情況的檢測，能夠有效的得出橋梁內(nèi)部鋼筋材料的磨損情況，但由于檢測效率低，需要對橋梁表面進(jìn)行預(yù)處理而且只能針對橋梁表面存在裂縫的情況下進(jìn)行，無法對橋梁進(jìn)一步的進(jìn)行細(xì)致檢測。而后，又出現(xiàn)了運(yùn)用聲波技術(shù)為主的檢測技術(shù)，包括聲發(fā)射技術(shù)、超聲脈沖技術(shù)、沖擊回波技術(shù)等，這些技術(shù)大都運(yùn)用聲波在各介質(zhì)中傳播的規(guī)律不同而分析出橋梁內(nèi)部的磨損情況，其中，聲發(fā)射技術(shù)通過檢測彈性波的不同，發(fā)現(xiàn)彈性波發(fā)生部分的缺陷和潛在的磨損，但由于是使用聲信號在結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫產(chǎn)生的塑性形變進(jìn)行檢測，會產(chǎn)生很大的噪聲，對檢測周邊環(huán)境有很大的影響，而且對聲音的捕捉不能保證絕對的準(zhǔn)確，無法確保檢測的準(zhǔn)確性，但這種技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠而且可以快速進(jìn)行動態(tài)檢測也是它的優(yōu)點(diǎn)，而超聲脈沖檢測是借助超聲波在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播時(shí)遇到裂縫而發(fā)生的反射與擴(kuò)散和脈沖能量的衰減等情況對混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與內(nèi)部缺陷進(jìn)行有效的判斷和檢測，而且可以進(jìn)行重復(fù)的動態(tài)測量，但由于檢測技術(shù)不完善，對檢測技術(shù)就有一定的要求，需要檢測人員具有一定的相應(yīng)知識。沖擊回波技術(shù)從實(shí)際技術(shù)來說不算聲波檢測，但和聲波檢測的原則基本一致，也是通過沖擊回波在結(jié)構(gòu)中不同介質(zhì)傳播所具有的不同情況進(jìn)行分析檢測出結(jié)構(gòu)內(nèi)部的缺陷和裂縫深度，同樣的這種技術(shù)成本也較低，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，而且不受鋼筋金屬材料的影響，但由于對沖擊回波的捕捉能力不完善，需要重復(fù)多次測量，檢測結(jié)果精度低。隨著科技的發(fā)展，對于橋梁檢測也從最開始的人、人與小設(shè)備等檢測方式發(fā)展到采用大設(shè)備檢測的方法，包括探地雷達(dá)技術(shù)、紅外熱像技術(shù)、透析成像技術(shù)等方法，這些方法都提高了對橋梁內(nèi)部缺損檢測的精度，而且由于是大設(shè)備，可以對橋梁大面積進(jìn)行檢測，大大加快了檢測速度，但有利就有弊，由于是采用大設(shè)備，對檢測場地就有一定的要求，而且也受到橋梁內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，包括，探地雷達(dá)技術(shù)容易受到鋼筋結(jié)構(gòu)的屏蔽，紅外熱像技術(shù)易受周圍環(huán)境和橋梁探測深度的影響，透析成像技術(shù)在使用時(shí)需要對周圍環(huán)境進(jìn)行射線防護(hù)的情況等。

以上幾種早期檢測技術(shù)都或多或少存在著缺陷，但這些技術(shù)都標(biāo)準(zhǔn)著在橋梁無損檢測的進(jìn)步，而隨著近現(xiàn)代科技的飛躍發(fā)展，促成了更加高科技的檢測方法技術(shù)，包括GPS技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)、智能傳感器技術(shù)等在幫助檢測橋梁無損的同時(shí)加大了檢測的精確度。GPS技術(shù)即全球定位技術(shù)，是通過衛(wèi)星對檢測目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行檢測，雖然檢測成本較高，但能夠快速全面精確的對橋梁進(jìn)行系統(tǒng)的檢測，而光纖傳感技術(shù)更是能從細(xì)微的裂紋中準(zhǔn)確獲取橋梁內(nèi)部不同結(jié)構(gòu)的磨損程度，但由于檢測部分過于細(xì)微，對被檢測地點(diǎn)周圍的環(huán)境有一定的要求，智能傳感器技術(shù)是最能體現(xiàn)現(xiàn)代化檢測方式的技術(shù)，即使用智能傳感器對被檢測橋梁進(jìn)行智能信息化檢測，將檢測結(jié)果整合傳出，通過信息融合技術(shù)，將在不同結(jié)構(gòu)中獲取的周期性信息進(jìn)行匯總和合理分析，從而準(zhǔn)確的獲取橋梁內(nèi)部信息，這些都代表著近年來橋梁檢測技術(shù)的飛速發(fā)展，相信，將來將會研發(fā)出更見精確，系統(tǒng)，高效的檢測方式。

2 信息集成分析技術(shù)

隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，各種檢測技術(shù)層出不窮，而在眾多信息中如何篩選出正確的信息進(jìn)而加大檢測的準(zhǔn)確性就存在著巨大的挑戰(zhàn)，而信息集成分析技術(shù)就孕育而生，信息集成分析技術(shù)包括對信息的集成技術(shù)和信息的分析技術(shù)兩大方面，其中，將在橋梁檢測時(shí)通過各種內(nèi)部無損檢測技術(shù)得出檢測結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合與分類就是前者的主要任務(wù)，而將整理出的檢測結(jié)果合理挑選，取其精華去其糟粕，從而得出最精準(zhǔn)的檢測結(jié)果即后者的目的，兩者合二為一即構(gòu)成了現(xiàn)今的信息集成分析技術(shù)，在各領(lǐng)域中，這種技術(shù)都得到了充分的應(yīng)用，由于其準(zhǔn)確性和時(shí)效性，在發(fā)展迅速的橋梁建設(shè)中也具有著重要地位。

3 橋梁檢測與信息集成分析的重要性

對于橋梁無損檢測，現(xiàn)今已經(jīng)有各種方法，但由于不同的檢測方法原理不同，應(yīng)用技術(shù)也不同，雖然檢測結(jié)果大致相同但也存在著一定的誤差，而在橋梁通車以后無數(shù)次的行車與使用過程中，隨著時(shí)間的推移，一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)微的誤差都有可能無限的被擴(kuò)大，如果沒有及時(shí)的改正，既有肯能造成重大的安全事故，嚴(yán)重影響國家安定和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，加大對橋梁無損檢測，將檢測結(jié)構(gòu)通過信息集成分析進(jìn)行合理系統(tǒng)的整合的出準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，從源頭修復(fù)橋梁內(nèi)部缺損，是最有效的長期發(fā)展方式，也是橋梁檢測人員一直持之以恒堅(jiān)持努力的目標(biāo)。

4 結(jié) 語

橋梁建設(shè)作為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中不可或缺的一環(huán)已經(jīng)成為國家發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)等綜合國力的重要體現(xiàn)，從最開始的石橋、小型拱橋，到現(xiàn)今的懸索橋、梁式橋、鋼架橋、斜拉橋和引人為傲的大跨度橋梁，中國一直引領(lǐng)者橋梁建設(shè)，而在建設(shè)過程中進(jìn)行高效的橋梁無損檢測同樣象征著國家技術(shù)的完善與進(jìn)步，符合國家持續(xù)發(fā)展的治國策略，相信，在未來一定會研發(fā)出更加專業(yè)精準(zhǔn)的檢測方法。

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