鋼構(gòu)橋梁工程中無損檢測技術(shù)的運(yùn)用

鐘圣龍

武漢華電工程裝備有限公司 湖北鄂州 436070

鋼結(jié)構(gòu)中各構(gòu)件的連接方式主要有焊接、高強(qiáng)螺栓連接及鉚接三種，其中，焊接連接施工法效率最高，且承載能力僅次于高強(qiáng)螺栓連接，是性價比較高的一類鋼構(gòu)件連接施工方法。但是，焊接施工法在受到荷載作用及外部環(huán)境的耦合作用下，容易出現(xiàn)各種病害，局部焊縫病害在應(yīng)力集中效應(yīng)下將快速斷裂失效，從而引發(fā)嚴(yán)重安全事故。

1 鋼結(jié)構(gòu)橋梁工程中無損檢測的內(nèi)容

目視檢查，看看橋梁的鋼構(gòu)件表面是否被油漆剝落，剝落，生銹等，特別是在積聚了大量灰塵的部分，應(yīng)仔細(xì)觀察灰塵；檢測到的鋼構(gòu)件是否有明顯的變形，穿孔缺陷，特別是在鋼筋接頭或鋼材交叉處的接頭處，容易因過大的應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋；檢測鋼的焊接部位是否有腐蝕或明顯的焊接接頭等。直線度，一般來說，鋼筋的最大彎曲度不應(yīng)超過鋼筋總長度的1倍。如果彎曲過大，結(jié)構(gòu)安全性會受到影響；鉚釘頭和螺釘也容易生銹，如果螺釘擰緊太緊在后期，鋼的疲勞增加，鋼孔容易破裂，也需要進(jìn)行密鑰處理視察。

2 無損檢測技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波無損檢測方法

超聲波無損檢測技術(shù)的原理是借助超聲波與鋼構(gòu)件相互作用后，對反射、散射超聲波特點進(jìn)行分析，以動態(tài)獲取鋼構(gòu)件缺陷的一種檢測技術(shù)。超聲波無損檢測技術(shù)的有效穿透能力較強(qiáng)，可以快速獲取鋼構(gòu)件內(nèi)部形狀參數(shù)且檢測精度較高，即便是內(nèi)部極其微小的缺陷也可以快速檢測出來；但是，超聲波縱波脈沖在具體檢測過程中存在一定的局限，接近鋼構(gòu)件表面的缺陷恰好處于檢測盲區(qū)中，難以被有效檢出。超聲波焊縫檢測主要應(yīng)用在平板對接焊縫和T型對接焊縫兩種形式中。在平板焊縫無損檢測中，如果焊接母材的厚度值大于45mm時，應(yīng)選用雙面檢測法，由于焊接母材外形限定，在使用傾斜檢測探頭時，必須保證超聲波探頭與焊縫中心線保持正交關(guān)系，焊縫檢測路徑呈鋸齒形。

2.2 在役鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測

對于已經(jīng)投入使用一段時間的鋼橋，由于車輛行駛過程中產(chǎn)生的振動和橋梁基礎(chǔ)的不均勻沉降，橋梁鋼結(jié)構(gòu)將不可避免地存在一些質(zhì)量問題，如老化和開裂。由于橋梁中使用的鋼材數(shù)量眾多，而且這些裂縫非常小，如果及時檢測不到并采取有效措施，將對橋梁的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，在鋼橋服務(wù)期間，需要定期進(jìn)行無損檢測，以及時消除潛在的安全隱患，在使用中檢查鋼橋的方法主要基于磁粉探傷和著色滲透。在檢查過程中，技術(shù)人員首先觀察橋梁鋼的表面是否有油漆剝落和生銹。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象時，用砂紙擦除油漆和鐵銹，然后通過上述無損檢測技術(shù)進(jìn)一步確定。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)焊縫射線無損檢測法

射線無損檢測技術(shù)借助射線發(fā)射儀器或者放射性同位素作為射線發(fā)出源，在射線接觸到待檢測焊縫時，射線將出現(xiàn)不同程度的衰減，由于待檢測焊縫及母材存在厚度差，射線采集膠片上記錄了不同的射線強(qiáng)度值，射線強(qiáng)度以不同數(shù)量的光子表現(xiàn)，將膠片拿到暗室內(nèi)處理后，根據(jù)膠片上不同暗度的影像情況，對焊縫缺陷做出定性判定。同其他焊縫檢測技術(shù)相比，射線檢測結(jié)果識別精度及效率最高，可以及時輸出缺陷圖像信息；可以將不同位置的焊縫射線檢測結(jié)果保留在膠片上，便于檢測數(shù)據(jù)的長期保存。但是，射線檢測在具體的焊縫檢測中也存在一些缺陷，首先，射線檢測技術(shù)的成本較高，必須借助高頻率射線發(fā)射儀，且還必須提供膠片等耗材；此外，射線焊縫檢測在平板對接焊縫的檢測中精度較低，若射線投射放線與焊縫缺陷相互垂直時，將無法檢測；最后，使用射線檢測存在較高的安全隱患，一旦控制不當(dāng)，將對檢測人員造成損害，檢測長期置身在射線污染環(huán)境中，很容易誘發(fā)癌變。

2.4 在建鋼結(jié)構(gòu)橋梁檢測

對于在建的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，裂縫主要集中在焊縫或應(yīng)力集中。一方面，鋼結(jié)構(gòu)在施工中的裂縫不合格，裂縫是自成一體的；另一方面，施工操作不當(dāng)造成裂縫，主要的無損檢測方法主要是超聲波檢測和X射線檢測。在實際施工中，橋梁鋼結(jié)構(gòu)的無損檢測應(yīng)在橋梁主體施工完成后進(jìn)行，以避免后續(xù)施工中出現(xiàn)新的裂縫。以X射線檢測為例，X射線發(fā)射器用于掃描橋梁鋼的主要結(jié)構(gòu)，鋼的焊接部分和鋼的交點，然后比較圖像。X射線檢測具有靈敏度高，檢測結(jié)果準(zhǔn)確的優(yōu)點，但在安全保護(hù)等方面存在局限性。超聲波測試廣泛用于此階段鋼結(jié)構(gòu)橋梁的無損檢測。

3 結(jié)束語

伴隨省內(nèi)交通運(yùn)輸量的不斷增長，城市既有鋼結(jié)構(gòu)橋梁的承載能力、截面抗彎剛度及結(jié)構(gòu)整體性和荷載穩(wěn)定性均出現(xiàn)不同程度的下降，工程實踐表明，鋼結(jié)構(gòu)橋梁病害的主要對象為焊縫，焊縫在外荷載及各種環(huán)境的耦合作用下，成為鋼結(jié)構(gòu)中最薄弱的位置，直接影響了市政交通系統(tǒng)的通行能力。無損檢測技術(shù)既可以達(dá)到裂紋檢測的目的，又不會對橋梁鋼構(gòu)件造成損害，是橋梁工程中不可或缺的一種技術(shù)手段。根據(jù)橋梁工程的具體需要，合理選擇無損檢測技術(shù)，以最低的成本、最快的速度，完成無損檢測任務(wù)，從而確保鋼構(gòu)橋梁工程的安全。